softskill 1

DEDE SUMARNI

 4KA37

1B118010

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG
    Perkembangan kebutuhan telekomunikasi yang semakin meningkat, semakin mendorong teknologi komunikasi bergerak untuk terus melakukan kemajuan. Dimulai dari teknologi 0G, hingga saat ini teknologi telah memasuki generasi keempat (4G). Kebutuhan yang semakin meningkat mendorong evolusi ke generasi kelima (5G), dengan berbagai keunggulan tersendiri. Namun, di samping keunggulan, ada beberapa tantangan dan harus segera di carikan solusi yang tepat. Kesiapan teknologi telekomunikasi dalam penerapan teknologi generasi kelima (5G), yang diprediksi akan diterapkan mulai tahun 2020

    Perkembangan teknologi seluler di Indonesia sekarang telah memasuki 4G dimana jaringan pita lebar 4G LTE “tahap pertama” di Indonesia telah diterapkan di pita frekuensi 900 MHz di akhir tahun 2014 dan akan dilanjutkan pada “tahap kedua” pada pita frekuensi 1800 MHz di kuartal pertama tahun 2015 berdasarkan keterangan dari Menteri Komunikasi dan Informatika, Rudiantara. Meskipun teknologi telekomunikasi  berkembang  dengan  sangat  pesat,   masih  terdapat  tantangan  terhadap  peningkatan permintaan kecepatan akses data berikut dengan kehandalan dari layanan dimana teknologi 4G pun tidak dapat memenuhi dan hal ini yang memacu adanya penelitian terhadap teknologi terkini untuk memenuhi kebutuhan  tersebut.  Beberapa  negara  telah  memulai  mengkaji  kemungkinan  penerapan  teknologi  5G dengan membentuk konsorsium ataupun working project seperti METIS, 5GNOW, dan lain-lain dimana working project tersebut merupakan gabungan dari beberapa vendor telekomunikasi beserta akademisi dan regulator yang bersama-sama berusaha menemukan teknologi yang dapat memenuhi persyaratan sebagai teknologi generasi ke 5.

   Berikutnya  dari ANALISIS POTENSI KUNCI TEKNOLOGI 5G UNTUK IMPLEMENTASI OPTIMAL DI JAWA BARAT bahwa peran teknologi wireless modern demikian penting saat ini.  Untuk tingkat global, Nokia telah melakukan prediksi atas   dasar   latar   belakang. kebutuhan dukungan bagi pemetaan key requirement 5G yang sesuai dengan kondisi Indonesia sehingga ke depan dapat disusun roadmap 5G Indonesia maka penelitian ini dilakukan. Kontribusinya bagi Jawa Barat adalah dalam perluasan sinergitas riset kalangan akademisi, bisnis dan government di wilayah ini sekaligus pembukaan peluang lebih jauh fabrikasi perangkat transceiver khususnya handset 5G di Jawa Barat. Untuk itu maka bagaimana menerapkan teknologi kunci pada sistem transmisi radio dengan tepat menjadi fokus perhatian penulis. Kemudian tulisan ini bertujuan untuk menganalisis potensi riset transmisi radio dengan melihat tantangan dan  peluangnya serta dengan analisis SWOT menawarkan strategi langkah-langkah yang dapat diambil dalam mengantisipasi adopsi teknologi 5G dalam negeri yang segera hadir.

TUJUAN PENULISAN

   Tujuan dari penulisan analisis kesiapan teknologi dalam penerapan teknologi telekomunikasi generasi kelima (5G) adalah untuk meningkatnya kebutuhan telekomunikasi dengan perkembangan jenis layanan telekomunikasi, untuk mendorong lahirnya evolusi teknologi telekomunikasi dari generasi nol (0G) hingga generasi kelima (5G) yang akan segera diimplementasikan, dari teknologi generasi kelima (5G) juga masih menghadapi sejumlah kesulitan tersendiri, Untuk mempersiapkan implementasi teknologi generasi kelima (5G), dilakukan analisis awal terhadap sejumlah teknologi. Beberapa teknologi memiliki spesifikasi untuk teknologi generasi kelima (5G), namun masih diperlukan penelitian dan pengembangan yang maksimal. Selanjutnya ada Simulasi Penggunaan Frekuensi Milimeter Wave Untuk Akses Komunikasi Jaringn 5G Indoor untuk menanggulangi keterbatasan frekuensi dalam penerapan teknologi 5G adalah dengan menggunakan frekuensi pada domain tinggi yang disebut dengan Milimeter Wave (mmWave). Penelitian ini membahas alokasi pemilihn frekuensi mmWave dengan metode empirical models untuk model propagasi indoor. Penggunaan frekuensi  mmWave disimulasikan pada  model  indoor office  environment. Dari  hasil  simulasi dengan penempatan Indoor Hotspot (InH) pada setiap ruangan dengan ukuran dinding beton 5x5 meter, akan lebih efektif jika menggunakan frekuensi di domain 60 GHz, dibandingkan dengan frekuensi 38 GHz, 28 GHz, dan 5 GHz maupun frekuensi unlicensed 2,4 GHz. Rata-rata SIR yang paling bagus untuk frekuensi mmWave di 60 GHz, yaitu sebesar 33,97 dB dan rata-rata received signals adalah -73,87 dBm. Dari hasil simulasi dapat disimpulkan bahwa perangkat InH menggunakan frekuensi rendah, kurang cocok diterapkan di dalam ruangan. Misalnya pada penggunaan frekuensi unlicensed 2,4 GHz dan mmWave 5 GHz, perangkat pada sisi receiver hanya mendapatkan rata-rata SIR masing-masing sekitar 5 dB. Dan berikutnya tujuan dari analilsis potensi kunci teknologi 5g untuk implementasi di jawa barat, bertujuan  untuk  menganalisis  potensi  riset  dari  menemukan  strategi  langkah penerapan teknologi kunci yang ada bagi adopsi teknologi 5th  generation (5G) di tanah air dengan metode tracking, analyzing, imaging, deciding, acting (TAIDA) dan strength, weakness, opportunity, threats (SWOT). Hasilnya  adalah  tergalinya  potensi  teknik  pengolahan  spasial  berupa  kombinasi  massive-multiple  input multiple output (M-MIMO) dan beamforming adaptif antena cerdas; eksplorasi spektrum mmWave sampai 100 GHz; manajemen jaringan yang akan dipilih; pemodelan three dimension (3D) dan simulasi tingkat radio frequency (RF) sampai antena serta pemodelan kanal transmisi; juga teknologi material dalam mendukung produksi massal transceiver khususnya arsitektur handset dengan fitur khas Indonesia berdasar regulasi tingkat komponen dalam negeri; serta teknologi energy harvesting. Dukungan regulasi yang berpihak pada riset dan semakin meningkatnya kolaborasi penelitian antar institusi berperan sangat penting dalam mendukung geliat riset khususnya riset transmisi radio dalam rangka adopsi teknologi 5G yang segera hadir.

