Dalam kurun waktu 10 tahun sejak
lahirnya AMPS sudah terjadi perkembangan yang sangat pesat dengan berbagai
penemuan atau inovasi teknologi komunikasi dan pada akhir tahun 90-an muncullah
teknologi 2G (Generasi Kedua). Perbedaan utama dari teknologi 1G dan 2G adalah
1G masih menggunakan sistem Analog sedangkan 2G sudah menggunakan sistem
digital. Dengan adanya kehadiran teknologi generasi kedua, maka muncullah
teknologi selular yang baru yaitu, GSM. yang merupakan suatu sistem komunikasi
wireless2G. Pada awal tahun 2000-an muncullah teknologi generasi 2.5 (2.5 G)
yang mempunyai kemampuan transfer data yang lebih cepat. Yang terkenal dari
generasi ini adalah GPRS (General Packet Radio Service) dan EDGE (Enhanced Data
rates for GSM Evolution). Suatu protokol yang mengatur cara kerja transfer data
pada sistem wireless GSM. Dalam teorinya kecepatan transfer data EDGE dapat
mencapai 384 Kbps. Setelah adanya teknologi generasi pertama, kedua dan
teknologi 2.5 G, maka disusul kemudian dengan generasi ketiga (3G) yang
menawarkan kelebihan yang lebih baik lagi baik dari segi kemampuan fitur dan
transfer data dengan memiliki kecepatan transfer data lebih cepat dari
sebelumnya dalam menghadirkan layanan yang sangat dibutuhkan oleh pelanggan.
Selanjutnya setelah teknologi 3G pengembangan akan jaringan dan berbagai
peralatan pendukungnya terus dilakukan hingga saat ini lahirlah teknologi LTE
(Long Term Evolution). Berlatang belakang dari kemajuan teknologi komunikasi
yang sangat pesat, mengharuskan mahasiswa di bidang telekomunikasi untuk
mengerti akan teknologi LTE.
Long
Term Evolution (LTE) adalah generasi teknologi telekomunikasi selular. Menurut
standar, LTE memberikan kecepatan uplink hingga 50 megabit per detik (Mbps) dan
kecepatan downlink hingga 100 Mbps. Tidak diragukan lagi, LTE akan membawa
banyak manfaat bagi jaringan selular. Perkembangan telekomunikasi menurut
standar 3GPP (third generation partnership project).
Terihat pada gambar di atas bahwa
LTE merupakan evolusi dari jaringan seluler yang dipersiapkan untuk teknologi
4G. Adapun tujuan pengembangan teknologi pada 3GPP adalah sebagai berikut:
1. Kebutuhan akan pengembangan
jaringan 3G dalam waktu yang akan datang.
2. Kebutuhan pelanggan akan
kecepatan data yang tinggi dan quality of service (QOS).
3. Pengembangan teknologi packet
switching.
4. Mengurangi biaya operasional
karena arsitektur jaringan yang sederhana.
Bandwidth LTE adalah dari 1,4 MHz
hingga 20 MHz. Operator jaringan dapat memilih bandwidth yang berbeda dan
memberikan layanan yang berbeda berdasarkan spektrum. Itu juga merupakan tujuan
desain dari LTE yaitu untuk meningkatkan efisiensi spektrum pada jaringan, yang
memungkinkan operator untuk menyediakan lebih banyak paket data pada suatu
bandwidth. Beberapa kelebihannya lainnya dari LTE 4G ialah :
a. Mendukung bandwidth yang
bervariasi, yaitu 1.4, 3, 5, 10, 15 and 20 MHz.
b. Dukungan untuk semua gelombang
frekuensi yang saat ini digunakan oleh sistem IMT dan ITU-R, Kompatibel dengan
teknologi 3GPP sebelumnya dan teknologi lainnya.
c. Di daerah kota dan perkotaan,
frekuensi band yang lebih tinggi (seperti 2.6 GHz di Uni Eropa) digunakan untuk
mendukung kecepatan tinggi mobile broadband.
d. Dukungan untuk MBSFN
(Multicast Broadcast Single Frequency Network). Fitur ini dapat memberikan
layanan seperti Mobile TV menggunakan infrastruktur LTE, dan merupakan pesaing
untuk layanan DVB-H berbasis siaran TV.
