ZA_Qy

Mobile Wireless

Mobile wireless VoIP merupakan perangkat elektronik yang mengubah sinyal suara (voice) kedalam paket-paket IP yang ditransmisikan melalui media wireless dan bersifat mobile dengan membangun komunikasinya berdasarkan protokol VoIP. Media wireless yang digunakan adalah mobile WiMAX (IEEE 802.16e) dan protokol signalling VoIP yang digunakan adalah SIP (Session Initiation Protocol). Dalam core system sebuah mobile wireless VoIP terdiri atas:

1. Central Processing Unit

2. Memory

3. DSP

4. SIP Stack/IP Stack

5. Periperial Interface

6. Baseband Processor Mobile WiMAX

7. RF Transceiver

CPU

Merupakan processor utama yang mengontrol dan mengendalikan aliran bus data dan alamat. Pada bagian data, processor bertugas untuk mengatur sinkronisasi antara layer network dan datalink. Untuk lapisan network data merupakan rangkaian packet VoIP yang terdiri atas payload dan header. Sedangkan pada datalink, data merupakan rangkaian packet MAC mobile WiMAX dan FEC. Pada sisi aliran bus alamat, processor berfungsi untuk read/write pengalamatan dari I/O (input/output) ke memori dan sebaliknya. I/O pada mobile wireless VoIP meliputi periperial interface yang menjembatani keypaddan LCD dan audio interface yang menjembatani antara mic dan speaker.

Memory

Memori yang digunakan pada mobile wireless VoIP pada umumnya tidak begitu besar, karena pengolahan data hanya sebatas voice. Fungsi utamanya adalah untuk mem-buffer data yang dikirim/diterima, operasi protokol MAC, menyimpan konfigurasi sistem, data kalibrasi pada transceiver,firmware aplikasi, dan alamat MAC.

DSP

Pada bagian ini terdapat empat bagian utama, yaitu DTMF detection, Echo Canceller, Voice Activity Detection (VAD), Speech Coding. Untuk VoIP, standar speech coding ditentukan oleh ITU-T seperti G.711 PCM 64 Kbps.

SIP Stack/IP Stack

VoIP merupakan voice yang dilewatkan melalui IP network. Sehingga ada dua hal yang harus dilakukan selain dari pengkodean voice itu sendiri, yaitu pengalamatan dan pensinyalan. Pengalamatan dilakukan karena VoIP berbasis IP address, yang berarti membutuhkan routing dan swithing dalam menemukan tujuan pengiriman packet. Hal ini dikenal dengan IP stack, dimana terdapat tiga protokol standar untuk VoIP seperti UDP, RTP, dan IP. Sedangkan untuk pensinyalan, yaitu suatu sistem yang berfungsi untuk pembangunan hubungan komunikasi secara end-to-end. Ada empat pensinyalan yang digunakan untuk VoIP, yaitu H323, SIP, H.248 (megaco) dan MGCP. Pada Tugas Akhir ini, pensinyalan yang dilakukan menggunakan SIP, yang dikenal dengan SIP stack. Secara khusus penjelasan SIP stack ini dijelaskan pada bagian berikutnya.

Periperial / Audio Interface

Sebuah mobile wireless VoIP mempunyai empat I/O yang penting, yaitu keypad yang berfungsi sebagaiinput untuk membangkitkan sinyal DTMF yang terdiri atas matriks 3x4, LCD yang berfungsi sebagaioutput untuk menampilkan berbagai fungsi monitoring seperti: API (Application Program Interface) dan GUI (Graphic User Interface ), mic yang berfungsi sebagai input untuk mengubah suara menjadi elektrik, dan speaker yang berfungsi sebagai output untuk mengubah audio menjadi suara. Seperti pada PC (Personal Computer), I/O mempunyai kecepatan yang jauh dibandingkan dengan CPU. Sehingga dibutuhkan suatu interface untuk menangani hal ini. Interface ini dibagi dalam dua bagian besar yaituperiperial interface untuk menangani keypad dan LCD dan audio interface untuk menangani mic danspeaker.

