Pendahuluan Pengantar Teknologi Mobile Pengajar: Budi Susanto, S. Kom., M.T. Email: budsus@gmail.com, budsus@yahoo.com, budsus@ukdw.ac.id blog: http://budsus.blogspot.com linux counter : #173103@counter.li.org
2 Materi Perkuliahan Pengantar tentang Mobile Computing + Cell Phone Aplikasi Browser WAP Dokumen XHTML for Mobile Pengantar Pemrograman Nirkabel dengan Teknologi Java Pemrograman GUI MIDP Low Level User Interface Record Management System Network Connection (pengantar) Pengantar J2ME Pemrograman MIDP (pengantar)
3 Kontrak Perkuliahan Bobot Penilaian TTS : 20% (open book) TAS : 30% (open book) Test Kecil : 10% (close book) Tugas : 40% (open everything) = 4 x Sistem Penilaian (PAP - Patokan): Ikutin
4 Buku Pegangan Keogh, James, J2ME: The Complete Reference, McGraw-Hill Companies, 2003 Juntao Yuan, Michael; Sharp, Kevin, Developing Scalable Series 40 Applications: A Guide for Java Developers, Pearson Education, Inc., 2005 http://www.wapforum.org
5 Pengantar tentang Mobile Phone Computing
6 Pokok bahasan Aplikasi seperti apa yang dapat dikembangkan pada ponsel? Mobile Value Chain Mobile Killer Applications Jalur Migrasi Pengembang Rancangan Pengembangan Aplikasi Mobile
7 Mobile Computing Mobile Computing adalah suatu istilah yang digunakan untuk menggambarkan aplikasi pada piranti berukuran kecil, portable, dan wireless serta mendukung komunikasi. Yang termasuk mobile computing: laptop dengan wireless LAN mobile phone wearable computer Personal Digital Assistant (PDA) dengan Bluetooth atau IRDA
8 Keuntungan Teknologi Bergerak Extreme Personalization Ponsel diantara dompet dan kunci motor Tempat menyimpan segala informasi pribadi Pengaksesan Informasi setiap saat dan dimanapun Memungkinkan kita untuk bekerja, belanja atau bermain tanpa batasan waktu dan tempat (asal terhubung!)
9 Mobile Phone Mobile phone adalah perangkat elektronik portabel yang berfungsi sebagaimana pesawat telefon normal, yang dapat bergerak pada suatu area yang luas. (bandingkan dengan cordless phone). Kebanyakan mobile phones saat ini menggunakan kombinasi transmisi radio dan telephone circuit switching konvensional, walaupun packet switching sudah digunakan untuk beberapa bagian jaringan mobile phone, khususnya untuk layanan akses Internet dan WAP.
10 Standard Mobile Phone 1G NMT AMPS 2.5G 2G GPRS 2.75G CDMA2000 1xRTT EDGE GSM iden D-AMPS W-CDMA cdmaone UMTS PDC FOMA CDMA2000 1xEV TD-SCDMA 3G
11 Operator Selular Indonesia AMPS Komselindo GSM/GPRS CDMA Telkom Flexy Indosat StarOne Telkomsel Bakrie Telko Esia Satelindo Mobile-8 Frend Excelcom SinarMas (cek lagi) IM3 3
14 Area Aplikasi Mobile (1) Business-to-Customer Personalisasi aplikasi e-commerce Bisnis barang digital Misal: menjual aplikasi Java MIDP, Video, MP3, ringtone Improvisasi layanan yang sudah ada Misal: membandingkan harga barang Misal: marketing sesuai dengan profile pemakai Business-to-Business Mobile supply chain management Mobile commerce
15 Area Aplikasi Mobile (2) Business-to-Employee Mobile Sales Marketing Contoh lain?... Government and Public services Polisi mengecek data SIM, pemilik mobil perawat mengecek data medis pasien Contoh di pemerintahan?...