Arsitektur Jaringan LTE
Arsitektur jaringan LTE dirancang untuk tujuan
mendukung trafik packet switching dengan mobilitas tinggi, quality of
service(QOS), dan latency yang kecil. Pendekatan packet switching ini
memperbolehkan semua layanan termasuk layanan voice menggunakan koneksi paket.
Oleh karena itu pada arsitektur jaringan LTE dirancang sesederhana mungkin,
yaitu hanya terdiri dari dua node yaitu eNodeB dan mobility management
entity/gateway (MME/GW). Hal ini sangat berbeda dengan arsitektur teknologi GSM
dan UMTS yang memiliki struktur lebih kompleks dengan adanya radio network
controller (RNC). Beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dengan hanya adanya
single node pada jaringan akses adalah pengurangan latency dan distribusi beban
proses RNC untuk beberapa eNodeB. Pengeliminasian RNC pada jaringan akses
memungkinkan karena LTE tidak mendukung soft handover.
Semua interface jaringan pada LTE
adalah berbasis internet protocol (IP). eNodeB saling terkoneksi dengan
interface X2 dan terhubung dengan MME/SGW melalui interface S1. Pada LTE terdapat 2logical gateway, yaitu serving
gateway (S-GW) dan packet data network gateway (P-GW). S-GW bertugas untuk
melanjutkan dan menerima paket ke dan dari eNodeB yang melayani user equipment
(UE). P-GW menyediakan interface dengan jaringan packet data network (PDN),
seperti internet dan IMS. Selain itu PGW juga melakukan beberapa fungsi
lainnya, seperti alokasi alamat, packet filtering, dan routing. Dari gambar di
atas, dapat dilihat bahwa E-UTRAN sangat fleksibel. Satu eNodeB dapat
berhubungan dengan MME/UPE yang manapun, tidak seperti NodeB yang hanya dapat
berhubungan dengan satu RNC. Sedangkan arsitektur lengkap LTE ada pada dibawah
ini:
a. eNodeB: Jaringan akses pada
LTE terdiri dari satu elemen, yaitu eNodeB. eNodeB (eNB) merupakan interface
dengan UE (User Equipment). eNodeB berfungsi untuk Radio Resurce Management
(RRM) dan sebagai transceiver. Sebagai RRM, fungsi eNodeB adalah untuk
mengontrol dan mengawasi pengiriman sinyal yang dibawa oleh sinyal radio,
berperan dalam autentikasi atau mengontrol kelayakan data yang akan melewati
eNodeB, dan untuk mengatur scheduling.
b. Mobility Management Entity
(MME): MME dapat dianalogikan sebagai MSC pada jaringan GSM. MME adalah
node-kontrol utama pada jaringan akses LTE. Ia bertanggung jawab untuk prosedur
paging untuk idlemode UE termasuk retransmisi. MME juga bertanggung jawab dalam
prosesaktivasi/deaktivasi dan autentikasi user (dengan bantuan HSS). MME juga berfungsi
untuk mengatur handover, yaitu memilih MME lain untuk handover dengan MME lain,
atau memilih SGSN untuk handover dengan jaringan akses 2G/3G.
c. Serving Gateway (SGW): SGW
terdiri dari dua bagian, yaitu 3GPP Anchor dan SAE Anchor. 3GPP Anchor
berfungsi sebagai gateway paket data yang berasal dari jaringan 3GPP, sedangkan
SAE Anchor berfungsi sebagai gateway jaringan non-3GPP. SGW merutekan dan
memforward paket datauser, sambil juga berfungsi sebagai mobility anchor saat
handover antar eNodeB dan untuk menghubungkan LTE dengan jaringan lain yang
sudah ada.
d. Home Subscriber Server (HSS):
HSS adalah database utama yang ada pada jaringan LTE. HSS adalah sebuah super
HLR yang mengkombinasikan fungsi HLR sebagai database dan AuC sebagai autentikasi.
Interface Radio LTE
Spesifikasi LTE telah ditetapkan
oleh 3GPP untuk user equipment (UE) dan eNodeB. Adapun spesifikasi teknik LTE
yang telah ditetapkan meliputi mode akses radio, teknik akses jamak, mode
transmisi MIMO, dan modulasi yang digunakan.
