Pengenalan Jaringan NR: Teknologi 5G yang Revolusioner untuk Komunikasi

jaringan nr

Pelajari tentang Jaringan NR, teknologi inti di balik revolusi 5G yang meningkatkan kecepatan, efisiensi, dan kapasitas komunikasi nirkabel. Temukan bagaimana inovasi ini mengubah cara kita terhubung dan berinteraksi secara global.

Jaringan 5G New Radio (5G NR)

5G NR adalah teknologi wireless generasi kelima yang dikembangkan oleh 3GPP (3rd Generation Partnership Project) untuk memenuhi kebutuhan komunikasi seluler yang semakin kompleks dan meningkat. Teknologi ini dirancang untuk meningkatkan kecepatan data, mengurangi latensi, dan mendukung berbagai aplikasi yang memerlukan koneksi yang lebih baik dan lebih andal. Selain itu, jaringan 5G NR juga memenuhi persyaratan IMT-2020 dari International Telecommunication Union (ITU), memastikan komunikasi seluler lebih efisien dan canggih di masa mendatang.

Arsitektur dan Standar

Arsitektur jaringan 5G New Radio (NR) dirancang untuk mendukung implementasi pada cakupan frekuensi yang lebar, mulai dari sub-6GHz (FR-1) hingga mmWave (FR-2), seperti yang dijelaskan di Repository Telkom University. Spesifikasi pertama yang dirilis oleh 3GPP untuk 5G NR meliputi arsitektur 5G NSA (non-standalone) untuk use-case eMBB (enhanced Mobile Broadband) dan URLLC (Ultra Reliable Low latency Communication), dengan hasil simulasi menunjukkan bahwa numerologi 4 adalah numerologi terbaik dengan rata-rata latensi 0,473 ms, throughput 1052,26 Mbps, dan packet loss 0,0003%.

5G NR dirancang untuk bekerja dalam dua mode utama: Non-Standalone (NSA) dan Standalone (SA). Mode NSA menggunakan infrastruktur 4G (LTE) yang ada sebagai core network, sementara mode SA menggunakan core network 5G yang sepenuhnya baru. Standar ini merupakan bagian penting dalam memastikan 5G dapat diimplementasikan secara optimal dan fleksibel sesuai dengan kebutuhan dan kapasitas dari operator jaringan serta pengguna akhir.

Frekuensi Operasi

Pada pengembangan jaringan 5G, frekuensi 2.3 GHz dipandang sangat penting karena menyediakan kapasitas dan jangkauan yang signifikan. Menurut laporan dari Komite.id, lebih dari 70 referensi komersial 4G/5G sudah menggunakan frekuensi 2.3 GHz, dan diharapkan lebih banyak operator dan vendor terminal akan mengadopsi frekuensi ini dalam waktu dekat, terutama dengan alokasi spektrum TDD 2.3GHz yang dapat meningkatkan pengalaman pengguna lintas generasi.

5G NR dapat beroperasi pada dua rentang frekuensi utama yang berbeda, yang masing-masing menawarkan keuntungan dan tantangan tersendiri terkait kecepatan dan jangkauan.

• FR1 (Frequency Range 1): Di bawah 6 GHz, sering disebut sebagai "sub-6 GHz". Rentang ini termasuk frekuensi yang digunakan dalam generasi sebelumnya, tetapi dengan lebar saluran maksimum 100 MHz karena keterbatasan spektrum yang tersedia.
• FR2 (Frequency Range 2): Di atas 24 GHz, dalam kategori mmWave (milimeter wave). Rentang ini menawarkan lebar saluran yang lebih besar dan kecepatan data yang lebih tinggi, tetapi dengan jangkauan yang lebih terbatas.

Penggunaan kedua rentang frekuensi ini memastikan bahwa 5G NR dapat menawarkan peningkatan signifikan dalam kecepatan unduh dan unggah, sementara tetap memperhatikan batasan fisik yang ada pada teknologi nirkabel.

Teknologi Modulasi

Teknologi 5G NR mendukung beberapa skema modulasi untuk meningkatkan kecepatan data dan efisiensi spektrum. Skema modulasi yang didukung termasuk Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), 16-Quadrature Amplitude Modulation (16-QAM), 64-QAM, dan 256-QAM. Dengan 256-QAM, 5G NR dapat mencapai kecepatan data yang empat kali lebih tinggi dibandingkan dengan QPSK, karena satu simbol 256 QAM merepresentasikan 8 bit data, sehingga memungkinkan transmisi data yang lebih cepat dan efisien.

5G NR menggunakan OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) sebagai skema modulasi, memberikan ketahanan terhadap dispersi waktu dan kemudahan dalam penggunaan domain waktu dan frekuensi. Struktur kanal dan sinyal yang tepat sangat dipengaruhi oleh pemilihan numerologi, seperti subcarrier spacing dan panjang cyclic prefix.

Adopsi inovasi dalam modulasi ini membantu memaksimalkan efisiensi spektral dan mendukung penggunaan efektif dari teknologi antena canggih seperti MIMO untuk meningkatkan kapasitas jaringan.