16 Aplikasi Generasi Berikutnya
Mobile Value Chains Developer Platform Providers Developer Developer Developer Publisher Publisher Carrier Customer Developer Customer Customer Developer Publisher Carrier Customer Customer Devices Manufacturers
18 Mobile Killer Applications (1) Contoh : email, www, instance messaging, online auction, p2p file sharing Mobile Entertainment Th 2003, $3,5 juta diperoleh dari bisnis ringtone Multiplayer Games Content-based applications High-impact visual games
19 Mobile Killer Applications (2) Mobile Enterprise Terhubung ke berbagai kegiatan perusahaan Pengaksesan file Perlu push-based data Optimisasi penjadwalan dan perpindahan Perlu mobile client untuk download, view dan sinkronisasi dokumen Menanggapi panggilan dan permintaan melalui layanan pesan Perlu akses email, database dan im Perlu aplikasi location-aware Pengaksesan portal web perusahaan
20 Migrasi Keahlian Pengembang Java Server-side developer Belajar untuk memisahkan layer presentasi dari layer business logic (JavaServer Faces dan Java Portlets) Dapat menggunakan SyncML untuk mendukung sinkronisasi mobile dengan layanan email atau groupware Menggunakan Java Message Service API untuk server-side messaging, presence dan locationbased
21 Migrasi Keahlian Pengembang Java Desktop developer Belajar J2ME (Java 2 Micro Edition) untuk smart mobile client Jika ingin mengakses level aras rendah piranti, gunakan C/C++
22 Rancangan Aplikasi Mobile Karakteristik Perangkat Mobile Karakteristik Jaringan Mobile Pertimbangan Sisi Sosial
Karakteristik Piranti Mobile Karakteristik Keterangan Prosesor Lambat Clock speed CPU Mobile antara 20 Mhz 400 Mhz Solusi Jangan lakukan komputasi intensif pada piranti. Jika perlu, lakukan di server Minimalkan pembuatan objek dan buang objek tak terpakai secepatnya. Heap Memory kecil Objek runtime app dan variabel diletakkan pada heap, dan piranti mobile terbatas antara puluhan KB sampai beberapa MB Ruang penyimpanan aplikasi kecil Ruang penyimpanan antara Optimalkan ukuran paket puluhan KB sampai aplikasi dan ukuran beberapa MB (kecuali gambar dan suara piranti yg mendukung external storage)
Karakteristik Piranti Mobile Karakteristik Keterangan Solusi Ukuran Layar kecil Ukuran layar < 250 x 250 (kecuali communicator) Gunakan gambar kecil pada aplikasi. Kedalaman W arna Awal ponsel layar berwarna terbatas hitam/putih. Saat ini S40 mendukung 4096 warna, dan ada juga yang mendukung 16-bit kedalaman warna Kemampuan Suara Beberapa piranti mobile terbatas hanya mendukung MIDI ringtone. Ada juga mendukung W AV. Grafik harus dioptimasi untuk tampilan resolusi rendah. Gambar PNG pilihan yang baik. Gunakan musik sederhana sebanyak mungkin.
Karakteristik Piranti Mobile Karakteristik Keterangan Metode masukan Ketidaknyamanan teks tidak nyaman pemakaian keypad Masa battery singkat Solusi Rancang UI sehingga pemakai memilih dari daftar daripada memasukkan teks LCD terang dan CPU yang Kurangi pemakaian LCD, cepat membutuhkan battery audio, dan vibrasi. lebih. Aplikasi seharusnya menyediakan cara untuk pause dan keluar secara cepat
Keterbatasan Jaringan Mobile Karakteristik Keterangan Solusi Data rate rendah masih 2 2,5G W ide Area Kurangi kebutuhan Cellular net yg memberikan pengiriman data besar. data rate sebanding dengan modem dialup Latency cukup lama Cakupan area terbatas Paket data wireless perlu direlay melalui beberapa router/gateway sebelum mencapai internet. Butuh waktu untuk setup end-toend. Di Indonesia, hanya beberapa daerah besar saja yang tersedia layanan data (GPRS). Kurangi round trip jaringan. Hati-hait terapkan prinsip aplikasi web. Rancang aplikasi yang fleksibel, sehingga pemakai dapat memilih kapan dan dimana mengirim data.
Keterbatasan Jaringan Mobile Karakteristik Keterangan Koneksi yang tidak Koneksi data dapat terputus handal karena banyak faktor, misal cuaca, interferensi, atenuasi, dsb. Mahal Semakin besar bandwidth ~ charge besar. Biasanya dihitung time based atau data size based. Kurang Aman Sinyal radio mudah disusupi ataupun interferensi. Solusi Layanan pesan dapat lebih menjamin pengiriman data. Untuk aplikasi sinkronisasi, dapat menerapkan commit dan rollback. Kurangi trafik data pada jaringan Terapkan keamanan level end-to-end, misal https atau enkripsi/dekripsi Dukungan Protokol Tidak semua protokol internet Gunakan protokol umum terbatas dapat digunakan. seperti HTTP atau W AP
Pertimbangan Sisi Sosial Mudah untuk dipelajari Ruang lingkup terfokus Interruptible Responsive UI Ambil keuntungan dari inovasi mobile Misal GPS, barcode scanner, SMS/MMS
Penutup Ponsel sebagai salah satu piranti mobile computing memberikan suatu peluang bisnis Dalam pengembangan aplikasi mobile pada ponsel, perlu diperhatikan karakteristik baik pada piranti ponsel maupun infrastruktur jaringan yang digunakan
Pengantar Komunikasi Nirkabel
Modulasi Informasi di enkodekan oleh modulasi sebuah gelombang sinyal pembawa dengan sebuah frekuensi f P(t) = P0 cos(2 π ft + Φ) Fase (Φ) Frekuensi (f) Amplitudo (P0)
Analisis Fourier Setiap sinyal dapat digambarkan sebagai sebuah integral (jumlah) gelombang sinus Gelombang termodulasi adalah sebuah superposition dari beberapa gelombang dari frekuensi berbeda dalam sebuah band frekuensi Δf Oleh karena sebuah gelombang termodulasi menempati sebuah band frekuensi dari bandwidth Δf, interferensi mungkin menjadi sebuah masalah dalam komunikasi bergerak.