RUMUSAN MASALAH

    1.      Jelaskan visi teknologi 5G ?

    2.      Jelaskan perkembangan teknologi 5G ?

    3.      Apa itu Massive MIMO ?

    4.      Apa itu beyonde 6 Ghz (mmwave) ?

    5.      Apa itu software define network ?

    6.      Apa itu cognitive radio network ?

    7.      Apa itu scenario planning ?

    8.      Jelaskan perkembangan teknologi 5G ?

    9.  Apa itu antenna cerda ?

    10.  Apa itu beamforming 3D antenna cerda ?

    11.  Jelaskan teknologi M-MIMO

    12.  Jelaskan manajemen jaringan ?

    13.  Jelaskan analisis SWOT ?

    14.  Jelaskan strategi pada analisis SWOT ?

    15.  Jelaskan evolusi teknologi telekomunikasi ?

    16.  Jelaskan konsep 5G ?

    17.  Jelaskan teknologi pendukung ?

LANDASAN TEORI

Visi Teknologi 5G

   Sampai dengan saat ini teknologi generasi kelima dalam bidang telekomunikasi masih belum ditetapkan standar yang berlaku di dunia, meskipun begitu para pelaku telekomunikasi di berbagai belahan dunia telah berlomba-lomba untuk mencari teknologi yang dapat memenuhi persyaratan minimal dimana teknologi tersebut dapat dikatakan sebagai teknologi 5G. Target teknologi 5G secara umum sebagai berikut (NTT Docomo, 2014):

•     Data rates yang tinggi (1-10 Gbps);.

•     Memiliki latensi dibawah 1 ms;

•     Biaya dan energi yang efisien (cost & energy efficiency);

•     1000x kapasitas saat ini;

•     Cakupan yang luas dengan menggunakan jaringan heterogen;

•     Konektivitas  yang stabil.

  

Perkembangan Teknologi 5G

   Dalam teknologi telekomunikasi seluler, teknologi 5G bukan merupakan standar yang merevolusi teknologi generasi sebelumnya. Standar-standar terkait teknologi 5G yang akan muncul nantinya akan mengubah beberapa regulasi telekomunikasi karena regulasi tersebut akan menjadi obsolete. Upaya untuk mengantisipasi hal tersebut, ada beberapa hal yang harus dirumuskan untuk mempersiapkan datangnya standar yang selalu dikaitkan dengan “The Disruptive Standard” (Boccardi et al., 2014).

Beberapa teknologi yang searah dengan teknologi 5G (DMC R&D Centre Samsung, 2015):

Massive MIMO

   Salah satu teknologi yang digunakan dalam usulan 5G adalah Massive MIMO. MIMO sendiri sudah dipakai dalam teknologi 4G, dimana dalam tiap stasiun pemancar/penerima menggunakan antena lebih dari satu. Misal konfigurasi MIMO 2x2 berarti di sisi pemancar dan penerima  masing-masing memiliki 2 antena. Pada LTE-A, konfigurasi MIMO paling banyak yakni 8 antena (Björnson, 2014).

Beyond 6 GHz (mmWave)

   Gelombang milimeter / Millimetre wave (mmWave) atau disebut juga millimetre band merupakan frekuensi dengan panjang gelombang antara 10 sampai dengan 1 milimeter. Gelombang milimeter menempati spektrum 30 – 300 Ghz, sehingga dikategorikan sebagai Extremely High Frequency (EHF). Tingginya  frekuensi gelombang  milimeter  serta  karakteristik propagasi  yang  khusus  membuat  mereka berguna untuk berbagai aplikasi termasuk transmisi data dalam jumlah besar  pada jaringan komputer, komunikasi seluler, dan radar. Dimungkinkannya penggunaan kanal bandwidth yang lebih besar: 2GHz,

4GHz, 10GHz bahkan 100GHz menyebabkan kecepatan yang setara dengan penggunaan kabel (fiber) (Rappaport et al., 2013):

Software Define Network (SDN)

Teknologi software define radio (SDR) akan memberikan fleksibilitas, power dan biaya yang efisien. Berdasarkan The SDR Forum dalam IEEE working group, SDR merupakan kesatuan dari teknologi hardware dan software dimana sebagian atau semua fungsi operasional radio (termasuk proses physical layer) diimplementasikan dalam software maupun firmware yang dapat dimodifikasi yang bekerja pada programmable processing technologies (Ulversoy, Ulversøy, Software, & Sdr, 2010).

