wireless

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 keypad dan 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 sebagai input untuk membangkitkan sinyal DTMF yang terdiri atas matriks 3x4, LCD yang berfungsi sebagai output 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 yaitu periperial interface untuk menangani keypad dan LCD dan audio interface untuk menangani mic dan speaker.



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 oleh mobile WiMAX bervariasi, mulai dari 2,3 GHz, 2,5 GHz, 3,3 GHz, dan 3,5 GHz. Tahapan yang terjadi pada transmitter 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).


Teknologi GSM

1. Jaringan GSM
Global system for mobile communication (GSM) merupakan standar yang diterima secara global untuk komunikasi selular digital. Sebagian jaringan GSM beroperasi pada band 900 MHz atau 1800 MHz. Pada band 900 MHz, untuk uplink band frekuensi dialokasikan (890 – 915) MHz dan untuk downlink band frekuensi dialokasikan (935 – 960) MHz. Bandwith 25 MHz yang dibagi – bagikan ke dalam 124 kanal frekuensi pembawa dan masing – masing dialokasikan 200 kHz tiap bagian. Time Division Multiplexing (TDM) digunakan untuk mengalokasikan delapan kanal suara menjadi kanal radio frekuensi dan membagi waktu yang dalam periode waktu tertentu akan menjadi TDMA frame.

2. Modulasi GSM
Teknik modulasi yang digunakan oleh GSM adalah Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK). Teknik modulasi ini bekerja dengan melewatkan data yang akan dimodulasi melalui Filter Gaussian.

3. Pembagian Sel
Pembagian area dalam kumpulan sel – sel merupakan prinsip penting GSM sebagai sistem telekomunikasi seluler. Sel – sel tersebut dimodelkan berbentuk heksagonal, setiap sel mengacu pada satu frekuensi pembawa tertentu. Tetapi pada kenyataannya jumlah kanal yang dialokasikan terbatas, sementara jumlah sel bisa sangat banyak. Untuk memenuhi hal ini, dilakukan teknik pengulangan frekuensi atau yang disebut dengan frequency reuse dimana frekuensi antar sel – sel yang berdekatan tidak boleh bersebelahan atau bahkan sama.

4. Arsitektur GSM
Jaringan GSM dibagi menjadi tiga sistem utama diantaranya System Switching (SS), Base Station System (BSS) dan Operation and Support System (OSS). Elemen dasar jaringan GSM ditunjukkan pada gambar 1.

Gambar 1. Arsitektur GSM

[http://purwakarta.org/flash/GSM.pdf]

5. Switching System
Switching System bertanggung jawab untuk melakukan proses panggilan dan fungsi pelanggan. Switching System mencakupi fungsional unit antara lain Home Location Register (HLR), Visitor Location Register (VLR), Authentication Center (AUC), Equipment Identity Register (EIR)

6. Base Station System
Seluruh fungsi radio dilakukan di BSS, dimana di BSS ini terdiri dari Base Station Controller (BSC) dan Base Tranceiver Station (BTS).

7. Operation and Support System
Operation and Support System (OSS) merupakan wujud fungsional dari pemantauan jaringan operator dan pengontrolan sistem. Fungsi penting OSS adalah memberikan gambaran jaringan dan dukungan aktifitas pemeliharaan dari operasi yang berbeda dalam pemeliharaan organisasi.

8. Metode Akses GSM
Metode akses dari GSM adalah Time Division Multiple Access (TDMA). Teknik Time Division Multiple Access (TDMA) merupakan suatu metode pengaksesan dimana semua stasiun bumi frekuensi pembawa yang sama dengan berdasar pengaturan atau pembagian waktu. Pada teknik TDMA hanya terdapat satu sinyal pembawa RF (single signal carier) dalam bandwidth transponder Satelit. Komunikasi diatur dengan pembagian waktu sesuai dengan penomoran dari Stasiun Bumi.

Teknologi Wimax

WiMAX atau Worldwide Interoperability for Microwave Access merupakan salah satu perkembangan teknologi terbaru di bidang Broadband Wireless Access (BWA) setelah sebelumnya telah hadir WiFi dan system selular seperti GPRS, EDGE, 3G dan 3,5G. Teknologi WiMAX ini memiliki kemampuan untuk diselenggarakan sendiri, selain itu juga memiliki kemampuan untuk melengkapi dan memaksimalkan teknologi BWA yang sudah ada seperti WiFi ataupun selular.

WiMAX Standards (IEEE 802.16)

Ada 3 varian utama, bisa dilihat pada tabel berikut:

standar wimax.jpg


Arsitektur WiMAX

1. Arsitektur mobile WiMAX network

Ada 3 komponen utama dalam arsitektur mobile WiMAX menurut WiMAX forum, yaitu user terminal, ASN dan CSN sebagai berikut:

arsitektur mobile wimax.jpg

2. Arsitektur penyelenggaraan WiMAX

Ada 3 skenario utama, yaitu poin to point, point to multipoint, dan mesh, sbb:

arsitektur penyelenggaraan wimax.jpg


3. Arsitektur Protokol mobile WiMAX

Mobile WiMAX Network Architecture yang ditetapkan oleh WiMAX Forum diatas yang terdiri dari User Terminal,ASN,dan CSN terdiri dari layer-layer protokol seperti yang ditunjukan pada gambar dibawah ini:

arsitektur protokol mobile wimax.jpg

Beberapa protokol yang terlibat sebagai berikut:

1. IPv6 dan IPv6CS

Merupakan protokol yang dikembangkan dari IPv4, memiliki panjang alamat sebesar 128bit untuk menyampaikan paket ke alamat yang tepat. Sedangkan IPv6CS merupakan IPv6 yang digunakan untuk membentuk hubungan antara satu komponen jaringan dengan yang lain secara connection oriented.

2. MAC

Berfungsi untuk mengatur akses untuk radio channel melalui pembentukan suatu frame-frame.

3. PHY

Berfungsi untuk menghubungkan media fisik antara satu komponen jaringan dengan yang lain, transmisi bit-bit, serta pemrosesan sinyal

4. GRE (Generic Routing Encapsulation)

Merupakan protokol yang digunakan untuk tunneling, digunakan untuk membawa paket IPv6 antara BS dan AR/ASN-GW.

source here

Posted in: