BAB II KAJIAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1. Long Term Evolution (LTE) Pendahuluan LTE merupakan pengembangan standard teknologi 3GPP dengan menggunakan skema multiple access OFDMA pada sisi downlink dan SC-FDMA pada sisi uplink dengan orthogonalitas antar user sehingga mengurangi interferensi dan meningkatkan kapasitas. LTE mempresentasikan standar teknologi wireless masa depan dari UMTS yang berevolusi dari arsitektur yang mendukung circuit switch maupun packet switch menjadi arsitektur jaringan berbasis all-ip. Teknologi LTE dapat memenuhi persyaratan sebagai teknologi 4G bahkan lebih. Dimana persyaratan tersebut sebagai berikut [8]: 1) Bit Rate mencapai 100 Mbps untuk downlink dan 50 Mbps untuk uplink, sedangkan LTE mampu mencapai 300 Mbps untuk downlink dan 75 Mbps untuk uplink. 2) Round Trip Time (RTT) 10ms, sedangkan LTE membutuhkan 5ms untuk satu arah antara terminal dan base station. 3) Bandwidth fleksibel mendukung untuk : 20 MHz, 15 MHz, 10MHz, 5 MHz, dan 1.25 MHz. 4) Mendukung mode duplex FDD dan TDD Arsitektur Jaringan LTE [3] LTE release 8 sangat terkait dengan evolusi arsitektur 3GPP yang disebut proyek system architecture evolution (SAE) yang menghasilkan Evolved Packet System (EPS). EPS terdiri atas evolved packet core (EPC) dan Evolved UTRAN (EUTRAN). EPC dapat 11

2 12 pula terhubung ke jaringan radio akses lain baik yang menggunakan standar 3GPP maupun bukan 3GPP. Berikut ini merupakan gambar arsitektur dan jaringan dasar dari LTE. Logical Nodes dan koneksi interface antar node yang diperlukan untuk menggelar jaringan LTE. Beberapa node dan element interface lain diperlukan untuk koneksi antara LTE dengan jaringan lain seperti interoperability ke jaringan 2G/3G. Gambar 2.1. Arsitektur Dasar Jaringan LTE[3] User Equipment (UE) UE merupakan peralatan di sisi pengguna untuk melakukan akses ke jaringan LTE dan berkomunikasi. Biasanya UE berupa handphone/smart-phone, data card ataupun yang terintegrasi pada perangkat, misalnya laptop. UE terdiri atas Universal Subscriber Identity Module (USIM) dan Terminal equipment (TE). USIM merupakan sebuah aplikasi yang digunakan untuk melakukan identifikasi dan autentifikasi pelanggan ketika mengakses

3 13 jaringan, bentuk fisik dari USIM adalah Universal Identity Circuit Card (UICC) E-UTRAN Node B (enodeb) Node yang berada pada E-UTRAN adalah enodeb. enodeb merupakan radio base station yang melakukan control segala bentuk sumber daya link radio. Setiap enodeb terdiri atas antena RF untuk memberikan resource berdasarkan coverage area tertentu. Berdasarkan fungsi, enodeb berlaku sebagai bridge layer 2 antara EPC dan UE sebagai tempat termination semua radio protocol dari dan ke UE yang berhubungan secara IP dengan EPC. Pada enodeb, terdapat proses ciphering/deciphering, juga proses IP header compression/decompression, yang berarti mencegah pengulangan pengiriman data header yang sama. Selain itu enodeb juga bertugas sebagai Radio Resources Management (RRM). Misalnya, mengontrol penggunaan radio interface yaitu mengatur lokasi resource, melakukan prioritas dan penjadwalan trafik, serta melakukan monitoring penggunaan resource Mobility Management Entity (MME) MME merupakan elemen kontrol utama di EPC, berfungsi untuk mengatur masalah mobilitas, identitas UE, dan parameter-parameter keamanan. 1) Authentification and Security : ketika UE melakukan registrasi ke jaringan pertama kali, MME melakukan inisiasi dan autentifikasi identitas UE. 2) Mobility Management : MME melakukan pengecekan tentang lokasi layanan UE dengan mengupdate ke HSS di jaringan asal UE. MME juga bertanggung jawab untuk mengontrol signaling process untuk handover UE antar enodeb, S-GW ataupun MME yang lainnya.