Yang perlu diperhatikan dalam SDN adalah value chain yang akan menjamin kesuksesan teknologi ini. Dalam value chain tersebut perlu adanya dukungan dari pihak lain diluar industri telekomunikasi seperti lembaga   pendidikan,   kesehatan,   pemerintah   dan   lain-lain,   dukungan   organisasi   ini   yang   akan memungkinkan sebuah jaringan bersifat ubiquitous sehingga end-user dapat menikmati seluruh layanan tersebut (Wireless Innovation Forum, 2011)

Cognitive Radio Network (CRN)

Radio kognitif pertama kali dikemukakan pada tahun 1999 oleh Mitola. Radio kognitif dapat meningkatkan utilisasi spektrum dengan cara mencari secara terus menerus frekuensi (spectrum sensing) yang kosong (tidak terpakai) secara real time. Dalam radio kognitif, hal yang diperhatikan adalah: spectrum sensing; manajemen spektrum dan handoff; serta alokasi spektrum dan sharing spektrum (B. Wang & Liu,

Visible Light Communication(VLC)

Visible Light Communication (VLC) merupakan teknologi komunikasi data dengan  menggunakan cahaya sebagai carrier.

Frekuesi yang digunakan teknologi VLC adalah 430 THz sampai dengan 790 THz yang pada dasarnya merupakan cahaya tampak oleh mata manusia. Penggunaan frekuensi yang tinggi akan memberikan data rate yang tinggi tetapi seperti sifat cahaya, VLC tidak dapat menembus sebagian besar benda dan dinding tembok.  Teknologi  VLC  dapat  menggunakan  atau  reuse  infrastruktur  penerangan  jalan  sehingga penggunaan infrastruktur akan lebih efisien. Standar IEEE yang pertama dalam perkembangan teknologi VLC dikeluarkan pada tahun 2011 yaitu standar 802. 15.7 yang didalamnya mengatur standar spesifikasi desain link layer dan physical layer. Pencapaian teknologi VLC sampai dengan saat ini adalah 1 Gbps link capacity dan masih perlu dikaji lebih lanjut untuk dapat menghasilkan potensi maksimal dari teknologi VLC.

Scenario planning

Perencanaan skenario (scenario planning) adalah proses terstruktur dalam memikirkan dan mengantisipasi masa depan yang tidak diketahui, tanpa pretensi untuk dapat memprediksi masa depan atau mampu mempengaruhi lingkungan secara global. Filosofinya adalah secara proaktif berpikir dan merencanakan  perkembangan  masa  depan  bukan  menjadi  pelaku  pasif  dari  perubahan.  Perencanaan skenario selalu mencakup sejumlah kemungkinan skenario di masa mendatang, sehingga mempersiapkan banyak peristiwa di masa depan (Lingren & Bandhold, 2003).

Perencanaan skenario, merupakan metode untuk perencanaan jangka menengah sampai dengan jangka

panjang dengan kondisi yang tidak tentu. Metode tersebut membantu menentukan strategi dan menyusun rencana  terhadap  hal  yang  tidak  diperkirakan  tetapi  tetap  pada  arah  yang  dituju  dan  mengikuti perkembangan dari isu terkait (Mintzberg, Quinn, & Ghoshal, 2003).

Konsep perencanaan skenario pada dasarnya merupakan transformasi dari ‘proses TAIDA’: Tracking, Analysing, Imaging, Deciding, dan Acting.

Perkembangan Teknologi 5G

5G adalah singkatan dari 5th Generation yang digunakan untuk menunjuk generasi kelima dari  teknologi  mobile.  5G  telah memungkinkan untuk menggunakan ponsel dengan bandwidth yang lebih besar. 5G ini adalah sebuah sistem nirkabel packet switched. 5G digunakan untuk menutupi area yang luas dan digunakan untuk memberikan throughput yang lebih tinggi. 5G menggunakan   CDMA,   BDMA   dan   juga gelombang milimeter (untuk konektivitas nirkabel backhaul). 5G menggunakan teknik Data coding/ modulasi maju yang ditingkatkan. 5G ini memberikan sekitar 100 Mbps  pada  mobilitas  penuh  dan  1  Gbps untuk mobilitas rendah. 5G menggunakan teknik antena cerdas untuk mendukung data rate dan cakupan yang lebih tinggi (RF Wireless, 2017).

Antena Cerdas

Sistem antena cerdas dapat membedakan sinyal yang diinginkan dan kanal interferensi yang berdekatan secara normal. Antena cerdas terdiri dari susunan dua atau N buah antena dengan jarak spasi sama, bersama- sama bekerja untuk  mencapai pola  radiasi yang spesifik. Pola radiasi ini akan menentukan pengarahan dan penguatan antena   yang  dihasilkan.   Sistem   antena cerdas  memiliki  kemampuan  untuk mengubah pola radiasi guna memberikan reaksi terhadap perubahan lingkungan sehingga dapat meningkatkan kapasitas dan S/N sistem wireless. Manfaat lain dari antena cerdas adalah bahwa efek dari multipath diatasi  dengan  menekan  pengguna  yang tidak diinginkan dan memaksimalkan beam pancaran ke arah sudut yang diinginkan (Hidayat, 2017).

Beamforming 3D Antena Cerdas

Beam pada pola pancar susunan antena dapat diatur (beamforming) sesuai desain. Sementara itu, algoritma adaptif adalah salah satu algoritma yang memberikan kecerdasan bagi sistem smart antenna. Tanpa algoritma adaptif, sinyal asli tidak lagi dapat diekstraksi (Hidayat, 2017).

Beamforming adaptif diperlukan untuk mengatasi tantangan propagasi pada sistem akses  dimana  beamforming  akan beradaptasi dengan pengguna dan lingkungan untuk memberikan payload kepada pengguna. Terlihat pada Gambar 9 di atas, sinyal dikonversi naik dan dibagi menjadi jalur RF masing-masing untuk mencatu setiap antena. Dalam  setiap jalur RF, sinyal diproses untuk mengatur gain dan fase untuk membentuk beam di luar antena. Menjadi tantangan sekaligus peluang penelitian di sini diantaranya adalah bagaimana desain diagram blok yang lebih sederhana dengan kompleksitas trade-off sistem dan algoritma adaptif berkehandalan tinggi yang akan dipilih.

