5G
Muhammad RajabFakhri AunurrahimPratama AmirullisanUrwah Syadid RobbyAhmad Rasyid MaulanaAlberto Michael Tambunan
Mobile Communication Evolution
Rangkuman Teknologi 1G – 4GGenerasi ->Fitur v
1G 2G 3G 4G
Tahun 1980s 1990s 2000s 2010s
Data Bandwidth 2 kbps 64 kbps 2 Mbps 200 Mbps
Standards AMPS TDMA, CDMA, GSM, GPRS
WCDMA Single Unified Standard
Services Voice Call Digital Voice, SMS, Higher Capacity Packetized
Integrated high quality audio, video & data
Dynamic information access (all IP services), wearable devices
Multiplexing FDMA TDMA, CDMA
CDMA CDMA
Switching Circuit Circuit & Packet
Packet All Packet
Generasi ->Fitur v
1G 2G 3G 4G
Technology Analog Cellular
Digital Cellular
Broadband with CDMA, IP Technology
Dynamic information access, wearable devices
Core Network PSTN PSTN Packet network
Internet
Keywords Analog Digital Personal
Global World Standards
High Data Rates, High Mobility, IP Based
Systems Analog Cellular
Analog Cordless
Digital Cellular
Digital Cordless
Mobile Satelite
3G Cellular
Max Data Rate : 2Mbps
4G Cellular
Broadband Access
Min Data Rate : 2-20 Mbps
Rangkuman Teknologi 1G – 4G
Arsitektur 1G
Arsitektur 2G (GSM)
Arsitektur 2G (CDMA)
Arsitektur 3G
Arsitektur 3G
• 1. Protokol Signalling (Pengontrol Panggilan)
• SIP (Session Initation Protocol ) : Protokol yang digunakan untuk membangun koneksi, memodifikasi dan menterminasi komunikasi voice, multimedia dan conference antar MGC
Arsitektur 3G
• 1. Protokol Signalling (Pengontrol Panggilan)
• SIP –T (SIP for Telephony) : Merupakan protokolsignalling standar SIP yang memiliki kemampuanuntuk mendefinisikan payload ISUP dari PSTN.
• SIP-T membangun hubungan antar MGC untukmenirukan fungsi sentral lokal pada PSTN danmengontrol user yang melakukan roaming di MGC lain.
Arsitektur 3G
• 2. Protokol pengontrol Media Gateway (MGW)
• MGCP (Media Gateway Control Part) : Protokolyang digunakan MGC untuk mengontrol operasirouting, voice (trunk), data dan video.
• Megaco (H.248 ITU-T) : Protokol yang digunakanMGC untuk mengontrol MGW dalam hal panggilan
Arsitektur 3G
• 3. Protokol Transport
• RTP (Real-time Transport Protocol) : Fungsitransport end-to-end yang sesuai dengan aplikasireal-time seperti suara dan video
Arsitektur 3G
• 4. Protokol Signalling
• SIGTRAN (Signalling Transport) digunakan olehMGC sebagai Signalling Gateway untuk membawapesan SS7 ke jaringan berbasis IP
Arsitektur 4G
• eNodeB: Evolved node-B
• AGE: Access gateway entity
• EPC: Enhanced packet core
• IMS: IP Multimedia system
• PCRF: Policy and charging function
• HSS: Home subscriber server
• MME: Mobile management entity
• SAE: System architecture evolution
ROAD TO 5G
Parameters that will be developed
• Traffic Capacity
• Data throughput
• Data integrity
• Latency
• Energy consumption
• Technology convergence
• Smart Communication
Beberapa Rancangan lain menjadi Standar Teknologi 5G
•Pervasive Networks
Secara bersamaan dapat tersambung ke beberapawireless akses dan berjalan dengan mulus
•Smart Antennas
Antena mampu mengubah arah pancaran dimanahalangan yang mengurangi sinyal kecil
Ekspektasi kehadiran 5G
• Jumlah traffic 1000 kali lebih besar
• 10 miliar device yang tersambung
• Latency berkurang menjadi 1/5 dari sebelumnya
• Umur baterai gadget 10 kali lebih lama
Konsep Kunci Teknologi 5G
• Dunia nirkabel sebenarnya, tanpa ada masalahpembatasan akses dan zona/wilayah
• Perangkat yang dapat digunakan dengankemampuan AI (Artificial Intelligence)
Konsep Kunci Teknologi 5G
• Mencapai satu kesatuan pada standarisasi global.