4 14 3) Pengaturan profile pelanggan dan konektivitas : Pada saat UE terhubung ke jaringan, MME akan meminta dan menyimpan data profile pelanggan selama proses layanan berlangsung Serving Gateway (S-GW) Selama mobilitas UE antar enodeb, S-GW berperan sebagai anchor point local/intra 3GPP. MME akan memberikan perintah ke S-GW untuk mengubah tunnel dari satu enodeb ke enodeb lainnya. MME juga dapat merequest S-GW untuk menyediakan resource tunnel ketika mengirimkan data forwarding, ketika terdapat data forward dari enodeb sumber ke enodeb tujuan. Untuk proses data, ketika UE terkoneksi ke jaringan, SGW meneruskan data tersebut antara enodeb ke P-GW, dan ketika UE dalam kondisi idle, resource tunnel di enodeb diputuskan dari S-GW. Ketika S-GW menerima data packet dari P-GW, S-GW akan mem-buffer data tersebut kemudian mengirimkan data request ke MME untuk melakukan paging ke UE yang dituju. Paging tersebut akan membuat UE dan tunnel connect lagi ke jaringan dan data buffer dikirimkan. S-GW juga berfungsi untuk memonitor tunnel dan mengumpulkan data UE yang berkaitan dengan accounting and user charging Packet Data Network Gateway (P-GW) Pakcet Data Network Gateway juga dapat disingkat PDN-GW, merupakan edge router antara EPS dengan jaringan paket data eksternal. P-GW berperan sebagai traffic gating dan IP-pool bagi UE. P-GW akan memberikan alamat IP ke UE ketika UE melakukan request

5 15 koneksi PDN ke jaringan. P-GW melakukan fungsionalitas DHCP atau mencarikan dari DHCP server eksternal yang kemudian dapat digunakan oleh UE. P-GW adalah anchor point tertinggi dalam sisi mobilitas UE. Ketika UE berpindah dari satu S-GW ke S-GW lainnya, maka P-GW juga melakukan switch flow ke S-GW yang baru tersebut Policy and Charging Resource Function (PCRF) PCRF merupakan elemen jaringan yang bertanggung jawab mengontrol policy dan charging. Mengambil keputusan mengenai bagaimana menangani suatu service berdasarkan kelas layanan (Qos) Home Subscription Server (HSS) HSS merupakan server yang menyimpan semua data pelanggan permanen. Data informasi tersebut berupa lokasi dari pelanggan, profil pelanggan, layanan-layanan yang dapat diakses pelanggan, termasuk koneksi PDN dan skema roaming yang diperbolehkan untuk suatu pelanggan. Bersamaan dengan HSS adalah AuC yang berfungsi untuk menyediakan permanent key untuk perhitungan dan autentifikasi pelanggan Interface dan Protokol Pada Konfigurasi Arsitektur Jaringan Pada LTE, arsitektur interface dan protokol hanya mendukung jaringan packet-switch dan terbagi atas 2 struktur yaitu user plane dan control plane. Pada gambar arsitektur interface dan protokol LTE berikut, terdapat protokol-protokol yang berdasar warna putih yang dikembangkan oleh 3GPP, dan yang berdasar warna abu-abu adalah protokol yang dikembangkan oleh IETF.

6 16 Gambar 2.2. Control Plane Interface and Protocol [3] Gambar 2.3. User Plane Interface and Protocol [3] Teknik Multiple Akses Untuk teknik multiple akses, LTE menggunakan orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA) pada sisi downlink dan Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) pada sisi uplink.

