Generasi 5G
Beberapa tahun belakang ini telah menjadi isu yang menarik tentang generasi ke lima (5G) untuk kemudian menjadi sebuah standar telekomunikasi yang baru. Seperti telah kita ketahui tentang Long-term Evolution (LTE) yang menjadi bagian dari generasi ke empat (4G), perkembangan generasi ke empat ini telah mencapai titik kesempurnaan. Kemudian dari berbagai kalangan mulai akademisi, bisnis dan pemerintahan mencoba memikirkan teknologi apa yang akan dikembangkan kemudian?. Melalui data tahunan dari Visual Network Index (VNI) yang telah dirilis oleh Cisco, bahwa perkembangan komunikasi nirkabel akan berkembang dengan pesat. Alat yang mendukung seperti smartphones, tablet, dan video streaming. VNI juga meramalkan bahwa peningkatan akan terjadi dengan pesatnya pada tahun 2020.
Detail Teknik tentang 5G
Tantangan yang dihadapi pada 5G adalah persamaan persepsi tentang standar dan rencana kedepan tentang teknologi ini. Beberapa yang menarik seperti data rate, latency dan pemanfaatan cost energy. Kecepatan aplikasi seperti streaming high dengan kualitas yang tinggi harus tahan terhadap latency, reliabilitas.
- Data Rate : Merupakan seuatu kebutuhan untuk mendukung layangan mobile data yang kian berkembang. Data rate dapat diukur dengan berbagai macam cara, berikut merupakan rencana target dari 5G :
- Aggregate Data Rate : atau disebut juga dengan kapasitas area dengan satuan bits/s , telah disepakati bahwa kecepatan 1000 x 4G
- Edge Rate dengan 5 % kecepatan pada sisi user. Data yang paling buruk diterima di sisi user. Target dari 5G adalah edge rate pada user minimal 100 Mbps (cukup untuk layanan high definition streaming)
- Peak Rate : merupakan kebalikan dari edge rate, user diharapkan dapat diberikan layanan yang maksimum oleh 5G dengan rentang target 10 Gbps.
- Latency (Delay) : Delay roundtrip untuk 4G sekitar 15 ms, dan 1 ms untuk subframe time dengan overhead access. sementara untuk 5G target dari delay roundtrip hanya sebesar 1 ms. Dengan standar seperti ini, user tidak lagi akan merasakan gambar yang patah patah lagi.
- Energy dan Cost : Teknologi yang akan dikembangkan adalah tentang mmWave, dengan menggunakan ini maka frekuensi tinggi akan digunakan, mmWave 10-100x lebih murah dalam penggunaan efisiensi power dibandingkan dengan 3G dan 4G.
Model 5G
Penelitian tentang 4G saat ini sudah hampir pada tahap akhir, implementasi di beberapa negara sudah mulai dilakukan. Beberapa peneliti sekarang sedang memikirkan untuk generasi yang akan datang yaitu 5G (Fifth Generation). Konsentrasi terhadap teknologi ini adalah dengan menghasilkan kecepatan data yang sangat tinggi dan latency yang sangat rendah. Berikut merupakan beberapa target yang ingin dicapai pada generasi kelima ini.
Base station secara arsitektur harus terpusat untuk komunikasi selular. Dengan mempertimbangkan konsep uplink dan downlink, sistem kontrol dan kanal data serta dapat memberikan informasi tentang prioritas routing antar node.
- Milimeter Wave (mmWave)
Ketika saat ini penggunaan spektrum frekuensi menjadi sangat langka, terutama di indonesia dengan banyaknya operator telekomunikasi. Salah satu solusinya adalah dengan menggunakan mmWave. Teknologi mmWave telah di standarkan untuk komunikasi layanan jarak pendek (IEEE 802.11ad) dan dapat digunakan untuk backbone jaringan komunikasi. - Massive MIMO
Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) diajukan dengan menggunakan banyak antena sehingga kanal semakin besar, komunikasi dengan beberapa perangkat dapat terjalin dengan baik. Fokus dari massive mimo adalah pengaruh energi yang dihasilkan menjadi lebih kecil untuk komunikasi intra dan intercell.
- Perangkat yang lebih Pintar
Pada generasi sebelumnya perangkat dibuat hanya memikirkan pada generasi tertentu saja, sehingga komunikasi antara generasi satu dengan generasi yang lain tidak dapat terjalin dengan baik. Pada generasi kelima ini, diharapkan perangkat dapat berkomunikasi dengan beberapa layer yang berbeda dari protokol stack.
- Komunikasi mesin ke mesin (M2M Communication)
Komunikasi mesin ke mesin pada generasi kelima meliputi 3 dasar kebutuhan dari teknologi terkini dan teknologi yang lalu : mendukung layanan massive nomor untuk perangkat dengan kecepatan yang rendah, mempertahankan kecepatan minimal data untuk segala kondisi dan mampu mempertahankan delay yang sangat rendah untuk berkirim data.