• Modulasi yang beragam dan fleksibel
Konsep Kunci Teknologi 5G • Konsep jaringan yaitu user centric (inisiasi
pengembang ponsel) , bukan inisiasi operator (1G) atau inisiasi pengembang sistem (2G,3G,4G)
• World Wide wireless web (WWWW), seperti aplikasiweb berbasis nirkabel komperhensif, termasukmemaksimalkan kemampuan multimedia di ataskecepatan 4G
Konsep Kunci Teknologi 5G
• Komputasi ubiquitous yang menyediakan jaringan pervasif: pengguna dapat terkoneksi sekaligus ke beberapa teknologi akses nirkabel.
• Teknologi akses ini bisa berupa 2.5G, 3G, 4G, atau 5G jaringan mobile, Wi-fi, WPAN atau teknologi akses terbaru lainnya.
• Pada 5G, konsepnya akan dikembangkan lebih jauh pada multi jalur transfer data secara bersamaan.
Arsitektur 5G
1. TERMINAL DESIGN
Perbandingan dengan OSI
Open Wireless Architecture
• Physical layer + Data link layer = OWA
• OSI layer 1 i.e. Physical layer & OSI layer 2 i.e. Data link layer define the wireless technology.
• Konektivitas wireless tidak hanya harus cepat, multi-direksi, dan multi channel, juga harus mudah digunakan
• digunakan dalam instrumentasi koneksi M2M.
Network Layer• Setiap jaringan mobile menggunakan alamat IP
• Setiap jaringan mobile akan menjadi FA (Foreign Agent)/router yang melayani mobility agent untuk mobile node.
• Sebuah mobile dapat dilampirkan ke beberapa mobile ataujaringan wireless pada waktu bersamaan
• IPv6 akan dapat diimplementasikan pada setiap mobile
• Terbagi menjadi dua sub-layer:• lower network layer• upper network layer
Open Transport Protocol
• Transport layer + Session layer = OTP
• Jaringan nirkabel berbeda dari jaringan kabel berkaitan dengan transportasi layer.
• Dalam semua versi TCP diasumsikan bahwa segmen yang hilang adalah karena kemacetan jaringan (konjugasi).
• Dalam nirkabel, kerugian ini disebabkan oleh rasio kesalahan bit yang lebih tinggi dalam radio interface.
• 5G terminal mobile memiliki lapisan transport yang mungkin dapat didownload & instal yang berdasarkan pada Open Transport Protocol
Application Layer
• Presentation layer + Application layer = Application layer (5G)
• Menyediakan Intellegent QoS management atas berbagai jaringan
• Menyediakan kemungkinan untuk pengujian & penyimpanan kualitas pelayanan informasi pengukuran dalam database informasi dalam terminal mobile.
• memilih jaringan nirkabel terbaik untuk diberikan layanan.
• parameter QoS, seperti, delay, kerugian, BW, kehandalan, akan disimpan dalam DB (Database) dari 5G mobile.