7 Downlink Pada sisi downlink, LTE menggunakan OFDMA yang merupakan varian dari Othogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) untuk versi Multi User akses dimana OFDM sangat cocok untuk komunikasi data rate tinggi dan pada kondisi lingkungan multi path yang menyebabkan delay spread. Pada OFDMA, Multiple access dicapai dengan mengalokasikan subset dari subcarrier untuk masing-masing satu user. Skema tersebut memungkinkan low data rate transmission dari beberapa user. OFDM menggunakan sejumlah subcarrier yang sempit untuk transmisi multi-carrier, seperti dijelaskan pada gambar berikut. Pada domain frekuensi, jarak antar subcarrier yaitu _f adalah sebesar 15 KHz ditambah dengan cyclic prefic yang berfungsi menjaga orthogonalitas antar subcarrier. Gambar 2.4. Resource Block Fisik Downlink LTE [13] Simbol OFDM dikelompokan menjadi blok-blok resource, terdiri atas 12 resource element pada domain frekuensi dan 7 resource element pada domain time sehingga dengan total ukuran 1 resource block adalah 180kHz pada domain frekuensi dan 0,5 ms pda domain waktu. Setiap user dialokasikan sejumlah resource block pada domain waktu dan frekuensi. Lebih banyak resource

8 18 block yang diperoleh user, dan lebih tinggi modulasi yang digunakan dalam resource element, lebih tinggi pula bit rate yang diperoleh. Jumlah dan resource block mana yang didapat user, pada suatu waktu bergantung pada mekanisme scheduling dalam dimensi waktu dan frekuensi. Gambar 2.5. Alokasi Subcarrier OFDM dan OFDMA[3] Uplink Pada sisi uplink, pertimbangan utama adalah keterbatasan daya di sisi terminal sehingga dibutuhkan teknik yang dapat mengkompensasi nilai PAPR yang tinggi pada teknik OFDM normal dimana hal tersebut membutuhkan penguat daya yang mahal dan tidak efisien di sisi pengguna. LTE menggunakan versi pre-coded dari OFDM yang disebut Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SCFDMA). SC-FDMA dapat mengelompokan sejumlah resource block dengan satu cara tertentu sehingga mengurangi kebutuhan kelinieran dan juga konsumsi daya. Pada SC-FDMA, sinyal direpresentasikan oleh subcarrier diskrit yang merupakan singlecarrier dan subcarrier tersebut tidak dimodulasikan secara independen. Hasilnya PAPR pada SC-FDMA lebih rendah dibandingkan OFDM.

9 Struktur Radio Frame Struktur Radio Frame LTE dapat digunakan pada mode TDD dan FDD. Untuk struktur radio frame kedua mode tersebut adalah berbeda, namun masing masing struktur radio frame adalah sama baik untuk downlink maupun uplink. Pada gambar berikut dijelaskan tentang struktur radio frame untuk mode FDD. Gambar 2.6. Struktur Radio Frame FDD[3] Pada struktur radio frame FDD, berdurasi 10 ms, terbagi atas 20 slot yang masing-masing berdurasi 0.5 ms, setiap slot terdiri atas 7 simbol OFDM termasuk cyclic prefix (CP). Dan sebuah frame terdiri atas 2 slot Parameter Modulasi Pada sisi downlink maupun uplink, parameter modulasi yang digunakan adalah sama. seperti pada gambar berikut :

10 20 Gambar 2.7. Parameter Modulasi OFDM[3] Penggunaan long CP dan short CP tergantung dari delay spread kanal. Ketika short CP digunakan, simbol OFDM yang pertama dalam sebuah slot memiliki CP yang sedikit lebih panjang dibanding enam simbol OFDM yang tersisa. Hal ini bertujuan untuk menjaga slot timing 0,5ms. Gambar 2.8. Durasi Cyclic Prefix[3] Konsep MIMO Salah satu konsep unggulan dari LTE adalah teknik perkalian antena. Teknik ini digunakan untuk meningkatkan ketahanan sinyal dan meningkatkan kapasitas sistem serta data rate.

