Apa itu Teknologi 4G?

Teknologi 4G adalah istilah serapan dari bahasa Inggris: fourth-generation technology. Istilah ini umumnya mengacu pada pengembangan teknologi telepon seluler. Nama resmi teknologi 4G ini versi IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) adalah "3G and Beyond".



Sejarah


Perkembangan teknologi nirkabel singkatnya sebagai berikut:

• Generasi pertama: hampir seluruh sistem pada generasi ini merupakan sistem analog dengan kecepatan rendah (low-speed) dan suara sebagai objek utama. Contoh: NMT (Nordic Mobile Telephone) dan AMPS (Analog Mobile Phone System).
• Generasi kedua: dijadikan standar komersial dengan format digital, kecepatan rendah - menengah. Contoh: GSM dan CDMA2000 1xRTT.
• Generasi ketiga:   sistem digital, mampu mentransfer data dengan kecepatan tinggi (high-speed) dan aplikasi multimedia, untuk broadband. Contoh: W-CDMA (atau dikenal juga dengan UMTS) dan CDMA2000 1xEV-DO.

Antara generasi kedua dan generasi ketiga, sering disisipkan Generasi 2,5 yang memiliki sistem digital, dan kecepatan menengah (hingga 150 Kbps). Teknologi yang masuk kategori 2,5 G adalah layanan berbasis data seperti GPRS (General Packet Radio Service) dan EDGE (Enhance Data rate for GSM Evolution) pada domain GSM, dan PDN (Packet Data Network) pada domain CDMA. 

4G merupakan pengembangan dari teknologi 3G. Teknologi 3G memiliki struktur jaringan yang kompleks dan  melibatkan banyak protokol untuk meng-cover seluruh sistemnya. Oleh sebab itu, teknologi 4G diharapkan memiliki struktur yang  lebih sederhana yang seluruhnya berbasis pada internet protocol (all-IP). Dengan berbasis pada IP, seluruh lalu lintas paket dalam jaringan akses dan jaringan backbone adalah seragam, tanpa perlu mengkonversikan satu protokol ke protokol lainnya.

Sebagian besar jaringan 3G pada dasarnya dibangun di atas jaringan selular circuit-switched, dimana jaringan tersebut memiliki  gerbang (gateways) sendiri untuk menterjemahkan paket-paket IP dari jaringan backbone. Jaringan 3G juga mempunyai protokol dan interface sendiri-sendiri dalam berkomunikasi sesamanya. Ini menjadi masalah tersendiri dalam hal interoperability. Oleh sebab itu, untuk mengatasi berbagai masalah ini, jaringan 4G dirancang sebagai sebuah jaringan all-IP yang berbasis packet switched seperti halnya jaringan backbone berbasis IP seperti intranet (LAN, WLAN) dan internet.

Sebelum 4G, High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) yang biasa disebut sebagai teknologi 3,5G telah dikembangkan oleh WCDMA sama seperti EV-DO mengembangkan CDMA2000. HSDPA adalah sebuah protokol telepon seluler yang memberikan jalur evolusi untuk jaringan Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) yang akan dapat memberikan kapasitas data yang lebih besar (sampai 14,4 Mbit/detik).

Definisi

Sistem 4G mampu menyediakan solusi IP yang komprehensif dimana suara, data, dan arus multimedia dapat sampai kepada pengguna secara real time, pada rata-rata data lebih tinggi dari generasi sebelumnya. Belum ada definisi formal untuk 4G. Bagaimanapun, terdapat beberapa pendapat yang ditujukan untuk 4G, yakni: 4G akan merupakan sistem berbasis IP terintegrasi penuh. Hal Ini akan tercapai setelah teknologi kabel dan nirkabel dapat dikonversikan, dan mampu menghasilkan kecepatan 100Mb/detik dan 1Gb/detik baik dalam ruangan maupun di luar ruangan dengan kualitas premium dan tingkat keamanan tinggi. 4G akan menawarkan segala jenis layanan dengan harga yang terjangkau. Setiap handset 4G akan langsung mempunyai nomor IP v6. Semua jenis radio transmisi seperti GSM, TDMA, EDGE, CDMA 2G, 2.5G akan dapat digunakan, dan dapat diintegrasikan dengan mudah dengan radio yang di operasikan tanpa lisensi seperti IEEE 802.11 di frekuensi 2.4GHz & 5-5.8Ghz, bluetooth dan selular.