Radio Resource Sharing (1) Kemungkinan Frequency division Time division Code division Space division (konsel selular) Multiplex Berbagi band dengan pembedaan arah aliran sinyal Hanya frequency dan time yang mungkin: Uplink : user ke jaringan Downlink (forward link) : jaringan ke user FDD dan TDD
Radio Resource Sharing (2) Multiple Access Berbagi band dengan pembedaan pemakai Contoh: FDMA, TDMA, CDMA Dimungkinkan adanya switching (Network Stuff) Untuk multiple, tidak adanya switching (Link stuff)
Teknologi Akses Selular Menyangkut metode akses kanal frekuensi dengan cara membaginya agar dapat digunakan secara bersama pada saat sama Ada 3 teknologi untuk transmisi informasi pada jaringan ponsel: FDMA (Frequency Division Multiple Access) TDMA (Time Division Multiple Access) Menempatkan setiap panggilan pada frekuensi terpisah Memberikan slot waktu frekuensi untuk tiap panggilan CDMA (Code Division Multiple Access) Memberikan kode unik untuk tiap panggilan dan menyebarkannya pada frekuensi yang tersedia
FDMA FDMA membagi spektrum kedalam beberapa kanal suara FDMA digunakan untuk transmisi Analog. FDMA tidak efisien untuk transmisi digital Contoh: AMPS
TDMA Lebar kanal 200 Khz Beroperasi pada band 800 Mhz atau 1900 Mhz Digunakan oleh EIA/TIA untuk IS-54 and IS-136 Kapasitas 3x > FDMA
CDMA Setelah mendigitalisasi data, akan menyebarkan ke seluruh kanal yg tersedia Menerapkan modulasi spread spectrum Lebar kanal radio: 1250 Khz
Contoh GSM = FDD + TDMA + FDMA Uplink dan downlink menggunakan frekuensi berbeda: FDD, masingmasing 25 Mhz Uplink dan downlink band frekuensi dibagi menjadi 124 kanal frekuensi cdmaone = FDD + CDMA
Prinsip Dasar CDMA
Near Far Effect Open Loop Power Control Subscriber mengukur power DL dan menyesuaikan power transmisi Close Loop Power Control BS mengukur power UL. MS mengukur power DL dan melaporkan ke BS. BS memerintahkan pemakai untuk meningkatkan atau merendahkan power transmisi.
Pengantar Cell Phone (Mobile Phone)
Sistem Telepon Bergerak Awal Ponsel merupakan gabungan dua teknologi, yaitu telepon (Alexander Graham Bell, 1876) dan Radio (Nikolai Tesla, 1880; Guglielmo Marconi, 1894) Sebelum ponsel, orang harus memasang telefon radio di mobil. Pada sistem sistem telefon-radio, terdapat tower antena pusat di tiap kota, dan mungkin ada 25 kanal frekuensi tiap tower. Artinya, telepon di mobil harus memiliki transmiter yang cukup kuat, selain itu dengan kanal terbatas tidak semua orang dapat menggunakan pada saat bersamaan
Sistem Telepon Bergerak Awal Lalu, muncul sistem cellular, yang membagi suatu kota menjadi beberapa sel kecil. Memungkinkan penggunakan frekuensi ulang ada satu kota, sehingga jutaan pemakai dapat menggunakan ponsel bersamaan.