1, Teknik
Akses
Pada LTE
teknik akses yang digunakan pada transmisi dalam arah downlink dan uplink
berbeda. Arah downlink adalah arah komunikasi dari eNodeB ke UE, sementara arah
uplink adalah arah dari UE menuju eNodeB. Pada arah downlink teknik akses yang digunakan adalah orthogonal frequency
division modulation access (OFDMA) dan pada arah uplink teknik akses yang
digunakan adalah single carrier frequency division multiple access(SC-FDMA).
OFDMA adalah variasi dari orthogonal frequency division modulation (OFDM).
Pada teknik OFDM
setiap subcarrier adalah orthogonal sehingga akan menghemat spektrum frekuensi
dan setiap subcarrier tidak akan saling mempengaruhi . Akan tetapi salah satu
kelemahan teknik akses ini adalah tingginya peak average power ratio (PAPR)
yang dibutuhkan. Tingginya PAPR dalam OFDM membuat 3GPP melihat skema teknik
akses yang berbeda pada arah uplink karena akan sangat mempengaruhi konsumsi
daya pada UE sehingga pada arah uplink LTE menggunakan teknik SC-FDMA. SC-FDMA
dipilih karena teknik ini mengkombinasikan keunggulan PAPR yang rendah dengan
daya tahan terhadap gangguan lintasan jamak dan alokasi frekuensi yang
fleksibel dari OFDMA
2. Mode Akses Radio
Pada komunikasi seluler sangat penting untuk
mempertimbangkan kemampuan jaringan untuk melakukan komunikasi dalam dua arah
secara simultan atau dikenal dengan istilah komunikasi full duplex. Oleh karena
itu untuk dapat melakukan komunikasi dua arah secara simultan, maka dibutuhkan
suatu teknik duplex. Pada umumnya terdapat dua teknik duplex yang biasanya
digunakan, yaitu frequency division duplex (FDD) dan time division
duplex(TDD).FDD merupakan teknik duplex yang menggunakan dua frekuensi yang
berbeda untuk melakukan komunikasi dalam dua arah. Dengan menggunakan FDD
dimungkinkan untuk mengirim dan menerima sinyal secara simultan dengan
frekuensi yang berbedabeda. Dengan teknik ini dibutuhkan guard frequency untuk
memisahkan frekuensi pengiriman dan penerimaan secara simultan, serta
dibutuhkan proses filtering frekuensi yang harus akurat. Sedangkan TDD
menggunakan frekuensi tunggal dan frekuensi tersebut digunakan oleh semua kanal
untuk melakukan pengiriman dan penerimaan data. Setiap kanal tersebut
di-multiplexing dengan menggunakan basis waktu sehingga setiap kanal memiliki
time slot yang berbeda
Dapat dilihat
bahwa dalam teknik FDD lebih banyak menggunakan spektrum frekuensi yang
tersedia. FDD lebih unggul dalam menangani latency dibandingkan TDD karena
kanal harus lebih lama menunggu waktu pemprosesan dalam multiplexing. Interface
radio LTE mendukung frequency divison duplex dan time divison duplex(TDD), yang
masing-masing memiliki struktur frame yang berbedabeda. Pada LTE terdapat 15
band operasi FDD dan 8 band operasi TDD pada LTE. LTE juga dapat menggunakan
fasilitas half-duplex FDD yang mengizinkan sharing hardware di antara uplink
dan downlink dimana koneksi uplink dan downlink tidak digunakan secara
simultan. LTE dapat menggunakan kembali semua band frekuensi yang digunakan
pada UMTS.
3. Antena pada LTE
Pada
LTE terdapat beberapa konfigurasi antena yang digunakan untuk mengoptimasikan
kinerja pada arah downlink dalam kondisi linkradio yang bervariasi. Konfigurasi
ini mengkombinasikan jumlah antenna, baik dibagian pengirim maupun di penerima
sesuai dengan tujuan sistem jaringan yang diinginkan, seperti untuk memperbaiki
kinerja penerimaan sinyal pada kondisi link radio yang buruk. Teknik ini
menggunakan antena lebih dari satu, baik di penerima maupun di pengirim. Teknik
ini dapat digunakan untuk meningkatkan bit ratedan perbaikan BER. Transmisi
dengan teknik MIMO mendukung konfigurasi dua atau empat antena pengirim dan dua
atau empat antena penerima. Konfigurasi MIMO yang mungkin pada arah downlink
adalah MIMO 2x2, MIMO2x4, MIMO 4x2, dan MIMO 4x4. Akan tetapi UE dengan 4
antena penerima yang dibutuhkan untuk konfigurasi MIMO 4x4 hingga saat ini
masih belum diimplementasikan.