Performansi

Jaringan 5G New Radio (NR) menawarkan beberapa peningkatan signifikan dalam performansi dibandingkan dengan jaringan 4G LTE. Techtarget menyebutkan bahwa 5G NR memiliki kapasitas jaringan yang lebih besar, penghematan energi per perangkat yang lebih tinggi, dan latensi yang lebih rendah. Selain itu, 5G NR juga meningkatkan kecepatan dan tarif data, memungkinkan lebih banyak bit diproses per satuan waktu, dan meningkatkan efisiensi dalam berbagi data. Dengan teknik seperti beamforming dan massive multiple input, multiple output, 5G NR dapat meningkatkan kualitas sinyal dan cakupan jaringan.

Simulasi performansi 5G NR menunjukkan bahwa berbagai numerologi dapat mempengaruhi kinerja jaringan, memungkinkan peningkatan kecepatan pengiriman data dan penurunan latensi, yang sangat penting dalam aplikasi real-time dan pemrosesan data besar.

Dynamic Spectrum Sharing (DSS)

Dynamic Spectrum Sharing memungkinkan jaringan seluler untuk melayani layanan 5G tanpa perlu mengupgrade perangkat radio secara fisik. Teknologi DSS ini memungkinkan operator jaringan seluler untuk mengalokasikan sumber daya spektrum secara dinamis antara LTE dan 5G berdasarkan permintaan pengguna, meskipun ini dapat mempengaruhi kinerja kedua jaringan sekitar untuk LTE dan untuk 5G NR.

Dynamic Spectrum Sharing (DSS) memungkinkan penggunaan spektrum yang sama untuk LTE dan 5G NR secara bersamaan. Ini memfasilitasi transisi yang mulus dari 4G ke 5G dengan memanfaatkan infrastruktur yang ada. Pemanfaatan teknologi ini membantu dalam mengoptimalkan spektrum yang tersedia dan mengurangi kebutuhan investasi infrastruktur baru oleh operator seluler.

Aplikasi dan Use-Case

Dalam mengembangkan aplikasi untuk jaringan 5G, Android 11 menawarkan beberapa kemampuan yang signifikan. Misalnya, aplikasi dapat mendeteksi apakah perangkat terhubung ke jaringan 5G NR (mandiri) atau NSA (nonmandiri) menggunakan panggilan API berbasis callback, memungkinkan pengalaman 5G yang unik seperti menampilkan video 4K atau mendownload aset game dengan resolusi lebih tinggi, dengan kecepatan dan latensi 5G yang lebih baik.

5G NR dirancang untuk mendukung berbagai use-case, yang mencakup:

• eMBB (Enhanced Mobile Broadband): Menawarkan kecepatan data yang sangat tinggi dan kapasitas jaringan yang besar, ideal untuk aplikasi yang memerlukan bandwith tinggi.
• URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communication): Menyediakan komunikasi yang sangat andal dan rendah latensi, penting untuk aplikasi seperti kontrol industri dan komunikasi kritis.
• mMTC (Massive Machine Type Communications): Mendukung koneksi besar-besaran perangkat IoT (Internet of Things), memungkinkan penyebaran sensor dan perangkat cerdas secara masif.

Dalam banyak kasus, berbagai aplikasi ini akan beroperasi secara bersamaan, dan kemampuan 5G NR untuk mengakomodasi persyaratan yang luas ini adalah kunci terhadap daya tarik dan keuntungan dari teknologi ini.

Implementasi dan Pengembangan

Implementasi jaringan 5G NR di Indonesia telah menunjukkan kemajuan signifikan, terutama dalam pengembangan layanan Vehicle-to-Infrastructure (V2I). Menurut penelitian di Repositori Telkom University, jaringan 5G NR dirancang untuk mendukung implementasi pada cakupan frekuensi yang lebar mulai dari sub-6GHz hingga mmWave, dengan kecepatan transmisi nirkabel yang potensial mencapai beberapa gigabit per detik (Gbps). Penerapan ini juga melibatkan perencanaan jaringan seluler 5G NR pada frekuensi 28 GHz untuk layanan V2I di Jakarta, menunjukkan potensi besar dalam meningkatkan efisiensi dan keamanan lalu lintas.

Pengembangan 5G NR dimulai pada tahun 2015, dan spesifikasi pertama dirilis pada akhir 2017. Sejak 2019, banyak operator jaringan seluler telah menggelar jaringan 5G NR, dan produsen perangkat telah mengembangkan perangkat yang mendukung teknologi ini. Implementasi awal seringkali menggunakan mode NSA sebelum beralih ke mode SA yang lebih matang dan mandiri.

Kecepatan dalam peluncuran perangkat dan infrastruktur mendukung penerapan 5G NR yang lebih luas. Inovasi ini memungkinkan peningkatan pengalaman pengguna seluler secara umum dan membuka jalan bagi layanan dan aplikasi baru yang sebelumnya tidak memungkinkan dengan teknologi generasi sebelumnya.