11 21 Terdapat beberapa tipe mode akses kanal radio yaitu : SISO, MISO, SIMO dan MIMO. Pada MIMO, menggunakan dua atau lebih antena di sisi pengirim dan penerima. Karena menggunakan lebih dari dua antena maka transmisi data untuk tiap antena adalah unik dan dapat diidentifikasi di setiap penerima. Identifikasi ini biasanya digunakan dengan sinyal pilot yang menggunakan pola orthogonal untuk setiap antena. Gambar 2.9. Mode Akses Kanal Radio [13] 2.2. Teori Forecasting Model Bass [12] Model Bass adalah model terbaik yang diketahui untuk menggambarkan kelahiran dan perkembangan adopsi pasar terhadap produk baru. Model Bass adalah model yang sangat baik untuk memprediksi permintaan pasar karena mampu memodelkan adopsi pasar segera setelah produk diluncurkan.berbeda dengan model logistic, model Bass B(t) memperkenalkan efek innovator melalui koefisien inovasi p pada persamaan pertumbuhan differensial yang membuatnya mampu memodelkan adopsi pasar segera setelah produk diluncurkan. Model mempertimbangkan

12 22 sejumlah posisi M yang terdiri atas (dengan kecenderungan untuk membeli dipengaruhi jumlah pembelian sebelumnya). ( ) ( ) = ( ) 1 ( ) + ( ( )) Dengan: M = Kapasitas P = koefisien inovasi; p>0 Q = koefisien imitasi ; q>0 T = waktu ketika produk diperkenalkan Trendline Analysis Model Model Analisis garis kecenderungan dipergunakan sebagai model peramalan apabila pola historis data actual permintaan menunjukan adanya suatu korelasi antar variabel yang dapat digunakan untuk meramal permintaan yaitu: 1. Moving average Model Moving average model menggunakan sejumlah data actual permintaan yang baru untuk membangkitkan nilai ramalan untuk permintaan di masa yang akan datang. Metode ini efektif bila dapat diasumsikan bahwa permintaan terhadap produk akan tetap stabil sepanjang waktu. Rumus yang digunakan adalah = 2. Weighted moving average model

13 23 Model ini lebih responsive terhadap perubahan, karena data dari periode baru diberi bobot lebih besar. Jumlah periode berbobot dapat diambil dari banyak periode terakhir yang pergerakan datanya relative tidak stabil. Formula model ini dinyatakan sebagai berikut : Weighted MA(n) ( )( ) 3. Exponensial Smoothing Model Model ini cocok dipakai untuk pola data historis yang bergejolak dan tidak stabil sewaktu-waktu. Karena model ini menyesuaikan nilai ramalan dengan pola data actual secara terus menerus. Apabila forecast error negative, yang artinya nilai actual permintaan lebih tinggi dari nilai ramalan (A F > 0 ), maka model akan secara otomatis meningkatkan nilai ramalan dan begitu pula terjadi sebaliknya. Rumus yang digunakan adalah : Ft = Ft-1 + α (At-1 Ft-1) Dimana : Ft Ft-1 At-1 α = nilai ramalan untuk period eke-t = nilai ramalan untuk satu periode yang lalu, t-1 = nilai actual suatu periode waktu yang lalu, t-1 = konstanta pemulusan ; 0< α< Teori Ekonomi Pengambilan keputusan investasi dalam suatu bisnis, perlu dipertimbangkan melalui evaluasi berdasarkan ukuranukuran yang jelas. Kriteria yang digunakan untuk mengukur

14 24 rencana investasi akan menggunakan metoda Discounted Cash Flow (DCF), yaitu terdiri dari : i. Net Present Value (NPV). ii. Internal Rate Return (IRR). iii. Payback Period (PBP) NPV NPV digunakan untuk memberikan penilaian kepada pemasukan (cash inflow) dan pengeluaran (cash outflow) yang didasarkan pada nilai sekarang. Dari estimasi cash flow selama umur investasi dengan suku bunga tertentu, dapat dihitung nilai NPV dengan menggunakan rumus berikut: = ( + ) Dengan : CFt = aliran cash pertahun pada periode t i = suku bunga C 0 n t = investasi awal pada tahun ke-nol = jumlah tahun = tahun ke-t Kriteria kelayakan investasi berdasarkan nilai NPV adalah sebagai berikut: a) NPV > 0 (positif); berarti proyek tersebut dapat menciptakan arus masuk kas dengan prosentase lebih besar dibanding biaya peluang modal yang ditanamkan. b) NPV = 0 ; proyek kemungkinan dapat diterima karena arus masuk kas sama dengan peluang modal yang ditanamkan. c) NPV < 0 (negatif); proyek tersebut tidak layak diimplementasikan.