Baseband Mobile WiMAX

Untuk mentransmisikan VoIP, ada dua metode transmisi yang digunakan yaitu secara wired dan wireless. Tugas Akhir ini menggunakan wireless yaitu mobile WiMAX. Pada bagian baseband, terdapat proses-proses pengolahan sinyal informasi yang berasal dari RF Transceiver jika berfungsi sebagai receiver dan berasal dari DSP jika berfungsi sebagai transmitter.

Pada dasarnya bagian ini merupakan rangkaian digital yang terdiri atas gerbang-gerbang logika dan berfungsi dalam pengolahan data biner. Fungsi utama pada bagian baseband yang juga setara dengan layer MAC (Medium Access Control) dan layer PHY (Physical) pada OSI layer ini adalah pengendalian koneksi (flow control) dan FEC (Forward Error Control). Untuk spesifikasi mobile WiMAX, akan dijelaskan pada bagian berikutnya.

RF Transceiver

Bagian ini berfungsi sebagai transmitter untuk membangkitkan sinyal dalam pentransmisian sinyal ke BS WiMAX dan receiver untuk menerima sinyal yang datang dari BS. Frekuensi kerja yang digunakan olehmobile WiMAX bervariasi, mulai dari 2,3 GHz, 2,5 GHz, 3,3 GHz, dan 3,5 GHz. Tahapan yang terjadi padatransmitter adalah DUC (Digital Up Converter), DAC (Digital to Analog Conversion), Lowpass Filter, I/Q modulator, Power Amplifier dan antenna. Sedangkan untuk receiver adalah antenna, LNA (Low Noise Amplifier), I/Q demodulator, IF (Intermediate Frequency), ADC (Analog to Digital Converter), dan DDC (Digital Down Converter).

Perkembangan Jaringan Mobile Wireless

Teknologi telekomunikasi merupakan salah satu teknologi yangberkembang dengan sangat cepat. Mulai dengan berkembangnya pemanfaatanteknologi VoIP (Voice over Internet Protocol), Teknologi satelit yang memungkinmelakukan komunikasi dimana saja, kapan saja dan oleh siapa saja. Teknologitelekomunikasi bergerak(mobile technology) juga mengalami perkembanganyang sangat cepat dimulai dengan layanan yang kita kenal 1G sampai dengan4G dan bahwakan 5G.

I. Generasi 1G

Generasi pertama atau 1G merupakan teknologi ponsel pertama yangmenggunakan sistem analog, seperti AMPS (Advanced Mobile Phone System).Teknologi ini mulai digunakan tahun 1970 seiring penemuan mikroprosesoruntuk komunikasi nirkabel. AMPS menggunakan frekuensi antara 825 Mhz- 894Mhz dan dioperasikan pada Band 800 Mhz. Karena bersifat analog, maka sistemyang digunakan masih bersifat regional. Kekurangan generasi 1-G adalahkecepatannya rendah (low-speed)dan ukurannya yang terlalu besar untukdipegang oleh tangan. Ukuran yang besar ini dikarenakan keperluan tenaga danperforma baterai yang kurang baik.

Selain itu generasi 1-G masih memilikimasalah dengan mobilitas pengguna. Pada saat melakukan panggilan, mobilitaspengguna terbatas pada jangkauan area telpon seluler. Teknologi 1G hanya bisamelayani komunikasi suara. Contoh: NMT (Nordic Mobile Telephone) dan AMPS(Analog Mobile Phone System

II.Generasi 2G

Teknologi generasi kedua muncul karena tuntutan pasar dan kebutuhanakan kualitas yang semakin baik. Generasi 2G sudah menggunakan teknologidigital. Generasi ini menggunakan mekanisme Time Division Multiple Access(TDMA) dan Code Division Multiple Access ( CDMA) dalam teknik komunikasinya.Generasi 2G mulai memperkenalkan teknologi layanan pertukaran data, namunmasih tergolong sederhana karena masih dibatasi bandwidth 14,4 kbps. Layananini sering dikenal masyarakat dengan istilah layanan pesan singkat atau SMS(Short Message Service).

