ELEKTRO
Nomor 26, Tahun V, Juni 1999 
KOMUNIKASI 

WIDEBAND CDMA
Teknologi Wireless Generasi ke-3
Home
Halaman Muka

Sajian Utama
Sajian Khusus
Energi
Instrumentasi

Umum

Pada awal abad 21 teknologi komunikasi wireless sudah memasuki generasi ke tiga. Dimana teknologi komunikasi saat tersebut harus memenuhi persyaratan diantaranya service yang bersifat global dan portabel, mendukung untuk layanan pita lebar (multimedia) baik untuk mobile maupun WLL (Wireless Local Loop), Wireless BOD (Bandwidth on Demand) sampai rate 2 Mbps, interworking dengan sistem eksisting, performansi yang cukup baik terhadap problema propagasi (multi environment) dan harus memiliki efisiensi spektrum yang tinggi.

Menurut standar baik dari Eropa, Jepang maupun USA maka teknologi di atas dikenal dengan istilah IMT-2000 atau UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Di sisi air interfacenya teknologi akses yang dipakai bisa berupa : W-CDMA, TD-CDMA atau Wideband cdmaone tergantung dari kebijaksanaan negara masing-masing.

Untuk lebih jelasnya dapat digambarkan sebagai berikut :

Keterangan :

BTS : Base Transceiver Station
BSC : Base Station Controller

 
Gambar 1. Air interface Sistem Generasi 3

Khusus yang akan dibahas pada tulisan ini adalah W-CDMA. Adapun pertimbangan yang diambil penulis adalah karena terdapat kecenderungan untuk memakai W-CDMA baik di Jepang, Eropa atau Amerika. Di samping itu kemungkinan besar Indonesia juga akan mengadop teknologi W-CDMA untuk generasi ke-3nya.
 
Roadmap Menuju W-CDMA

Kebutuhan akses informasi yang cepat akan terus berkembang. Hal tersebut dipengaruhi dengan adanya kebutuhan fleksibilitas dan produktifitas yang lebih tinggi dan kebutuhan mengurangi "dead" time.

Kebutuhan-kebutuhan tersebut setidaknya lebih akan terpenuhi dengan munculnya sistem komunikasi generasi ke-3. Hal ini dapat kita lihat karena dengan persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi untuk memasuki ke generasi tersebut.

Persyaratan yang dimaksud dapat diterangkan seperti di bawah ini :

  • Layanan-layanan komunikasi dengan data rate yang tinggi dan transmisi data asimetric
  • Mendukung untuk service baik packet maupun circuit switched, seperti Internet (IP) trafik dan video conference
  • Mekanisme charging yang baru, data volume vs time
  • Kapasitas jaringan yang lebih besar dengan efisiensi spektrum
  • Mendukung untuk koneksi yang besar dan simultan, contoh user dapat mengebrowse Internet dan menerima fax atau panggilan telpon
  • Mempunyai kapabilitas interworking dengan sistem eksisting
  • Portabilitas layanan secara global
Sebelum menuju ke generasi di atas maka telah ada generasi sebelumnya yaitu generasi ke-1 dan generasi ke-2. Generasi ke-1 ditandai dengan teknologi analog sedangkan teknologi ke-2 yang ditandai dengan teknologi digital dengan kecepatan rendah.

Perkembangan menuju sistem komunikasi wireless generasi ke-3 (UMTS/IMT-2000) dapat diterangkan seperti gambar di bawah ini :

 
Gambar 2. Evolusi menuju W-CDMA

Telepon mobile yang akan datang sekarang sedang dirumuskan oleh badan standarisasi global oleh authorities dan industri. Di Eropa ETSI sedang bekerja untuk UMTS yang akan menjadi International Telecommunication Unit (IMT-2000). W-CDMA adalah salah satu kandidat utama untuk standar UMTS atau IMT-2000.

Teknologi Wideband CDMA

Standar teknologi CDMA, dilihat dari spread signalnya relative lebih besar dari teknologi selular lainnya, pengurangan problem propagasi (multipath dan fading). Dikenal dua standar untuk aplikasi dengan metode akses CDMA. Standar yang dimaksud adalah IS-95 dan poprietary.