15 IRR Metode IRR adalah salah satu metode untuk mengukur tingkat investasi. Tingkat investasi adalah suatu tingkat bunga dimana seluruh arus kas bersih setelah dikalikan dengan discounted factor atau telah dibuat nilai sekarangnya (present value), yang nilainya sama dengan biaya investasi. Nilai IRR dapat dihitung dengan mencari tingkat bunga (discounted rate) yang akan menghasilan NPV sama dengan nol. IRR dapat dirumuskan sebagai berikut : = ( + ) Dengan : CFt = aliran cash pertahun pada periode t C 0 n t = investasi awal pada tahun ke-nol = jumlah tahun = tahun ke-t Kriteria kelayakan investasi berdasarkan nilai IRR adalah jika besarnya nilai IRR lebih besar daripada tingkat suku bunga pada saat itu PBP PBP adalah suatu periode yang menunjukan berapa lama modal yang ditanamkan dalam proyek tersebut dapat kembali. Dirumuskan sebagai berikut : Dengan : PBP = payback period C 0 C = = biaya investasi yag diperlukan = annual cash flow

16 26 Kriteria kelayakan investasi berdasarkan PBP adalah jika semakin cepatnya payback period setelah investasi dilakukan 2.4 Penelitian Terkait Beberapa penelitian terkait yang sudah pernah dilakukan sebelumnya yang menjadi referensi utama peneliti dalam melakukan penelitian ini antara lain adalah penelitian yang pernah dilakukan oleh Adila, Clara pada tahun Analisis Tekno Ekonomi Perencanaan Pembangunan EVDO REV. B Telkom Flexi DIVRE III Area Jawa Barat. dan Ahmadzadeh, Amir Masoud. Dengan judul Capacity and Cell-Range Estimation for Multitraffic User in Mobile WIMAX. Dan Prayogo, Kus. Analysis Tekno Ekonomi Perancangan Migrasi 2G/3G ke 4G (LTE) Studi Kasus di Wilayah Bekasi. Pada penelitian yang dilakukan oleh Clara Adila, analisa yang dilakukan adalah sebuah analisa tekno ekonomi dengan menggunakan Teknologi yang berbeda yaitu teknologi EVDO, didapatkan dimensioning planning dari coverage, capacity dan dari sisi ekonomi didapatkan analisa kelayakan diselenggarakan EVDO di wilayah Jawa Barat. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Kus Prayogo didapatkan perencanaan migrasi dari 2G/3G ke 4G atau LTE, persamaan dengan thesis ini adalah didapatkan sebuah analisa tekno ekonomi, tetapi terdapat banyak perbedaan metodologi, parameter dan karakteristik tempat penelitian yang dilakukan, untuk forecasting pada thesis ini menggunakan trendline regression dan model Bass, lalu parameter untuk analisis ekonomi suatu migrasi berbeda. Berdasarkan studi literature dari penelitian-penelitian yang terkait, peneliti berniat mengadakan penelitian yang secara garis besarnya melanjutkan penelitian yang dilakukan Clara Adila di tahun 2013 dengan judul Analisis Tekno Ekonomi Perencanaan Pembangunan EVDO REV. B Telkom Flexi DIVRE III Area Jawa Barat dan Prayogo, Kus. Analysis Tekno Ekonomi Perancangan Migrasi 2G/3G ke 4G (LTE) Studi Kasus di Wilayah Bekasi.dengan perbedaan metodologi yang sudah disebutkan.

17 27