Dalam rancangan pengembangannya, jaringan 4G mempunyai 2 visi yang berbeda. Yang pertama adalah jaringan 4G yang Revolusioner (4G-R), dimana dikembangkan sebuah sistem yang inovatif. Yang kedua adalah yang bervisi Evolusioner (4G-E), dimana jaringan 4G ini mempunyai kemampuan interworking dengan sistem-sistem jaringan yang sudah ada. Model interworking ini akan mengintegrasikan jaringan-jaringan selular, jaringan nirkabel metropolitan (wireless metropolitan area networks - WMANs),  jaringan nirkabel lokal (local wireless local area networks -WLANs), dan jaringan nirkable personal (wireless personal area networks - WPANs). Model interworking ini meng-cover skenario jaringan  masa depan yang terintegrasi dimana setiap orang dapat mengakses jaringan kapan saja (anytime), dari mana saja  (anywhere), dan dengan cara apa saja (anyway).

• 4G-R

Sistem baru 4G yang inovatif ini menggunakan teknik-teknik yang berbeda dari pendahulunya, seperti penggunaan orthogonal frequency division multiplexing/multiple access (OFDM/OFDMA) dan antena dengan sistem multiple input multiple output (MIMO).  Untuk mendukung berbagai kondisi, seperti  mobilitas pengguna, baik yang  bergerak dengan kecepatan tinggi (mobile) atau pun yang berkecepatan rendah (nomadic), jenis trafik (data atau suara), atau batasan cakupan (cellcentre/boundary), maka dikembangkanlah teknik-teknik yang mengkombinasikan beberapa akses jamak (hybrid multiple access).

Kandidat teknologi 4G-R yang paling kuat adalah teknologi jaringan yang berbasis pada standard IEEE 802.16 dan ETSI/HIPERMAN, yang dikenal dengan jaringan WiMAX. Standar jaringan ini terus dikembangkan, dari yang paling awal 802.16 yang hanya mendukung topologi akses point-to-multipoint  line of sight (PMP - LOS), 802.16d yang mendukung topologi mesh non line of sight (mesh-NLOS), 802.16e yang mendukung mobilitas, hingga yang terakhir yang masih berjalan, 802.16j yang mendukung relay bergerak multi hop (multihop mobile relay-MMR) dan 802.16m advance air interface yang memungkinkan rate data 100Mb/s untuk aplikasi bergerak (mobile application) dan 1Gb/s untuk aplikasi tetap (fixed application) sesuai dengan persyaratan IMT-Advanced. Pengembangan jaringan 4G ini inovatif, terutama dalam lapisan Medium Acces Control (MAC layer – L2) dan lapisan fisik (PHY layer – L1).

• 4G-E

Berbeda dengan teknologi 4G-R, teknologi yang di usung oleh 4G-E merupakan pengembangan teknologi berbasis 3G – Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) yang telah diimplementasikan oleh the Third Generation Partnership Project (3GPP) dan dikenal dengan nama 3GPP Long Term Evolution (LTE). LTE diperkenalkan sebagai standard 3GPP Release 8. Pada awalnya pengembangannya, LTE dinyatakan sebagai bentuk peningkatan teknologi 3G atau pre-4G karena hanya merupakan pengembangan dari UMTS. Selain itu dengan spesifikasi peak rates 100 Mbps untuk downlink dan 50 Mbps untuk uplink, LTE jelas tidak memenuhi kriteri teknologi 4G yang ditetapkan ITU-IMT Advanced.

Menyikapi hal tersebut, dalam workshop yang diadakan di China bulan April 2008, 3GPP/3GPP2 berkomitmen untuk meningkatkan spesifikasi LTE untuk memenuhi kriteria 4G. Peningkatan spesifikasi ini dikenal dengan LTE-Advanced (LTE-A). Selain memenuhi peak rates 1 Gbps, peningkatan spesifikasi juga dilakukan pada elemen Radio Access Network (RAN) dan Radio Access Control (RAC) untuk meningkatkan performance jaringan. Standard resmi LTE-A ditetapkan dalam 3GPP Release 10, diluncurkan pada kuartal ketiga 2010.