Wideband CDMA mengambil konsep ini lebih lanjut oleh pengurangan multipath-fading, penawaran kapasitas dalam tiap cell dan kualitas suara yang lebih baik. Bandwidth yang luas juga membuat mungkin features ke depan termasuk ISDN dan bandwidth on demand. Bandwidth yang ditawarkan bersifat variatif dari mulai 1,26 MHz, 5 MHz, 10 MHz bahkan sampai 20 MHz. Wideband CDMA dengan wireless mempunyai potensi untuk menyediakan "transparan" local loop dengan fungsi penuh seperti wireline.

Wideband CDMA sebagai WLL didesain untuk menyediakan layanan fixed dan mobiile yang dikoneksikan dengan PSTN dari layanan POTS (Plain Old Telephone Service) ke features-features selanjutnya seperti ISDN dan bandwidth on demand. Service-service akan termasuk voice, high speed fax, data dan multimedia, termasuk juga video. Teknologi ini memungkinkan aplikasi ISDN ke desktop fixed wiireless dan mobile wireless.

Peluncuran layanan-layanan wideband multimedia akan menambah performansi dibanding dengan standar wireless yang ada sekarang. W-CDMA sangat mendukung baik untuk komunikasi packet dan circuit switched seperti browsing Internet.

Dari awalnya, W-CDMA didesain untuk layanan data kecepatan tinggi seperti internet base packet data menawarkan sampai 2 Mbps dalam lingkungan kantor dan sampai 384 Kbps di outdoor atau lingkungan yang bergerak.

Secara rinci hubungan antara besarnya carrier spacing dengan dengan bit rate maksimum yang dapat dicapai adalah sebagai berikut :

Tabel 1. Hubungan carrier spacing dan bit rate

CARRIER SPACING (MHz)
MAKSIMUM BIT RATE
1,26  13 kbps(~ 64 kbps)
5 64 kbps ~ 384 kbps
20 266 kbps ~ 2 Mbps

Sedangkan spesifikasi dari W-CDMA dapat dilihat seperti tabel di bawah ini :

Tabel 2. Spesifikasi Teknis W-CDMA
TYPE SPESIFIKASI
JENIS / NILAI
Radio Access DS-CDMA / FDD
Carrier spacing 1,26 / 5 / 10 / 20 MHz
Chip rate 4,096 Mcps (1,024 / 8,192 / 16,384 Mcps)
Modulation Data-QPSK, Spreading QPSK
Detection (Reverse & Forward link) Pilot Symbol Aided Coherent RAKE
TCH rate Sampai 384 kbps (sampai 2 Mbps)
Variable rate TCH Variable Spreading Factor Multi code Transmission for High rate TCH
Frame length 10 ms
Voice codec G.729 CS-ACELP
Inter BS Synchronous Asynchronous
Signaling Protoccol Layered Protocol 
Multiple Protocol Control Entities 
B-ISDN based Call Control
Services Voice, Packet data 
Unrestricted information transmission
 

Spektrum yang baru telah dialokasikan pada band frekuensi 2 GHz untuk sistem komunikasi wireless generasi ke-3. Sebagai gambaran spektrum frekuensi yang rencananya akan diperuntukkan di Eropa dapat dilihat seperti gambar di bawah ini :
 

Gambar 3. Rencana band UMTS di Eropa

 Keuntungan W-CDMA

Konsep W-CDMA yang baru beroperasi dengan besar kanal radio 5MHz adalah sedang dikembangkan dengan menggunakan potensi keuntungan dari CDMA. Sistem yang baru ini mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan dengan sistem narrowband CDMA generasi ke-2 sekarang.