Teknologi M-MIMO

M-MIMO   merupakan   solusi   yang   mudah untuk meningkatkan efisiensi sel khususnya bagi penerapan sel kecil. Sesuai dengan pemakaian frekuensi  lebih  tinggi  di  atas  6 GHz akibat pengurangan ukuran antena. Meski demikian yang juga menjadi perhatian adalah adanya kontaminasi pilot sebagai satu isu   pada  M-MIMO.  Mode  transmisi  time

division duplex (TDD) harus mengurangi sinyaling overhead. Faktor tesebut mengharuskan pemakaian cmWave atau mmWave bagi antena masif yang kompak. Monserrat, et.al. (2016) menyebutkan bahwa kinerja yang sangat sensitif bagi beban mobilitas dan komputasi, dapat membuat solusi bagi banyak pengguna yang tidak terjangkau. Dengan demikian tantangan sekaligus peluang penelitian dalam M-MIMO meliputi model dan estimasi kanal, teknik penghematan  energi  dan  arsitektur perangkat keras. Desain receiver dengan kompleksitas rendah yang memanfaatkan derajat kebebasan spasial M-MIMO dan teknik lapisan fisik dengan hardware berkompleksitas rendah, dengan mengurangi rantai RF. Juga bagaimana memperoleh efisiensi energi di semua tingkatan sistem, hardware dan sistem pengolahan (Cwc-ucsd, 2017). 

Manajemen Jaringan

Manajemen jaringan menjadi masalah yang menarik dan semakin penting dengan kondisi jaringan yang menjadi semakin kompleks, berupa  kombinasi  menara  makrosel, mikrosel, sel  kecil  yang  mungkin dipasang pelanggan sendiri, hub WiFi atau mungkin koneksi peer-to-peer. Tujuan manajemen jaringan di sini agar semua pengguna bisa selalu  memiliki  ketersediaan  kebutuhan penuh 10 Gbps dengan nyaris tanpa latensi. Dalam 5G, node dapat diatur hampir secara acak dalam pola geografis. Node yang berbeda  akan  mendukung kombinasi  band berbeda dan memungkinkan memiliki berbagai tingkat kemampuan beamforming. 

Analisis SWOT

Analisis Strength, Weakness, Opportunity, Threats (SWOT) juga digunakan dalam menemukenali strategi yang mungkin untuk melihat potensi riset dan implementasi transmisi  radio  dalam  proses  adopsi teknologi 5G. 

Suatu riset akan berjalan dengan baik jika dilakukan berdasar roadmap yang ada dan melalui tahapan yang terencana. Sebagaimana riset teknologi pada umumnya, maka secara umum tahapan riset transmisi radio dilakukan melalui alur berikut:

1.   Motivasi riset

2.   Ide baru

3.   Simulasi/evaluasi

4.   Sharing/publikasi/diseminasi

5.   Paten

6.   Prototipe dalam lingkungan nyata

7.   Prototipe produk

8.   Integrasi/interoperabilitas/ujicoba

9.    Komersialisasi produk/marketing

Strategi pada Analisis SWOT

Analisis SWOT dengan strateginya masing- masing dari tulisan ini secara ringkas ditampilkan  sebagaimana  gambar  12. Strategi S-O (menggunakan kekuatan untuk mengambil keuntungan dari peluang)
•Penerapan     spektrum     baru     pada teknologi radio gelombang milimeter
•Teknik beamforming 3D
•Massive MIMO (M-MIMO)
•Multiple access
•Receiver Maju (advanced receiver)

Strategi W-O (mengatasi kelemahan dengan mengambil keuntungan dari peluang)
•Evolusi smooth menuju teknologi  5G melalui interworking dengan teknologi sebelumnya (koeksistensi)

Strategi S-T (menggunakan kekuatan untuk menghindari ancaman)

•Pemodelan 3D dan simulasi

•Desain  susunan  antena  yang  kompak dan   matching   dengan   bagian   ujung (front end) transceiver

•Produksi  massal  handset  5G  dengan chipset yang mungkin bagi fitur khusus Indonesia

Strategi W-T (memperkecil kelemahan dan menghindari ancaman)

•Harmonisasi frekuensi

•Managemen interferensi

•Penerapan   teknik   harvesting   energi berupa wireless power transfer/transmission.

ANALISIS

EVOLUSI TEKNOLOGI TELEKOMUNIKASI

Teknologi telekomunikasi telah mengalami perkembangan yang panjang, dimulai dari generasi nol hingga generasi keempat yang sudah diimplementasikan saat ini.

            a. Generasi Nol (0G)

Teknologi telekomunikasi dimulai dengan teknologi mobile radio telephone, yang diidentifikasi sebagai generasi nol (zero generation/0G). Teknologi ini muncul sebelum adanya sistem komunikasi selular. Beberapa teknologi yang digolongkan ke dalam generasi nol, diantaranya:

1)   Push to Talk (PTT)

2)   Mobile Telephone System (MTS)

3)   Improved Mobile Telephone System (IMTS)

4)   Advanced Mobile Telephone System (AMTS)

    b. Generasi Pertama (1G)

Generasi pertama dari sistem telekomunikasi bergerak berbasis kepada sinyal analog. Sistem pada generasi ini hanya mengakomodasi suara dan menggunakan teknologi circuit switched. Sistem generasi pertama menggunakan multiplexing berbasis frekuensi, yaitu Frequency Division Multiple Access (FDMA). Generasi pertama memiliki sejumlah kekurangan, diantaranya kapasitas rendah, permasalahan pada proses handoff, serta masalah keamanan. Beberapa teknologi yang digolongkan ke dalam generasi pertama, diantaranya:

1)   Analog Mobile Phone System (AMPS)