Konsep Selular Sistem Analog Setiap sel (dari 7 sel hexagonal grid) dalam sistem analog menggunakan 1/7 dari kanal suara duplex Sehingga: setiap sel memiliki frekuensi unik dan dapat menghindari tabrakan (collision) Sebuah cell-phone carrier mendapat 832 frekuensi radio Setiap ponsel menggunakan 2 frekuensi/panggilan (kanal duplex), sehinggal ada 395 kanal suara per carrier. (42 frekuensi lain untuk kanal kontrol) (832 42) / 2 = 395 Sehingga, setiap sel memiliki sekitar 56 kanal suara. 395 / 7 = 56,429 56 Jadi, pada setiap sel, 56 orang dapat saling berbicara pada saat sama.
Transmisi Ponsel memiliki transmisi berkekuatan rendah (0.6 watt dan 3 watt), demikian juga base station. Keuntungan: Transmisi base station dan ponsel tidak akan mencapai diluar sel. Konsumsi listrik ponsel juga rendah, sehingga dapat berukuran sekecil mungkin Setiap carrier memiliki sebuah Mobile Telephone Switching Office (MTSO) yang menangani semua hubungan ponsel dengan PSTN dan mengontrol semua base station.
Konsep Selular Suatu area (kota misal), dibagi menjadi beberapa sub area (sel) Setiap sel berukuran rata-rata 26 km2. Ruang lingkup suatu sel berbentuk hexagon dan membentuk suatu hexagon grid besar. Oleh karena ponsel dan base stations menggunakan transmiter tenaga rendah, frekuensi yang sama dapat digunakan ulang pada sel yang tidak berdekatan Setiap sel memiliki sebuah base station yang terdiri dari tower dan bangunan kecil berisi perangkat radio
Arsitektur Sistem Selular Sel Unit dasar sistem selular Ukuran sel tergantung pada area Cluster Sekumpulan sel Tidak ada kanal frekuensi yang digunakan ulang
Arsitektur.. Frequency Reuse Dengan jumlah kanal frekuensi radio yang tersedia, maka perlu dirancang pemakaian kanal frekuensi berulang-ulang Tiap sel dalam satu grid harus memiliki kanal frekuensi yang unik Cakupan area oleh sebuah sel disebut footprint.
Arsitektur...Cell Splitting Membagi satu sel menjadi beberapa subsel Tujuan: membagi suatu area yang terlalu padat agar layanan dapat masih tersedia
Komponen Sistem Selular (1)
Komponen Sistem Selular (2) PSTN Public Switch Telephone Network MTSO Mobile Telephone switching office Kantor pusat untuk mobile switching Di dalamnya terdapat MSC (Mobile Switching Center), field monitoring dan relay stations untuk pemindah panggilan dari/ke cell site dengan PSTN MSC mengontrol panggilan, billing, lokasi pelanggan Cell site dengan sistem antena Mobile subscriber unit (MSU) - ponsel
Kode-kode ponsel Setiap ponsel memiliki kode khusus untuk menunjukkan identitas ponsel, pemilik dan penyedia layanan. Electronic Serial Number (ESN) Mobile Identification Number (MIN) Nomor unik 32 bit yang ditanam waktu pembuatan ponsel Nomor 10-digit dari nomor ponsel Anda System Identification Code (SID) 5-digit angka untuk setiap carrier oleh FCC
Mekanisme Pemanggilan (1) Ketika On, akan dicari SID pada kanal kontrol Kanal kontrol adalah frekuensi khusus dimana ponsel dan BTS berkomunikasi untuk setup panggilan dan pergantian kanal Jika tidak ditemukan SID, akan muncul no service Jika ditemukan SID, akan dicocokan dengan SID pada ponsel (pada kartu), jika ya, ponsel berada dalam jaringan sistem home. Sepanjang dengan SID, ponsel mengirimkan registration request, dan MTSO mencatat lokasi ponsel Jika ada panggilan masuk, MTSO akan mencari posisi ponsel Anda di sel mana
Mekanisme Pemanggilan (2) MTSO akan menyiapkan dua frekuensi agar ponsel dapat menerima panggilan MTSO berkomunikasi dengan ponsel melalui kanal kontrol untuk memberitahu frekuensi mana yang digunakan. Dan ketika ponsel dan tower dapat berpindah ke frekuensi tersebut, koneksi terbentuk. Anda berbicara dua arah dengan teman Anda. Ketika Anda bergerak ke tepi sel, sinyal akan melemah. Sementara itu, BTS berikut yang Anda tuju mendeteksi sinyal ponsel Anda menguat. Kedua BTS akan berkoordinasi lewat MTSO, dan pada saat itu, melalui kanal kontrol, ponsel Anda mendapat informasi perubahan kanal frekuensi. Inilah yang disebut hand off. off