Arsitektur Perangkat Terpusat
Perangkat selular saat ini didesain untuk komunikasi langsung berhubungan dengan Radio Access Network dengan menggunakan “sel”, perangkat memperoleh layanan dengan proses downlink dan uplink, sistem kontrol dan lalu lintas data, dengan Base Station sebagai informasi terpusatnya. Paradigma ini yang coba akan dirubah untuk teknologi 5G, berikut :
- Hutan tower saat ini telah dirasakan oleh kita bersama, karena banyaknya operator yang mendirikan tower komunikasi untuk base station. Penyebaran BTS untuk teknologi 5G, diharapkan komunikasi antar BTS dapat terjalin dengan baik, BTS sudah harus mampu meneruskan informasi tanpa harus berkomunikasi dengan tingkatan yang lebih tinggi misalnya MSC.
- Kebutuhan spektrum frekuensi tidak mungkin menggunakan alokasi pada frekuensi yang sekarang. Spektrum frekuensi harus mampu mengakomodasi banyaknya perangkat. Oleh karena itu solusi dari mmWave dengan menggunakan frekuensi tinggi diharapkan mampu menjadi solusi terbaik.
- Komunikasi koperatif, merupakan perkembangan dari komunikasi nirkabel, teknik yang digunakan pada koperatif sangat menguntungkan dari sisi diversitas gain, sehingga BER semakin kecil. beberapa skema seperti Cooperative Multipoint (CoMP) dan beberapa strategi relay menjadi bagian yang penting dari fungsi kooperatif.
- Network Coding, tidak hanya menggunakan spektrum yang tinggi untuk mendapatkan jumlah user yang banyak, akan tetapi perlu adanya efiesiensi penggunaan throughput, sehingga jumlah user dengan bandwidth yang terbatas dapat diatas. Network coding merupakan teknik yang menggunakan node tengah sebagai media perantara antara source dan destination.
Standar 5G dari METIS
Mobile and wireless communications Enablers for Twenty-twenty (2020) Information Society (METIS), merupakan salah satu project konsorsium untuk standarisasi teknologi 5G, pendekatan teknologi ini berbasis dari evolusi teknologi yang telah ada untuk didesain menjadi konsep radio baru, berikut konsep yang dikembangkan dari METIS : Massal MIMO, Ultra Jaringan Padat, Jaringan Bergerak, Perangkat ke Perangkat, Ultra kehandalan, dan Massal komunikasi antar mesin.
Perkembangan sosial masyarakat telah berkembang kepada komunikasi jaringan nirkabel. Beberapa jenis lalyanan komunikasi seperti e-banking, e-learning, e-health dan lain-lain telah mendorong berbagai teknologi untuk mengakomodasi. Tidak sampai disana, permintaan masyarakat terhadap perkembangan informasi data dan hiburan (streaming) menjadi hal yang mutlak saat ini, sehingga kualitas layanan tidak dapat diabaikan begitu saja oleh pengelola operator telekomunikasi.
Lebih jauh akan diprediksi bahwa manusia akan menjadi pusat informasi itu sendiri (human-centric), dengan menggunakan perangkat komunikasi yang mengakibatkan komunikasi antar mesin semakin meningkat. Istilah lain yang lebih populer adalah Internet of Things (IoT), yang mempunyai prinsip lebih efisien, lebih nyaman dan lebih aman. Diperkirakan total pengguna yang terhubung dengan perangkat sekitar 50 milyar pada tahun 2020.
METIS mendeskripsikan tentang teknologi 5G dilihat dari penyerapan pasar, kondisi sosial masyarakat, di sisi teknikal, dan kemampuan ekonomi dibagi menjadi
1. Komunikasi Perangkat ke Perangkat.
2. Massive Machine Communication (MMC)
3. Moving Networks (MNs)
4. Ultra Dense Network (UDNs)
5. Ultra-reliable Communication (URC)
Transmisi Multi Node/Multi Antena
Perkembangan tentang multi node ditujukan untuk meningkatkan performansi dan kemampuan sistem nirkabel pada target 5G. Massive multiple input multiple output (MIMO) dapat meningkatkan kecepatan, meningkatkan efisiensi spektrum frekuensi, meningkatkan jaringan yang handal, memperluas coverage, dan efisiensi energi.
Koordinasi antar antar node merupakan salah satu bagian yang penting dalam meningkatkan efisien spektrum, dan meningkatkan throughput di sisi user. METIS mengusulkan pemadatan jaringan dapat menggunakan infrastruktur jaringan relay dan teknik dari backbone wireless, seperti wireless network coding, buffer-aided relaying, dan joint proses antar komunikasi.