2)   Total Access Communication System (TACS)

     c. Generasi Kedua (2G)

Generasi kedua dari sistem telekomunikasi bergerak berbasis kepada sinyal digital. Sistem pada generasi ini masih berfokus kepada transmisi suara, dengan kelebihan pada fasilitas short message services (sms). Bandwidth yang digunakan pada generasi ini antara 20-200 kHz. Pada generasi ini, beberapa penelitian terkait value added services telah dimulai. Generasi ini menggunakan teknologi multiplexing berbasis waktu, yaitu Time Division Multiple Access (TDMA) dan teknologi multiplexing berbasis kode, yaitu Code Division Multiple Access (CDMA). Pada generasi kedua ini lahirlah teknologi Global System for Mobile Communication (GSM).

     d. Generasi Ketiga (3G)

Generasi ketiga dari sistem telekomunikasi bergerak dimulai pada tahun 2000, dengan kecepatan transmisi dari 144 kbps-2 Mbps. Generasi ketiga diimplementasikan pada multimedia cell phone atau yang lebih dikenal dengan smart phone, dengan berbagai fasilitas seperti video call, Voice over IP (VoIP), Mobile TV, Online Gaming. Beberapa teknologi yang digolongkan ke dalam generasi ketiga, diantaranya:

1)   CDMA 2000

2)   Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA)

3)   Time Division Synchronous Code Division Multiple Access (TD SCDMA)

   e. Generasi Keempat (4G)

  Generasi keempat menghadirkan berbagai layanan baru, seperti multimedia message service (mms), televisi digital, video conference. Generasi keempat berbasis kepada teknologi OFDM dan CDMA. Beberapa fitur didukung dengan adanya teknologi Long Term Evolution (LTE). Teknologi pada generasi ini berfokus kepada layanan data melalui berbagai value added services yang diberikan sesuai dengan kebutuhan konsumen. 

Adapun kebutuhan teknologi Telekomunikasi ke depan meliputi hal-hal berikut:

1.    Tingkat latency yang cukup rendah

2.    Datarate yang tinggi

3.    Aspek keamanan yang semakin meningkat

4.    Konsumsi daya yang semakin rendah

5.    Biaya komponen yang semakin rendah

KONSEP 5G

    Teknologi generasi kelima (5G) masih dalam tahap penelitian, diperkirakan akan diterapkan mulai tahun 2020. Berbagai pelaku industri Telekomunikasi di dunia telah memulai sejumlah persiapan untuk menyongsong era 5G. Agar tidak tertinggal dari negara lain, Indonesia, yang saat ini baru memasuki era teknologi generasi keempat (4G), perlu melakukan analisis terhadap kesiapan teknologi dan infrastruktur, serta regulasi untuk mempersiapkan masuknya era generasi kelima (5G). Teknologi generasi kelima menawarkan berbagai keunggulan dibandingkan dengan teknologi sebelumnya, walaupun sejumlah kendala juga masih muncul [2].

 Adapun fitur-fitur dari teknologi generasi kelima (5G) adalah sebagai berikut:

1.    kecepatan yang lebih tinggi (hingga 1Gbps)

2.    bandwidth yang lebih besar (hingga 10 Gbps)

3.    tingkat latency yang cukup rendah (< 1ms)

4.    keamanan tingkat tinggi

5.    konsumsi daya rendah

TEKNOLOGI PENDUKUNG

  Adapun beberapa teknologi yang masuk dalam kriteria untuk dapat diterapkan pada teknologi generasi kelima (5G), diantaranya:

a.     Massive MIMO

        Sistem Multiple Input Multiple Output (MIMO) merupakan sistem yang terdiri atas sejumlah antena pengirim dan penerima [3]. Sistem MIMO bekerja dengan baik pada komponen multipath. Massive MIMO merupakan teknologi MIMO dimana jumlah terminal jauh lebih sedikit dibandingkan dengan jumlah antena mobile station. Massive MIMO dapat meningkatkan kapasitas hingga 15 kali, serta meningkatkan efisiensi energi radiasi hingga 100 kali. Peningkatan efisiensi energi didukung dengan penggunaan antena dalam jumlah besar.

     Massive MIMO memiliki beberapa keunggulan sebagai berikut:

     1)   Peningkatan datarate

     2)   Peningkatan reliabilitas

     3)   Peningkatan efisiensi energi

     4)   Penurunan tingkat interferensi

     5)   Tingkat keamanan yang cukup tinggi

     6)   Koneksi yang stabil

     

     Di samping keunggulan, Massive MIMO juga memiliki beberapa kendala sebagai berikut:

     1)   Diperlukan Signal Processing yang cepat dan terdistribusi

     2)   Diperlukan Komponen hardware yang berbiaya rendah

     3)   Konsumsi daya internal masih cukup tinggi

     4)   Karakteristik kanal

     5)   Perlu adanya kalibrasi resiprositas

     6)   Masalah Pilot Contamination

     b. Millimeter Wave Small Cell Network

   Frekuensi yang digunakan saat ini memerlukan penataan untuk penggunaan di masa mendatang. Frekuensi yang memiliki potensi untuk pemanfaatan masa mendatang adalah frekuensi di panjang gelombang millimeter, yang dikenal sebagai mm wave. Millimeter wave berada pada spektrum frekuensi 30-300 GHz. Frekuensi tinggi memiliki keunggulan dalam hal bandwidth yang lebih besar dan ukuran antena yang lebih kecil [6]. Dengan bandwidth yang lebih besar akan mendukung datarate yang lebih tinggi. untuk 5G, diperlukan datarate yang tinggi dan bandwidth yang besar, sehingga frekuensi yang cocok digunakan adalah mm wave. Millimeter wave yang digunakan pada Small Cell Network (SCN) mendukung efisiensi spectral. Dari hasil penelitian sebelumnya, diperoleh bahwa SCN memerlukan transmit power yang lebih sedikit. Energy efficiency pada SCN juga cukup besar karena ketika traffic rendah sistem akan masuk ke dalam sleep mode.