Kemampuan teknologi2G adalah sebagai berikut :

ü Selain digunakan untuk komunikasi suara, juga bisa untuk SMS(Short Message Service adalah layanan dua arah untuk mengirimpesan pendek sebanyak 160 karakter).

ü Mendukung voice mail, call waiting, dan transfer data dengankecepatan maksimal 9.600 bps (bit per second). Kecepatan sebesaritu cukup untuk mengirim SMS, download gambar, atau ringtone MIDI

Kelebihan 2G dibanding 1G selain layanan yang lebih baik, dari segikapasitas juga lebih besar. Suara yang dihasilkan menjadi lebih jernih, karenaberbasis digital, maka sebelum dikirim sinyal suara analog diubah menjadi sinyaldigital. Perubahan ini memungkinkan dapat diperbaikinya kerusakan sinyal suaraakibat gangguan noise atau interferensi frekuensi lain. Perbaikan dilakukan dipenerima, kemudian dikembalikan lagi dalam bentuk sinyal analog, efisiensispektrum/ frekuensi yang menjadi meningkat, serta kemampuan optimasi sistemyang ditunjukkan dengan kemampuan kompresi dan coding data digital. Tenagayang diperlukan untuk sinyal sedikit sehingga dapat menghemat baterai ,sehingga handset dapat dipakai lebih lama dan ukuran baterai bisa lebih kecil.

Kelemahan teknologi 2G terletak pada kecepatan transfer data yangmasih rendah (kecepatan rendah - menengah). Tidak efisien untuk trafik rendah.Selain itu, jangkauan jaringan juga masih terbatas sehingga,sangat tergantungoleh adanya BTS (cell Tower). Contoh: GSM dan CDMA2000 1xRTT

III. Generasi 2,5G

Teknologi 2.5G merupakan peningkatan dari teknologi 2G terutama dalamplatform dasar GSM telah mengalami penyempurnaan, khususnya untuk aplikasidata. Untuk yang berbasis GSM teknologi 2.5G di implementasikan dalam GPRS(General Packet Radio Services) dan WiDEN, sedangkan yang berbasis CDMAdiimplementasikan dalam CDMA2000 1x.

a.GPRS (General Packet Radio Services)

GPRS merupakan teknologi overlay yang disisipkan di atas jaringanGSM untuk menangani komunikasi data pada jaringan. Kecepatantransfer data GPRS dapat mencapai hingga 160 kbps. Teknologi GPRSmemiliki 3 fitur keunggulan, yaitu :

v Always Online.

GPRS menghilangkan mekanisme dial kepadapengguna pada saat ingin mengakses data, sehingga dikatakanGPRS selalu online karena transfer data dikirim berupa paketdan tidak bergantung pada waktu koneksi.

v An Upgrade to existing networks (GSM dan TDMA).

Adopsisistem GPRS tidak perlu menghilangkan sistem lama karena GPRS dijalankan di atas infrastruktur yang telah ada.

v An Integral part of EDGE and WCDMA.

GPRS merupakan inti dari mekanisme pengiriman paket data untuk teknologi 3G

selanjutnya.

a. WiDEN (Wideband Integrated Dispatch Enhanced Network)

WiDEN merupakan pengembangan dari iDEN (2G) dari sisi software

yang dikembangkan oleh Motorola dan diperkenalkan pada tahun 1993. WiDEN mampu mentransfer data sampai kecepatan 100 Kbpsdan telah digunakan di 20 negara.

b. CDMA2000 1x Release 0/RTT (1 times Radio TransmissionTechnology)

atau IS-2000 (berdasarkan standar dari ITU) atau CDMA2000 (berdasarkan standar dari 3GPP2 (3rd GenerationPartnership Project) ). Merupakan teknologi pengembangan dariCDMAone dengan penambahan kemapuan pada layanannya danberoperasi di frekuensi 400 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1700 MHz, 1800MHz, 1900 MHz, dan 2100 MHz (khusus di Indonesia beroperasi pada800 Mhz dan 1900 Mhz).