Fitur teknologi W-CDMA adalah sbb:
  • Kapasitas lebih tinggi dan penambahan coverage : sampai 8 kali lebih tinggi trafik per carrier dibandingkan dengan carrier narrowband CDMA
  • Variabel dan kecepatan data yang tinggi, sampai 384 kbit/s pada wide area dan 2 Mbit/s pada lokal area
  • Service packet dan circuit switched
  • Layanan multiple simultan pada tiap mobile terminal
  • Mendukung untuk Hierarchical Cell Structures (HCS) pada metode handoff yang baru diantara carrier CDMA
Fitur-fitur di atas dapat dijelaskan seperti berikut :
  • Menambah kapasitas dan coverage
Ada beberapa faktor yang menambah kapasita dan coverage:
    • Sistem W-CDMA menggunakan 4 kali channel lebih besar dibanding dengan channel narrowband CDMA, kapasitas bertambah 4 kalinya. Dengan bandwidth lebih lebar memperbaiki efek frekuensi diversity dan oleh karena itu mengurangi efek fading
    • Demodulasi koheren pada uplink memperbaiki coverage
W-CDMA menggunakan demodulasi pada uplink. Hal itu akan memberi 2-3 dB gain demodulasi dan memperbaiki coverage.
    • Memperbaiki power control
Pengurangan efek fading pada channel yang besar, akurasi power kontrol akan diperbaiki. Power konrol pada up dan link, yang melawan efek fading dan mengurangi rata-rata level power, akan menambah kapasitas.
  • W-CDMA, variabel dan high speed data rates
  • Air interface W-CDMA mendukung baik untuk low maupun high bit rates. Kecepatan samapai 384 Kbit/s untuk full mobility dan 2 Mbit/s untuk lokal area. Mendukung kepada pemakai untuk komunikasi yang berbagai macam dari voice sampai multimedia.

    Variabel data rates dapat dicapai dengan penggunaan variabel orthogonal spreading codes dan adaptasi dari output power.

  • W-CDMA menawarkan layanan untuk packet dan circuit swithed
  • Layanan berbentuk packet menawarkan kemungkinan selalu "on-line" dengan aplikasi host tanpa menduduki kanal secara dedicated. Service packet memungkinkan pemakai membayar hanya jumlah data yang ditransmisikan dan bukan waktu koneksinya.

    Paket data service adalah penting untuk membangun aplikasi yang cost efektif untuk remote LAN dan wireless internet akses.

    Layanan high speed circuit switched dibutuhkan untuk aplikasi komunikasi real time seperti video conference.

     

  • W-CDMA mendukung layanan secara multiple simultan
  • Tiap terminal W-CDMA dapat menggunakan beberapa layanan secara simultan. Bagi pemakai akan mempercepat hubungan ke corporate LAN dan pada waktu yang sama dapat menerima Voice call, yang berarti tidak ada nada sibuk ketika line diduduki untuk data call.

     

  • Kelebihan lain adalah :
    • Mendukung untuk Adaptive Antenna Arrays (AAA)
Teknik ini adalah untuk mengoptimalkan antena pattern pada mobile station. Hal ini akan memungkinkan penggunaan spektrum yang efektif dan akan menambah jumlah kapasitas.
    • Tidak memerlukan GPS untuk sinkronisasi di sisi base stations
W-CDMA mempunyai internal sistem untuk sinkronisasi pada base station, sehingga tidak membutuhkan eksternal sinkronisasi seperti GPS (Global Positioning System).

Hal ini mempunyai masalah jika implementasi base station dilakukan pada daerah rawan covergae satelit GPS seperti shoping center atau di subways suatu gedung.

    • Mendukung untuk Hierarchical Cell Structures (HCS)
W-CDMA mendukung HCS denganmemperkenalkan metode handoff diantara carrier CDMA yang diberi nama Mobile Assisted Inter-Frequency Hand-off (MAIFHO)
    • Mendukung untuk deteksi multi user.
Deteksi multi user akan membatasi interferensi pada suatu cell dan memperbaiki kapasitas.

Kemungkinan di Indonesia

Penggunaan seluler W-CDMA sudah memasuki generasi ke tiga atau dikenal IMT 2000 (International mobile telecommunications system). Teknologi ini akan memasuki pasar sekitar tahun 2000.

Sistem ini berbeda dengan sistem CDMA pita sempit (narrow band) dan sedang dikembangkam di Indonesia oleh PT Komselindo yang kini sebagai operator AMPS (Advance Mobile Phone System). Ia juga berbeda dengan D-AMPS (Digital-AMPS) yang distandarkan pada IS-136. Tetapi DAMPS atau GSM akan dengan mudah migrasi ke W-CDMA.