     

    c. Device to Device (D2D)

      Device to Device (D2D) menggunakan koneksi lokal sehingga memiliki kapasitas yang besar dan seamless [7]. Yang perlu diperhatikan pada Device to Device adalah koneksi D2D tidak boleh mengganggu atau menimbulkan interferensi terhadap jaringan seluler. Untuk mencegah terjadinya interferensi dari komunikasi D2D, base station harus mengontrol daya transmisi maksimum. Pada gambar terlihat bahwa pengguna 2 (UE 2) dan pengguna 3 (UE3) berkomunikasi secara langsung (D2D) sedangkan base station (BS) mengendalikan daya transmisi maksimum, untuk mencegah terjadinya interferensi terhadap user lain (UE1) yang menggunakan koneksi jaringan seluler .

   

   d. Beam Division Multiple Access (BDMA)

      Adapun prinsip dari Beam Division Multiple Access adalah jika mobile stations berada pada lokasi yang sama, mereka menggunakan beam yang sama, dengan menggunakan frekuensi/waktu yang tersedia untuk multiple access. Ketika base station berkomunikasi dengan mobile station, orthogonal beam dialokasikan untuk setiap mobile stations. Mobile stations dan base stations berada pada kondisi Line of Sight (LOS), cahaya dipancarkan satu sama lain untuk berkomunikasi, tanpa menimbulkan interferensi kepada mobile stations yang berada di sekeliling.

     e. Software Define Network (SDN)

     SDR merupakan kesatuan dari teknologi hardware dan software dimana sebagian atau semua fungsi operasional radio diimplementasikan dalam software yang dapat dimodifikasi. Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul untuk membangun sistem radio yang fleksibel, dapat menerapkan berbagai fungsi dan layanan, dapat dioperasikan pada berbagai standar dan frekuensi kerja yang berlainan. Di samping itu, dengan Software Define Network, konfigurasi sistem radio dapat diubah, menyesuaikan dengan standar yang akan digunakan.

    f. Cognitive Radio Network (CRN)

   Dalam komunikasi wireless, spektrum frekuensi merupakan sumber daya yang penting mengingat jumlahnya yang terbatas. Pada umumnya, regulator mengalokasikan spektrum frekuensi tertentu kepada penyedia jasa telekomunikasi. Pola ini tidaklah efisien, mengingat banyaknya frekuensi yang tidak terpakai pada waktu tertentu. Frekuensi yang tidak terpakai pada waktu-waktu tertentu tersebut pada dasarnya dapat digunakan oleh pengguna lainnya. Radio kognitif merupakan sebuah sistem yang bersifat adaptif. Radio kognitif dapat meningkatkan pemanfaatan spektrum dengan cara mencari secara terus menerus frekuensi yang kosong atau tidak terpakai 

    g. Visible Light Communication (VLC)

      Cahaya tampak (visible light) adalah bentuk dimana radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang dalam kisaran tertentu diinterpretasikan oleh otak manusia [10]. Spektrum yang terlihat mencakup panjang gelombang dari 380 nm sampai 750 nm. Visible Light Communication (VLC) adalah sebuah sistem komunikasi yang memanfaatkan cahaya tampak sebagai media dalam komunikasi antar perangkat. Frekuensi tinggi akan memberikan datarate yang tinggi (maksimum 1 Gbps) [11]. VLC memiliki keunggulan dalam efisiensi energi dan bandwidth yang besar, namun memiliki keterbatasan dalam jangkauan transmisi dan transmisi pada daerah berpenghalang. Dengan teknologi VLC, selain untuk penerangan lampu ruangan, LED juga dapat digunakan sebagai media transmisi 

Simulasi Penggunaan Frekuensi Milimeter Wave Untuk Akses Komunikasi Jaringn 5G Indoor

A.  Model Propagasi

Propagasi adalah propagasi terdapat istilah propagasi ruang bebas. Propagasi ruang bebas terjadi bila  ada  jalur Line  of  Sight (LOS) yaitu tidak ada penghalang yang menghalangi propagasi gelombang radio  antara  pemancar  dan  penerima.  Pada propagasi ruang bebas hanya ada rugi-rugi sinyal sebagai fungsi jarak antara pemancar dan penerima. Model yang paling sederhana adalah apabila kondisi saling melihat antara pemancar dan  penerima terpenuhi dan hanya ada satu sinyal langsung yang diterima, sehingga perhitungan redaman dilakukan dengan menggunakan rumus redaman   ruang bebas

B.  Parameter Sistem

Penggunaan parameter simulasi bertujuan untuk memudahkan dalam proses analisis hasil. Parameter ini tujuan utamanya adalah untuk menghitung pendistribusian daya yang berasal dari antena transmitter. Apabila daya dari antena transmitter terdistribusi dengan baik, maka penerima juga   akan mendapatkan daya yang optimal. Penempatan antena dan pemilihan perangkat juga merupakan bagian penting dan harus diperhitungkan sesuai dengan kondisi lingkungan. Tabel. 1 berikut merupakan parameter yang digunakan untuk perancangan sistem jaringan indoor office environment.

C.  Karakteristik Ruangan

denah indoor office environment yang digunakan sebagai desain simulasi dengan spesifikasi panjang lantai 30m, lebar 12m, dan memiliki ketinggian 3m. Terdapat 10 kamar yang memiliki luas 25 meter persegi dengan ukuran 5 meter x 5 meter dan di tengah bagunan terdapat lorong dengan lebar 2m yang memisahkan 10 kamar tersebut menjadi dua bagian.