Kelebihan generasi 2,5G dibanding generasi sebelumnya adalah dapatdigunakan untuk transfer data (dalam bentuk paket data) yang berkaitan dengane-mail, data gambar (MMS), Wireless Application Protocol (WAP), dan World WideWeb (WWW) karena kecepatan akses data yang dicapai GPRS adalah sebesar115 Kbps dengan throughput yang didapat hanya 20 – 30 kbps.

Teknologi yang masuk kategori 2,5G adalah Wideband Integrated Dispatch Enhanced Network (WiDEN). Sistem ini dikembangkan oleh Motorola dan merupakan peningkatan dari iDEN (2G), dan banyak digunakan di berbagai Negara

IV. Generasi 2,75

Generasi 2,75G adalah teknologi Enhanced Data rates for GSM Evolution(EDGE), hingga mencapai (up to) 237 Kbps yang diiperkenalkan oleh AT&T diAmerika Serikat pada tahun 2003. Kelebihan generasi ini adalah dapatmengirimkan data lebih cepat dari generasi 2,5G.

Teknologi dalam kategori 2,75G adalah CDMA2000 yang merupakankelanjutan dari IS-95/cdmaOne. Standard CDMA2000 dikeluarkan oleh 3rdGeneration Partnership Project 2 (3GPP2), sebuah consorsium dari ARIB/TTC(Jepang), TIA(USA), CCSA (China) dan TTA (Korea). Consorsium inimengupayakan pengembangan generasi ke 3 dari teknologi generasisebelumnya (2G).

V. Generasi 3G

Teknologi generasi ketiga (3G Third Generation) dikembangkan oleh suatukelompok yang diakui para ahli dan pelaku bisnis yang berkompeten dalambidang teknologi wireless di dunia. 3G (Third Generation) sebagai teknologi yang berfungsi mempunyai kecepatan transfer data sebesar 144 kbps pada kecepatanuser 100 km/jam, mempunyai kecepatan transfer data sebesar 384 kbps padakecepatan berjalan kaki, mempunyai kecepatan transfer data sebesar 2 Mbpspada untuk user diam (stasioner)

Kemampuan 3G adalah memiliki kecepatan transfer data cepat (144kbps-2Mbps) sehingga dapat melayani layanan data broadband seperti internet, videoon demand, music on demand, games on demand, dan on demand lain yangmemungkinkan kita dapat memilih program musik, video, atau game semudahmemilih channel di TV. Kecepatan setinggi itu juga mampu melayani videoconference dan video streaming lainnya.

Kelebihan 3G dari generasi-generasi sebelumnya adalah :

a. kualitas suara yang lebih bagus, keamanan yang terjamin,kecepatan data mencapai 2 Mbps untuk lokal/Indoor/slow-movingaccess dan 384 kbps untuk wide area access, support beberapakoneksi secara simultan, infrastruktur bersama dapat mensupportbanyak operator dilokasi yang sama.

b. Interkoneksi ke other mobile dan fixed users, roaming nasional daninternasional, bisa menangani packet-and circuit-switched servicetermasuk internet (IP) dan videoconferencing.

c. High data rate communication services dan asymmetric datatransmission, efiensi spektrum yang bagus, sehingga dapatmenggunakan secara maksimum bandwidth yang terbatas, supportuntuk multiple cell layer, co-existance and interconnection dengansatellite-based services, mekanisme billing yang baru tergantungdari volume data, kualitas service dan waktu

Kelemahan Teknologi 3G adalah Memerlukan Kontrol Daya “Ideal” dan belum mencukupinya kecepatan transfer data dalam melayani layanan multimedia yang memerlukan kecepatan yang tinggi.