FUNCTIONAL ARCHITECTURE
Tactile Internet
Tactile Internet
• Tactile:• dapat dirasakan
• dapat di kemudi
• dapat dikawal
• dapat di kendali
• dapat diskalakan
• dapat diukurkan
• dapat dinaiki
Tactile Internet
• Mobile Internet dapat menghubungkan siapapun dimanapun
• Internet of Things (IoT) menghubungkan perangkat –perangkat dengan permanfaatan teknologi jaringan
• Tactile Internet adalah tingkat inovasi selanjutnya
Tactile Internet
• Memiliki latency yang sangat rendah
• Memiliki reliability yang sangat tinggi
• Memiliki security yang sangat tinggi
Tactile Internet
• Akan berdampak signifikan pada bisnis dan masyarakat
• Akan membuka kesempatan-kesempatan baru untuk market teknologi dan layanan masyarakat
Tactile Internet
• Manusia memiliki waktu reaksi berbeda pada tiap indera
Tactile Internet
• Waktu reaksi tersebut berubah saat seseorang sudah mengharapkan kecepatan
• Waktu yang dibutuhkan menjadi 1ms• Menggerakkan mouse
• Menggerakkan kepala saat menggunakan VR
• Jika waktu melewati 1ms, pengguna dapat mengalami cybersickness (sensasi mabuk laut)
Tactile Internet
• Tactile Internet akan berdampak signifikan terhadap masyarakat di berbagai bidang:• Edukasi
• Kesehatan
• Zona Aman
• Lalu lintas pada sebuah Smart City
• Energi
Tactile Internet
• Edukasi• E-learning dan pelajaran menggunakan simulasi akan
sangat terbantu
• Waktu reaksi 1ms memungkinkan penggunaan interface fisik untuk pengajar dan yang belajar
• Akan memberikan pengalaman belajar yang lebih efektif
Tactile Internet
• Kesehatan• Operasi jarak jauh dengan robot
• Penggunaan exoskeleton yang lebih efektif
Tactile Internet
• Zona Aman• Interaksi antar tactile internet device
• Kendaraan akan otomatis menghindari kemungkinan kecelakaan
• Informasi bahaya dapat dikirim ke pengguna sekitar
Tactile Internet
• Lalu lintas pada sebuah Smart City• Kendaraan dapat diatur sesuai peraturan setempat
• Pengemudian kendaraan secara otomatis
Tactile Internet
• Energi• Pengaturan konsumsi energi secara dinamis
• Mengatur mati hidupnya sebuah sumber energi berdasarkan analisis keadaan lingkungan saat itu
Tactile Internet
• Ada berbagai bidang dimana tactile internet dapat diaplikasikan:• Industri• Robotik dan telepresence• Virtual Reality (VR)• Augmented Reality (AR)• Kesehatan• Lalu lintas• Serious Gaming• Edukasi • Smart Grid
Tactile Internet
• Industri• Seiring berkembangnya industri, solusi wireless akan
semakin dibutuhkan
• Solusi wireless akan sangat dibantu tactile internetdengan waktu reaksi cepat, dan security dan availibility yang tinggi
Tactile Internet
• Robotik dan telepresence• Tactile internet memungkinkan pengendalian robot
jarak jauh • Rencana dekonstruksi pembangkit nuklir di German
• Reparasi pembangkit nuklir dan kimia
• Konstruksi di laut lepas
• Perawatan stasiun angkasa
Tactile Internet
• Virtual Reality (VR)• Memungkinkan berbagai pengguna dalam satu
lingkungan VR
• Interaksi antar pengguna dalam satu lingkungan VR
Tactile Internet
• Augmented Reality (AR)•Memungkinkan konten dinamis dan up-to-date untuk ditunjukkan
•Memungkinkan melihat apa yang pengguna lain lihat
Tactile Internet
• Kesehatan• Memungkinkan operasi jarak jauh
• Memungkinkan penggunaan exoskeleton lebih leluasa tanpa delay
Tactile Internet
• Lalu lintas• Kendaraan dapat mendeteksi objek dinamis dan
memberitahu kepada kendaraan sekitarnya
• Proses mengemudi dapat secara penuh di otomatisasi
Tactile Internet
• Serious Gaming• Serious gaming adalah game dengan tujuan utama
selain hiburan• Edukasi, simulasi, latihan, dll
• Tactile internet memberikan penggunaan dengan latency rendah agar sistem dapat berjalan efektif
Tactile Internet
• Edukasi• Pengajar dapat merasakan berbagai hal, seperti tenaga
yang digunakan oleh pelajar