Sementara standard air interface untuk teknologi 4G-R masih terus dalam pengembangan,  demikian juga halnya untuk standard compliances dan conformances melalui WiMAX forum. Dilain pihak peluang 4G-E sangat terbuka untuk dipasarkan, terutama oleh operator incumbent, melalui pre-4G LTE atau paling tidak dengan mengimplementasikan standard 3GPP Release 5 dan Release 6 yang dikenal dengan nama IP Multimedia Subystem (IMS).

Teknologi 4G di Indonesia

Secara sederhana, dapat diartikan bahwa teknologi 1G adalah telepon analog / PSTN yang menggunakan seluler. Sementara teknologi 2G, 2.5G, dan 3G merupakan ISDN. Indonesia pada saat ini sebenarnya baru saja memasuki dan memulai tahap 3.5G atau yang biasa disebut sebagai HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) yang mampu memberikan kecepatan akses hingga 3.6 Mb/s (broadband connection). Berkaitan dengan teknologi 4G, SIP adalah protokol inti dalam internet-telepon yang merupakan evolusi terkini dari Voice over Internet Protocol (VoIP) maupun Telephony over Internet Protocol (ToIP).

Teknologi tersebut banyak di perdebatkan oleh operator, pemerintah dan DPR belakangan ini. Tidak lama lagi internet-telepon akan menjadi tulang punggung utama infrastruktur telekomunikasi. Teknologi internet-telepon memungkinkan pembangun infrastruktur telekomunikasi rakyat secara swadaya masyarakat (tanpa Bank Dunia, IMF maupun ADB) bahkan mungkin tanpa kontrol pemerintah sama sekali. Dengan teknologi SIP dalam 4G, nomor telepon PSTN hanyalah sebagian kecil dari identifikasi telepon. Bagian besarnya akan dilakukan menggunakan URL. Kita tidak lagi perlu bergantung pada nomor telepon yang dikendalikan oleh pemerintah untuk berkomunikasi via internet-telepon. Infrastruktr internet-telepon memungkinkan kita untuk menyelenggarakan sendiri banyak hal tanpa tergantung lisensi pemerintah dan tidak melanggar hukum. Teknologi 4G juga akan menyebabkan kemunduran bagi teknologi Internet Network (IN) yang saat ini merupakan infrastruktur telekomunikasi yang digunakan berbagai provider. Hal tersebut disebabkan terbukanya jalur underground yang dapat di-download dan diakses secara gratis dari internet.

WiMAX, Teknologi 4G pertama di Indonesia

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) merupakan teknologi 4G Pertama yang diimplementasikan di Indonesia pada bulan Juni 2010 oleh operator Firstmedia dengan merek dagang Sitra WiMAX. Sitra WiMAX merupakan operator 4G pertama yang meluncurkan layanan 4G Wireless Broadband di Indonesia. Sitra WiMAX adalah bagian dari Lippo Group dan merek dagang terbaru dari PT. Firstmedia Tbk. Sitra WiMAX akan melayani 4G Wireless Broadband pertama di Indonesia di daerah terpadat dan sekaligus memiliki hak izin BWA termahal yaitu di coverage Jakarta, Bogor, Depok, Tangerang, Bekasi, Propinsi Banten, Sumatera Utara, dan Propinsi NAD. Teknologi 4G WiMAX terdiri atas tiga bagian generasi,

• WiMAX 16.d, atau sering disebut WiMAX nomadic dengan mobilitas terbatas hingga kecepatan 70 Mbps. 
• WiMAX 16.e, merupakan WiMAX mobile dengan mobilitas tinggi hingga kecepatan 144Mbps.
• WiMAX 16.m, WiMAX mobile dengan mobilitas tinggi hingga kecepatan 1Gbps. 

Referensi:
http://id.wikipedia.org/wiki/4G
http://ee.unila.ac.id/index.php/component/content/article/57-weds-knowledge/151-mengenal-teknologi-4g-dan-ip-multimedia-subsystem.html