Hand Off
Roaming Jika SID ada pengontrol kanal tidak cocok dengan SID pada ponsel MTSO dari sel gimana Anda sedang roaming akan menguji apakah SID Anda valid dengan menghubungi MTSO jaringan home Anda Sistem home memverifikasi ponsel Anda ke lokal MTSO, kemudian menelusuri ponsel Anda yang sedang berada pada selnya
Radio access network Disebut juga Air Interface. Meruakan bagian frekuensi radio dari sistem telekomunikasi yang berada antara mobile system dan core network (CN). Contoh: GRAN GSM Radio Access Network UTRAN UMTS radio access network IS-95 dan CDMA2000
AMPS (Advanced Mobile Phone System) Menggunakan rentang frekuensi 824 Mhz 894 Mhz 824 849 Mhz untuk uplink: sinyal dari ponsel 869 894 Mhz untuk downlink: sinyal ke ponsel Setiap operator memiliki 832 frekuensi: 790 untuk suara dan 42 untuk data (kontrol) Dua frekuensi digunakan membentuk 1 kanal Total ada 416 kanal dan dibagi dalam 7 sel Menerapkan modulasi FM. Bekerja pada band 800 Mhz. Lebar kanal suara 30 Khz
GSM (Global System for Mobile Communications) GSM distandarisasi oleh Groupe Spécial Mobile. Eropa & Asia menerapkan GSM900 dan GSM 1800. Sedangkan untuk US, GSM1900 Menerapkan modulasi QPSK Untuk dapat terhubung pada jaringan GSM, pemakai harus memiliki subscriber identification module (SIM). GSM900 menyediakan 124 kanal full duplex GSM1800 menyediakan 374 kanal full duplex
Struktur Jaringan GSM
Layanan Data GSM GPRS: General Packet Radio Service (2.5G) Layanan WAP dan MMS Data rate: 160 kbps (real: 30 70 kbps) EDGE: Enhanced Data rates for GSM Evolution (3G) Data rate: 473,6 kbps Video service dan layanan multimedia lain
EDGE: GPRS Upgrade
Sistem Selular CDMA Ada 2 standard: Qualcomm memperkenalkan merk cdmaone (CDMA 2G), dan CDMA2000 (CDMA 3G): CDMA2000 1xEV 3G Standard: W-CDMA Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) ~ Eropa/Jepang Freedom of Mobile Multimedia Access (FOMA) ~ NTT DoCoMo dan Vodafone
W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) W-CDMA protokol pengiriman berkecapatan lebih tinggi yang digunakan di sistem FOMA (Freedom of Mobile Multimedia Access) Jepang dan sistem UMTS (sistem 3G) yang dirancang untuk menggantikan jaringan 2G GSM. W-CDMA adalah wideband spread-spectrum mobile air interface yang memanfaatkan metode CDMA untuk mencapai kecepatan lebih tinggi dan mendukung lebih banyak pemakai daripada pensinyalan TDMA dalam jaringan GSM. W-CDMA pesaing CDMA2000. Lihat: http://www.umtsworld.com/technology/cdmabasics.htm
IMT 2000 International Mobile Telecommunications-2000 (IMT-2000) adalah standar global untuk komunikasi nirkabel 3G Didefisinikan oleh sekumpulan rekomendasiinternational Telecommunication Union (ITU). IMT-2000 menyediakan sebuah framework untuk akses tanpa kabel dengan menghubungkan berbagai sistem jaringan terrestrial dan atau satelit-based. Teknologi nirkabel 3G: UMTS/WCDMA, CDMA2000 and EDGE.
Evolusi Multiradio Jaringan 3G
Arsitektur GSM/UMTS
Evolusi ke UTRAN/ UMTS
Rencana Alokasi Frekuensi IMT2000
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) UMTS, menggunakan W-CDMA, mendukung kecepatan transfer sampai 14.0 Mbit/s. Dalam prakteknya, kecepatan rata-rata sampai 384 kbit/s dan 3.6 Mbps untuk HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). Sejak 2006, jaringan UMTS di beberapa negara telah atau dalam proses diupgrade dengan HSDPA, kadang dikenal sebagai 3.5G. Yang sedang dikembangkan adalah meningkatkan kecepatan transfer uplink dengan High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA), secara teori sampai 5.76 Mbps.
Perkembangan Aplikasi GPRS-EDGE GSM Tinggi: 2 Mbps CDMA-3G Video Phone Game dan Entertain Jasa Pendidikan Jasa Kontekstual 38 196 kbps Browsing Internet eshoping ebanking SMS Rendah 96 kbps Akses Internet rendah 1996 etrading Jasa Informasi Publik Roaming Internasional Suara 2000 2004
Sistem Selular dengan Packet Swithed Data (2.5 G & 3G)
3G Deployment
Contoh Tower BTS