D. Skenario Simulasi

Simulasi dilakukan dengan menggunakan software Radio Propagation Simulator dengan beberapa modifikasi untuk mensimulasikan frekuensi mmWave .Beberapa skenario penempatan Small Cells dengan penamaan Indoor Hotspot (InH) disimulasikan dengan karakteristik ruangan pada Gambar 1  dan dengan pemakaian konstruksi bahan

1 dengan konsumsi ruangan bahan beton 90%, yang dimaksudkan dengan persentase tersebut adalah total bagunan yang berdiri dalam bangunan tersebut sekitar

140 meter maka sekitar 98 meter dinding tersebut berbahan beton sedangkan sisanya masing – masing

15% untuk jendala dan pintu.

HASIL DAN PEMBAHASAN

 Berikut merupakan kualitas sinyal penerima mmWave  berdasarkan jarak antena transmitter InH dan receiver dengan kondisi LOS di lorong gedung.  Hasil simulasi yang menunjukkan kualitas sinyal mmWave dibandingkan dengan sinyal unlicenced 2,4GHz tanpa interferensi dari pengaruh sinyal frekuensi lain dapat dilihat dari Gambar 2. Proses simulasi ini melibatkan sekitar 720 titik referensi sebagai receiver. pada  frekuensi  unlicenced 2,4GHz lebih luas jangkauanya dibanding dengan pemakaian frekuensi mmWave. Kondisi tersebut berdasarkan  persamaan  (1),  apabila  frekuensi pembawa  (carrier)  diperbesar  maka  redaman  juga akan semakin besar. Hasil simulasi tersebut, juga menunjukkan semakin jauh receiver dari antena transmitter maka semakin turun kualitas sinyalnya. Dari hasil simulasi, pemakaian frekuensi mmWave di 60GHz menjadi yang paling rendah kualitas sinyalnya pada bagian  penerima.  Namun  pemakaian  60MHz pada  jarak  30meter  dari  InH dengan  kondisi  LOS masih memungkinkan terjadinya komunikasi karena user masih mendapatkan sinyal sebesar -80 dBm. hasil simulasi jika 12 antena InH menggunakan unlicensed 2,4GHz yang ditempatkan diseluruh ruangan  5x5  meter  dan  satu antenna   di   koridor.   Hasil   simulasi   menunjukkan bahwa    user    yang   ada    pada    gedung    tersebut dan paling besar sekitar -56dBm. Dari hasil simulasi pada 38GHz, user yang ada pada gedung tersebut mendapatkan kualitas paling rendah sekitar -80dBm dan paling besar sekitar -55dBm.  Dari hasil simulasi juga menunjukkan 80% kualitas sinyal antara -65 dan - 55dBm.

 Hasil dan Pembahasan

Indikator Teknologi

Meskipun sampai dengan saat ini key requirements dari teknologi 5G belum disepakati bersama, tetapi dari perkembangan teknologi dan visi dari 5G didapatkan bahwa secara global teknologi ini akan dapat memberikan atau mendukung 1000x kemampuan kapasitas data yang dimiliki oleh teknologi LTE dengan kecepatan 1 Gbps pada sisi pengguna pada kondisi jaringan yang sangat padat (super dense network).

Pemetaan Teknologi

Dari hasil pengumpulan data terhadap perkembangan teknologi yang menuju ke arah 5G dengan indikator teknologi dilihat dari berbagai sudut pandang maka dapat dipetakan seperti dalam Tabel 2.

 identifikasi Aspek Industri

Melihat  dari kondisi  industri telkomunikasi  di Indonesia  saat  ini,  terdapat  beberapa  peluang  dan tantangan yang akan mempengaruhi teknologi 5G di Indonesia.

Industri ICT, Perangkat dan Jaringan Telekomunikasi

Keberadaan dan dominasi vendor asing di Indonesia saat ini melemahkan industri lokal yang kalah modal dan selain itu rendahnya tingkat  kepercayaan dari masyarakat terhadap produksi dalam negeri. Dalam industri perangkat telekomunikasi, elemen TKDN dapat menjadi barrier to entry vendor asing dan penguatan industri lokal. Sebagai contoh pada transisi teknologi 3G Sehubungan dengan hal tersebut, Indonesia harus belajar dan menyiapkan strategi dalam menghadapi

era teknologi 5G untuk 5 tahun kedepan melalui langkah-langkah antara lain sebagai berikut :

1. Penyiapan  industri  perangkat  dalam  negeri  dengan  melakukan  inisiasi  atau kerjasama  dengan learning center industri internasional yang telah mapan seperti Qualcomm dan Intel untuk belajar pengembangan handset dari chipset ternama sehingga Indonesia dapat mandiri dalam pembuatan handset.

2. Kementerian Kominfo dapat bergabung secara aktif pada working group ITU WP5D atau dengan yang lain seperti 3GPP sehingga dapat memperoleh informasi standar lebih awal dan memiliki peluang dalam memberikan kontribusi penyusunan standar yang dapat disesuaikan ekosistem di Indonesia; dsb.

Migrasi teknologi dari 4G ke 5G akan memaksa pengguna untuk mengubah terminal end user dimana CPE tersebut harus bersifat universal terhadap semua layanan dan dapat beroperasi dalam jaringan nirkabel yang berbeda, selain itu juga harus mengatasi isu utilisasi perangkat tersebut dari sisi biaya produksi dan power yang lebih tahan lama. Banyaknya pilihan sistem nirkabel dapat dipengaruhi dari kondisi geografis maupun waktu tertentu sistem tersebut bekerja. Sehingga pilihan sebuah sistem dalam setiap kondisi akan berbeda-beda berdasarkan pilihan QoS terbaik yang dapat diberikan. Salah satu permasalahan QoS yang mempengaruhi migrasi adalah isu security yang diharuskan bersifat dapat direkonfigurasi dan adaptif. Sehingga banyak sekali yang perlu diperhatikan oleh industri perangkat telekomunikasi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.Data Potensi dan Pendorong Implementasi 5G di Jawa Barat

Strategi Implementasi Optimal 5G di Jawa Barat

Dalam menangkap peluang adopsi teknologi 5G,  beberapa  modal  dasar  yang  dimiliki

Jawa Barat adalah :

• Pertama,  Jawa  Barat  dengan  jumlah penduduk 46,37 juta jiwa dan laju pertumbuhan penduduk per tahun sebesar 1,43% pada tahun 2016, merupakan    potensi pasar handset terbesar   di   Indonesia   sebagaimana Tabel 1.