CDMA pita lebar sedang dicoba pada frekuensi 2 GHz, ia bisa menyediakan layanan internet yang di PT TELKOM disebut dengan PASOPATI dan multimedia .

Percobaan-percobaan yang sudah dilakukan, antara lain oleh NTT DoCoMo dari Jepang yang akan segera menerapkan teknologi W-CDMA (Wideband code division multiple access) pada tahun 2000 di gelombang 5 MHz.

Yang menjadi pesaing utama dari W-CDMA adalah teknologi TD-CDMA (Time Diivision-Code Division Multiple Access atau CDMA2000.

Pada pertemuan penyelenggara seluler dan administrator se-Asia Pasifik di forum Asia Pasific Interest Group (APIG), GSM MoU ketujuh belum sepakat terhadap pilihan Wide Band atau Broadband CDMA yang akan menjadi trend teknologi seluler GSM generasi ke tiga pada abad 21 mendatang. Kendati begitu Indonesia merekomendasi W-CDMA sebagai pilihan ketimbang TD-CDMA yang dianggap futuristic. Jepang melalui NTT DoCoMo turut terlibat bersama Ericsson dan Nokia dalam pengembangan sistem W-CDMA.

Khusus untuk Indonesia yang telah memiliki berbagai infrastruktur seluler seperti AMPS, NMT, DECT, PHS, GSM dan CDMA perlu berhati-hati dalam menyikapi teknologi baru ini. Adapun kemungkinan / skenarionya dapat sebagai berikut :

    Menggunakan evolusi dari jaringan eksisting, cirinya :
  • Mengembangkan dari sistem seluler generasi ke dua eksisting
  • Sama operator
  • Penggunaan band frekuensi yang sama
  • Menyediakan service mobile multimedia sampai 384 Kbps
  • Kapasitas seluler sedang mengalami pertumbuhan
  • Mengadop langsung terhadap teknologi W-CDMA, cirinya
     

  • Penggunaan spektrum yang baru (IMT-2000 spektrum)
  • Standar global
  • Partabilitas secara global
  • Kemungkinan operator lama atau baru
Dari kedua skenario di atas perlu diperhatkan berbagai aspek diantaranya adalah pembagian frekuensi. Karena jika kurang berhati-hati maka peluncuran IMT-2000 dapat merupakan bumerang baik dari segi performansinya maupun terhadap operator eksisting.

Generasi ketiga berupa CDMA pita lebar yang dibahas di atas bukan merupakan generasi seluler yang terakhir. Generasi berikut akan muncul pada dasawarsa pertama abad 21, yang akan lebih canggih dalam menyediakan layanan, dibanding generasi sebelumnya. Yang jelas siklus tiap generasi semakin pendek yang selain menguntungkan pengguna seluler sekaligus juga merugikannya. Keuntungannya, pelanggan bisa mendapatkan apa saja layanan yang diinginkannya, tetapi ruginya barang yang digunakan akan berusia pendek. Kerugiannya lagi jika frekuensi dan operator yang ditunjuk berbeda dengan yang sebelumnya

Daftar Pustaka :

  1. IMT-2000 Seminar; Tuesday, April 14th, 1998
  2. Wireless Communication Technology and Service Toward the 21st Century Seminar; 8-9 December 1998
  3. Brosur/ artikel dari berbagai vendor yang membahas tentang UMTS/IMT-2000 teknologi
Oleh : Gunadi Dwi Hantoro

Artikel lain:

  • Sistem Pembayaran Melalui Internet dalam Berbisnis Secara Online
  • Permasalahan dan Potensi Komunikasi Satelit dalam Era Global Internet

  • | Sajian Utama | Sajian Khusus |
    | ENERGI | INSTRUMENTASI |

    Please send comments, suggestions, and criticisms about ELEKTRO INDONESIA.
    Click here to send me email.
    | Halaman Muka
    © 1996-1999 ELEKTRO Online.
    All Rights Reserved.