• Tugas beresiko tinggi dapat dilakukan terlebih dahulu di jarak yang aman
• Latihan instrumen musik secaa individu bahkan seluruh opera dapat dilakukan secara remote
Tactile Internet
• Smart grid• Dapat mengendalikan konsumsi tenaga secara otomatis
Tactile Internet
• Ada berbagai syarat yang harus terpenuhi dalam tactile internet:• Latency dan reliability
• Keamanan
• Arsitektur sistem
• Sensor dan aktuator
• Jaringan akses
• Mobile-edge cloud
Tactile Internet
• Keamanan• Metode enkripsi saat ini hanya dapat
diimplementasikan pada lapisan atas dalam sebuah protokol transmisi• Menyebabkan delay yang tinggi
• Agar delay tetap rendah, metode keamanan harus di-embed pada proses transmisi fisik
• User identification juga harus di-embed pada transmisi fisik agar delay rendah• Identifikasi sidik jari
Tactile Internet
• Arsitektur sistem
Tactile Internet
• Sensor dan aktuator• Harus menggunakan metode kompresi data yang
efisien
• Koordinasi antar komponen harus efisien
• Proses pengolahan sinyal juga harus efisien
Tactile Internet
• Jaringan akses• Alokasi sumber daya pada blok-blok fisik harus 10 kali
lipat lebih cepat dibandingkan dengan jaringan LTE
• Desain harus memadai untuk mencegah kesalahan transmisi wireless
Tactile Internet
64
• Mobile-edge cloud• Untuk mencapai tingkat reliability tinggi, beberapa
transmisi melalui channel komunikasi paralel diperlukan
Hardware dan Software di 5G
12/10/2015
Spesifikasi HW• UWB (Ultra Wide Band) dengan BandWidth lebih
besar , 4Gbps (400x lebih cepat dari konektivitas nirkabel saat ini) pada konsumsi energi yang rendah.
• Transmitter dan Receiver band EHF (Extremely High Frequency) :6-300 GHz
• smart antenna : Switched Beam Antennas atau Adaptive Array Antenna
• Menggunakan CDMA
12/10/2015
Spesifikasi SW
• Firmware yg mendukung standar tunggal yg menyatukan jaringan nirkabel yang berbeda seperi WLAN, WWWW, unified IP dan kombinasi koneksi broadband secara simultan
• Software-Defined Radio, Packet layer, Enkripsi, Fleksibilitas, Anti-Virus
12/10/2015
Kesimpulan
• 3G- Operator Centric
• 4G- Service Centric
• 5g- User Centric
12/10/2015
• Konsep desain 5G menggunakan open platform pada protocol stack nya.
• Ditujukan agar terjangkau pada pasar masyaratluas, pengembangan yang tinggi dan lebih handaldaripada teknologi pendahulunya.
• Teknologi 5G mendorong keterhubungan yg luas
12/10/2015
12/10/2015
SOAL• 1. Riset tentang konsep 5G berdasarkan GSMA
Intelligences mulai dikembangkan tahun berapa ?
A. 2013
B. 2012
C. 2014
D. 2015
• 2. Sebutkan protocol stack layer pada teknologi 5G
• 3. Manakah di bawah ini yang bukan menjadi parameter dalam pengembangan 5G?
A. Latency
B. Energy Consumption
C. Quantity of User
D. Data Throughput
12/10/2015
4. Pada arsitektur sistem Tactile Internet, bagianmanakah yang berguna untuk handling kebutuhanaplikasi tactile?
A. Mini-cloudB. Core networkC. Central cloudD. Mobile-edge cloud5. Berapa ekspektasi latency pada jaringan 5G?
A. 20% dari latency 4G LTEB. 48% dari latency 4G LTEC. 69% dari latency 4G LTED. 85 % dari latency 4G LTE
6. Application/service manakah yang memerlukanenvironment 5G (eksklusif) ?
a. Video Conference
b. Autonomous Driving
c. Realtime Gaming
d. Disaster Alert
Jawaban (1)
Jawaban (2)
Application (Service)
Open Transport Protocol
Upper Network Layer
Lower Network Layer
Open Wireless Access
Jawaban (3)
Parameter yang dikembangkan pada 5G :
• Traffic Capacity
• Data throughput
• Data integrity
• Latency
• Energy consumption
• Technology convergence
• Smart Communication
Jawaban (4)
Jawaban (5)Ekspektasi kehadiran 5G :
• Jumlah traffic 1000 kali lebih besar
• 10 miliar device yang tersambung
• Latency berkurang menjadi 1/5 dari sebelumnya
• Umur baterai gadget 10 kali lebih lama
Jawaban (6)