• Kedua, adanya bonus demografi berupa

potensi penduduk muda usia produktif (10-24 tahun) sebagai pengadopsi teknologi terbesar.

• Ketiga, Jawa Barat adalah daerah pusat

teknologi  telekomunikasi  atau  TIK.  Di sini terdapat berbagai perguruan tinggi baik negeri maupun swasta dengan disiplin ilmu elektro, komputer, telekomunikasi dan rumpunnya dengan pusat-pusat studinya masing-masing dengan berbagai terobosan technopark khususnya terkait TIK. Juga terdapat lembaga-lembaga riset/ pusat-pusat kajian baik yang melekat pada institusi resmi/ perguruan tinggi maupun yang independen.

• Keempat,   dunia   industri   elektronika,

telekomunikasi, rekayasa perangkat lunak juga tersedia lengkap di daerah ini dengan beberapa perusahaan besar seperti PT. Telkom, PT. INTI, PT. LEN, PT. CMI (Compact Microwave Indonesia), PT. HDTE (Hariff Daya Tunggal Engineering) dan lainnya baik sebagai operator, provider, integrator maupun pabrik/ manufaktur chip IC.

• Kelima,  kesiapan  Puslitbang  Daerah, LIPI (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia) dan Dinas Kominfo di Jawa Barat dalam mengantisipasi kemajuan teknologi khususnya bidang TIK.

• Keenam,  tersedianya  arah   penelitian

dari pemerintah pusat sebagai stakeholder berupa 10 Bidang Prioritas Pembangunan Iptek yang salah satunya berupa bidang TIK. Bidang TIK ini meliputi riset pembuatan dan produksi smart card; riset pembuatan dan industri chip IC, radio frequency identification (RFID) dan Internet of Things (IoT); riset pembuatan dan produksi sel fotovoltaic; dan riset 5G (broadband).

KESIMPULAN

Pertama dari hasil teknologi telekomunikasi generasi kelima (5G), kesimpulannya yaitu :

a. Massive MIMO dikembangkan untuk teknologi generasi kelima (5G) dimana massive MIMO terdiri dari datarate, kapasitas, serta tingkat keamanan yang tinggi, dalam teknologi generasi kelima (5G)

b. Device to Device Communication (D2D) dikembangkan untuk mendukung teknologi generasi kelima (5G) dan juga konsep D2D juga untuk mendukung pengembangan Internet of Things yang merupakan kebutuhan untuk kemanjuan teknologi di masa depan.

Kedua di Indonesia sendiri saat ini baru meluncurkan teknologi 4G dan ber kesempatan untuk pembelajaran penerapan teknologi adopsi 5G apabila teknologi tersebut telah hadir.

Ketiga Berdasarkan hasil simulasi penggunaan frekuensi Milimeter Wave (mmWave) untuk akses komunikasi jaringan 5G Indoor, menggunakan frekuensi mmWave dengan domain tinggi, khususnya jika terdapat penerapan perangkat komunikasi berbasis D2D. Dari hasil simulasi deployment untuk kasus indoor office environment, apabila setiap ruangan ditempatkan Indoor Hotspot (InH), lebih efektif jika menggunakan frekuensi domain tinggi yaitu di frekuensi 60GHz, dibadingkan  dengan  penggunaan  frekuensi  38GHz, 28GHz,  dan  5GHz  maupun  frekuensi  unlicenced 2.4GHz. Rata-rata SIR yang paling bagus pada frekuensi mmWave di 60GHz yaitu sebesar 33,97dB. Rata–rata  received  signal  adalah  -73,87dBm. Perangkat yang menggunakan frekuensi rendah kurang cocok diterapkan dalam ruangan karena jangkuannya lebih luas sehingga mudah menyebabkan interferensi (co-channel interference) pada perangkat lain karena penggunaan frekuensi pembawa yang sama. Seperti pada penggunaan unlicenced 2.4GHz dan mmWave 5GHz, user hanya mendapatkan rata-rata SIR sebesar sekitar 5dB.

Keempat di jawa barat, teknologi kunci riset transmisi radio 5g dan implementasinya ada pada system antenna cerdas (smart antenna) dengan kemampuan beamforming 3D, massive-MIMO (M-MIMO), kajian frekuensi gelombang millimeter (mmwave), rekayasa alokasi spectrum di atas 6GHZ, manajemen jaringan, teknologi handset yang mencakup aplikasi mobile nya, pemodelan dan simulasi serta teknologi energy harvesting, akan di butuhkan keberpihakan pemerintah dalam penggunaan produk TIK dalam  negeri, berbagai   peluang   yang ada jika didukung  pada riset dan inovasi TIK akan semakin bervariasinya sumber penyandang dana riset, cepatnya dana sampai ke  peneliti  dan  meningkatnya pola kolaborasi antar peneliti menjadi pendorong keberhasilan   riset   transmisi   radio   untuk adopsi teknologi 5G dan teknologi penerusnya.

REFERENSI

[1]. http://ejournal.ukrida.ac.id/ojs/index.php/TIK/article/viewFile/1380/1514

[2].https://media.neliti.com/media/publications/41208-ID-kajian-awal-5g-indonesia-5g-indonesia-early-preview.pdf

[3]. ejournal.st3telkom.ac.id/index.php/infotel/article/view/144

[4].crjournal.jabarprov.go.id/index.php/crj/article/download/103/pdf_1