VI. Generasi 3,5G

Teknologi 3.5 G atau disebut juga super 3G merupakan peningkatan dariteknologi 3G, terutama dalam peningkatan kecepatan transfer data yang lebihdari teknologi 3G (>2 Mbps) sehingga dapat melayani komunikasi multimediaseperti akses internet dan video sharing. Teknologi 3,5G ini merupakan teknologitransmisi data pita lebar yang dapat digunakan secara berpindah-pindah (mobilebroadband) yang berbasis HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access)

Teknologi ini mampu mengirimkan data awal (initial data transmissionspeed) dengan kecepatan hampir sepuluh kali lipat dari kecepatan teknologi 3G.Teknologi 3,5G berbasis HSDPA dikembangkan dari W-CDMA (Wideband CDMA) dan memberikan jalur evolusi untuk jaringan Universal Mobile Telecommunications System (UMTS). Dikatakan demikian, karena melalui HSDPAterbentuklah saluran W-CDMA yang baru, yaitu high-speed downlink sharedchannel (HS-DSCH) yang hanya digunakan untuk transmisi beragam informasiarah bawah menuju ponsel.

Keunggulan generasi 3,5G adalah kecepatan super tinggi hingga 3.6 Mbpsmenggunakan tehnologi High Speed Downlink Package Access (HSDPA)memperlihatkan bahwa teknologi 3.5G sangat superior dibandingkan denganteknologi generasi sebelumnya.

VII. Generasi 4G

Teknologi fourth generation (4G) adalah teknologi yang baru memasukitahap uji coba. Salah satunya oleh Jepang dimana pihak NTT DoCoMo,perusahaan ponsel di Jepang, memanfaatkan tenaga hingga 900 orang insinyurahli untuk mewujudkan teknologi generasi ke 4.

Keunggulan generasi 4G adalah mendukung service multimedia Interaktif,telekonfrensi, Wireless Intenet, bandwidth yang lebar, bit rates lebih besar dari3G, global mobility, Service Portability, Low-cost service, dan skalabilitas untuk jaringan mobile

Teknologi yang baru pada generasi 4G adalah sepenuhnya untuk jaringanpacket-switched, semua komponen jaringan digital, bandwidth yang besar untukmendukung multimedia service dengan biaya yang murah ( Sampai 100 Mbps),dan jaringan keamanan data yang kuat

Wireless Aplication Protocol ( WAP )

WAP adalah singkatan dari Wireless Application Protocol yang membuat pengguna HP bisa mengakses layanan informasi melalui telepon mereka – mirip dengan browsing pada sebuah halaman web. Konsep WAP adalah menggabungkan dua industri besar yang berkembang pesat, yaitu: Wireless dan Internet. Banyak peralatan wireless yang bisa dipakai untuk aplikasi WAP, antara lain Handphone, pager, smartphone, Communicator. Jenis layanan lain yang dapat digunakan dengan aplikasi WAP adalah email, unified messages, notifikasi pesan dan Call management, online address, dan termasuk memudahkan transaksi e-commerce

Terdapat tiga bagian utama dalam akses WAP yaitu perangkat wireless yang mendukung WAP, WAP Gateway sebagai perantara, dan web server sebagai sumber dokumen. Dokumen yang berada dalam web server dapat berupa dokumen html ataupun WML (Wireless Markup Language). Dokumen WML sebelum dibaca melalui browser WAP, diterjemahkan terlebih dahulu oleh gateway agar content yang ada dapat disesuaikan dengan perangkat WAP. Untuk memenuhi kebutuhan, WAP menetapkan lingkungan pengembangan aplikasi dan arsitektur sistem, yang meliputi hal-hal seperti berikut :

1. Menyediakan suatu arsitektur layered, scaleable, dan extensible

2. Mengoptimalkan tranmisi wireless

3. Mempengaruhi yang ada dan mengembangkan standar-standar internet

4. Menyediakan model aplikasi Web-centric :

a. Pemetaan antarmuka user WAP yang baik berdasarkan pada antarmuka web yang ada dan telepon mobile

b. WAP menggunakan Web Servers – WAP mempengaruhi semua teknologi pengembangan server side web yang ada (seperti ASP.NET, PHP, dan JSP)