1
2
Pada umumnya
teknik MIMO terdiri atas teknik spatial multiplexing dan transmit diversity
seperti yang ditunjukkan pada Gambar di atas. Teknik spatial multiplexing
mengirimkan data yang berbeda pada masing-masing antena pemancar seperti yang
ditunjukkan pada Gambar di atas(1), sedangkan teknik transmit diversity
mengirimkan data yang sama pada masing-masing antena pemancar seperti yang
ditunjukkan pada Gambar di atas(2). Masing-masing teknik ini memiliki
keuntungan tersendiri tergantung dari skenario yang ada. Misalnya, pada beban
jaringan yang tinggi atau pada tepi sel, teknik spatial multiplexing keuntungan
yang terbatas karena pada kondisi ini kondisi SNR cukup buruk. Sebaliknya
teknik transmit diversity seharusnya digunakan untuk memperbaiki SNR dengan
beamforming. Selanjutnya pada skenario dimana kondisi SNR tinggi, misalnya pada
sel yang kecil, maka spatial multiplexing lebih baik digunakan untuk memberikan
bit rate yang tinggi.
Sehingga Long Term Evolution (LTE) adalah
generasi teknologi telekomunikasi selular. Menurut standar yang dikeluarkan
oleh 3GPP, LTE memberikan kecepatan uplink hingga 50 megabit per detik (Mbps)
dan kecepatan downlink hingga 100 Mbps. LTE Mendukung bandwidth yang
bervariasi, yaitu 1.4, 3, 5, 10, 15 and 20 MHz. Di daerah kota dan perkotaan,
frekuensi band yang lebih tinggi (seperti 2.6 GHz di Uni Eropa) digunakan untuk
mendukung kecepatan tinggi mobile broadband. Mendukung MBSFN (Multicast
Broadcast Single Frequency Network). Fitur ini dapat memberikan layanan seperti
Mobile TV menggunakan infrastruktur LTE, dan merupakan pesaing untuk layanan
DVB-H berbasis siaran TV. Arsitektur jaringan LTE dirancang untuk tujuan
mendukung trafik packet switching dengan mobilitas tinggi, quality of
service(QOS), dan latency yang kecil. Oleh karena itu pada arsitektur jaringan
LTE dirancang sesederhana mungkin, yaitu hanya terdiri dari dua node yaitu
eNodeB dan mobility management entity/gateway (MME/GW). Beberapa keuntungan
yang dapat diperoleh dengan hanya adanya single node pada jaringan akses adalah
pengurangan latency dan distribusi beban proses RNC untuk beberapa eNodeB. LTE
merupakan teknologi baru yang hanya berkerja meningkatkan performa transfer
data wireless di banding dengan teknologi sebelumnya yaitu 3G, dan untuk
kualitas telepon voice masih seperti pada teknologi sebelumnya.
Daftar Pustaka
http://id.scribd.com/doc/73327803/63636260-Makalah-LTE
http://xa.yimg.com/kq/groups/51615199/749477656/name/Jurnal-PPETMengenal+Teknologi+LTE-Uke+IT+Telkom.doc
http://balitbang.kominfo.go.id/balitbang/sdppi/files/2013/02/Kesiapan-OperatorSeluler-dalam-Mengimplementasikan-teknologi-LTE.pdf
http://id.scribd.com/doc/91037474/Teknologi-LTE
http://id.scribd.com/doc/100369336/LTE-Dan-Tantangan-Implementasinya-YudhiTriprasetyo-0906495715
http://www.ittelkom.ac.id/staf/uku/Paper%20Publikasi%20-%20Uke/LTE-uke-hal-
1.pdf
https://ikabuh.files.wordpress.com/2013/10/makalah-klmpok-3-tja_lte.pdf
Tidak ada komentar:
Posting Komentar