5. Menggunakan XML sebagai dasar penyajian dan pengolahan

a. Memungkinkan personalisasi device, isi, dan presentasi

b. Komunikasi dan aplikasi interoperable menjadi mungkin

WAP Gateway

WAP Gateway digunakan untuk encoding dan decoding data yang dikirim dari dan ke client. Tujuan encoding ke client adalah untuk meminimalkan ukuran data yang dikirim melaluiair-interface, sama halnya dengan memperkecil energi untuk pemrosesan data yang dibutuhkan oleh client. WAP mempunyai MIME Type yang khusus dan harus ditambahkan dalam konfigurasi MIME agar ponsel dapat mengakses dokumen WAP Server. MIME Typeyang digunakan oleh WAP adalah sebagai berikut

Cara kerja WAP

WAP sendiri terdiri dari 5 layer, yaitu Wireless Application Environment (WAE), Wireless Session Protocol (WSP), Wireless Transport Protocol (WTP), Wireless Data Protocol (WDP) dan Wireless Transport Layer Security (WTLS). Dari kelima layer tersebut yang terlihat hanyalah WAE, yang menampilkan isi web ke layar. WAE terdiri atas wireless markup language, sebuah variant HTML yang biasa digunakan untuk menampilkan isi web di monitor. WML terdiri dari text dan hyperlink, tetapi bukan grafis.Ketika halaman WAP terlihat di mini browser pada ponsel, bagian lain dari WAP menjalankan bagian peranan penting di belakang layar. Wireless Session Protocol membuka dan menutup koneksi ke situs WAP. Wireless Transport Protocol membuat paket data berjalan sesuai dengan arahnya. Keneksi wireless kurang dapat diandalkan dibandingkan dengan koneksi kabel. Sehingga untuk menjaga agar data yang anda kirim dan terima berjalan dengan benar sangatlah penting. Wireless Layer Security, sebuah bagian dari Secure Socket layer yang biasanya digunakan untuk keamanan di web, mengkompres dan mengenkripsi data yang dikirim dari piranti wireless.

Saat anda terkoneksi ke jaringan wireless dan meminta akses ke sebuah situs web yang mendukung WAP, telepon seluler akan mengirimkan permintaan tersebut ke gelombang radio ke sel terdekat dan langsung dirutekan ke internet melalui sebuah server gateway. Server gateway tersebut menerjemahkan permintaan ke format standard HTTp dan meneruskannya ke situs web. Jika situs tersebut merespon, maka ia akan mengirimkan dikumen HTML ke server gateway kemudian dikoneksikan ke WML dan merutekannnya ke antena terdekat. Antena tersebut akan mengirim via gelombang radio ke piranti WAP anga dan akhirnya micro browser akan menampilkan halaman tersebut.

Ada beberapa versi WAP antara lain WAP 1.2.1 dan 2.0. WAP 1.2.1 hanya dapat menampilkan laman sederhana saja dibandingkan dengan WAP 2.0 yang mendukung bahasa xhtml dan gambar. WAP di buat pertama kali sebagai protokol komunikasi bergerak yang tidak bergantung pada sistem tertentu. WAP dirancang sebagai bagian dari sistem di masa depan sama halnya dengan Bluetoothdan GPRS. WAP merupakan protokol komunikasi bergerak yang terdiri dari beberapa layer dan dapat dijalankan pada sistem jaringan yang berbeda. Teknologi ini merupakan hasil kerjasama antar industri untuk membuat sebuah standar yang terbuka dan berbasis pada standar Internet, serta beberapa protokol yang sudah dioptimasi untuk lingkungan nirkabel. Teknologi ini bekerja dalam modus teks dengan kecepatan sekitar 9,6 kbps.

Keterbatasan Perangkat WAP :