Perkenalan Dengan Teknologi Mobile TV

Layanan Mobile TV yang dilewatkan pada teknologi 3G telah dinikmati pelanggan di dunia, tidak terkecuali pelanggan di Indonesia. Namun kualitas layanan, seperti resolusi gambar yang diberikan oleh teknologi ini belum memuaskan. Konsumsi kanal terhadap sumber daya frekuensi juga sangat boros. Dari segi variasi siaran dan cakupan layanan Mobile TV dengan 3G masih terbatas. Sehingga dari sisi penyelenggaraan masih dirasakan mahal ongkosnya bagi penyelenggara layanan yang notabene adalah operator seluler. Mereka dapat dikatakan belum dapat memetik hasil dari layanan ini karena tanggapan pelanggan terhadap layanan ini belum cukup menggembirakan.

Selain dengan teknologi seluler, layanan Mobile TV dapat diselenggarakan dengan teknologi siaran yang diperuntukkan bagi terminal layar kecil seperti layar 2 inci. Terminal penerima layanan dapat berupa terminal seluler maupun terminal khusus semacam gadget yang memang dirancang untuk penerima Mobile TV. Pita frekuensi siaran yang digunakan berbeda dengan pita frekuensi yang digunakan seluler. Ada beberapa standar teknologi siaran Mobile TV yang dikembangkan di dunia. Teknologi yang disampaikan di sini adalah yang cukup dominan berpotensi menjadi pemimpin pasar karena ketersediaan teknologi dan kesiapan penggelaran hingga akhir 2007. Beberapa teknologi tersebut adalah sebagai berikut dibawah ini.

A. Digital Multimedia Broadcasting (DMB)
DMB adalah teknologi yang merupakan modifikasi dari teknologi Digital Audio Broadcasting (DAB) yang sebelumnya berkembang di kawasan Eropa Timur dan Korea Selatan. Semula sistem ini dirancang hanya untuk layanan audio seperti siaran radio FM. Karena sistem DAB tidak laku di pasar, kemudian timbul ide untuk memperkaya kemampuan dari sekedar audio menjadi berkemampuan video juga (multimedia). Teknologi DMB dikembangkan pertama kali pada tahun 2005 di Korea Selatan. Sekarang teknologi ini juga dikembangkan oleh sebagian negara-negara di Eropa dan China. Teknologi DMB dapat didekati dengan dua tipe jaringan. Pertama DMB Terrestrial (T-DMB) yaitu jaringan yang dijalankan dengan jaringan transmisi terrestrial dan gap filler. Kedua adalah DMB Satellite (S-DMB) yaitu jaringan transmisi siaran TV digital memanfaatkan jaringan satelit dan gap filler untuk mencakup wilayah blankspot.

Sumber: Past, Present and Future of TDMB, Mobile TV, 22th November 2005, LG Electronic
Gambar 1. Teknologi DMB

Konsep blok diagram sistem DMB secara keseluruhan terdiri dari Subsistem DAB, Subsistem MPEG-4 dan Subsistem MPEG-2. Sistem DAB untuk mendukung layanan audio dan data dengan kecepatan mencapai 1,5 Mb per detik, sedangkan sistem DMB untuk mengkodekan data video menggunakan teknik Advanced Video Codec (AVC) dan data audio menggunakan teknik Bit Sliced Arith-metic Coding (BSAC). Koreksi kesalahan di penerima dilakukan menggunakan perangkat pengkode Reed Solomon (RS) dan convolutional interleaver yang berfungsi sebagai pengkodean kanal. Fungsi multipleks (MUX) untuk menyisipkan kanal terkodekan MPEG-2 transport stream (TS) ke keluaran dari sistem DAB menjadi sebuah frame-frame Ensamble Transport Interface (ETI) setiap 24 mili detik.

Layanan sistem DMB dikategorikan menjadi layanan audio only, video dan data. Kualitas audio yang diberikan adalah stereo setara dengan kualitas audio CD. Sedangkan Video adalah layanan utama sistem DMB. Pengalaman di Korea Selatan menyatakan bahwa akses layanan mobile TV dalam kendaraan dengan kecepatan 150 km/jam masih dapat diterima dengan baik. Untuk memberikan keperluan siaran seperti program, layanan data yang diperlukan dapat diberikan sistem T-DMB. Selain dua layanan diatas ada juga layanan data diantaranya adalah electronice program guide (EPG).

Jaringan DMB dapat dikombinasikan dengan jaringan seluler agar mampu mendukung layanan siaran TV, radio dan data lengkap dengan kemampuan interaksi. Untuk pengiriman sinyal informasi yang bersifat siaran dilewatkan jaringan DMB, sedangkan informasi yang disampaikan dari pengguna ke jaringan dilewatkan melalui jaringan seluler. Jaringan seluler dapat menggunakan platform jaringan 3G dari keluarga GSM maupun dari keluarga CDMA. Jaringan seluler juga dapat digunakan untuk memberikan layanan yang sifatnya on demand, seperti download film, upload video atau video on demand. Aplikasi-aplikasi konten siaran tersebut akan disimpan di server content provider. Jaringan seluler digunakan sebagai pipa untuk pengiriman data. Dengan demikian jaringan yang dimaksud harus mampu memberikan layanan data dengan kecepatan tinggi karena volume data video cukup besar misalnya hingga 384 kbps per kanal siaran. Untuk sistem GSM dapat dilayani di jaringan HSDPA sedangkan untuk sistem CDMA dapat dilayani jaringan 1xEV DO.

Pemancar T-DMB biasanya menggunakan daya transmisi antena pemancar sebesar 2000 Watt. Cakupan layanan yang dapat dilingkupi dengan baik adalah dengan radius sekitar 70 km dari titik antena pemancar. Ini dapat diartikan sama dengan menempatkan titik pemancar televisi di pusat 0 km Jakarta dan siaran televisi masih dapat dinikmati dengan baik di gerbang tol Cikampek – Padalarang. Pemancaran sinyal DMB dapat dimungkinkan dengan perancangan jaringan frekuensi tunggal.

Standar DMB dikeluarkan oleh badan standar telekomunikasi Eropa (ETSI) pada Juli 2005 dengan nomor ETSI TS 102 427. Alokasi spektrum frekuensi sistem T-DMB ialah VHF Band-III (TV ch.7—ch.13, 174-216 MHz) dan L-Band (1.5 GHz). Satu kanal analog untuk siaran TV analog selebar 6 MHz dapat digunakan untuk beberapa blok siaran TV Digital. Di negara lain selain band-III, DMB-T juga dialokasikan pada frekuensi L-band.

Tabel 1. Rencana Frekuensi DMB di Korea Selatan
Sumber: Gwangsoon Lee, Disaster Warning System with Terrestrial Digital

Multimedia Broadcasting, ETRI Republic of Korea, Maret 2005.

Di pita frekuensi Ultra High Frequency (UHF) sistem DMB dialokasikan pada kanal 14 hingga kanal 69 atau sebanyak 55 kanal. Dalam satu blok 6 MHz, jumlah kanal yang dapat didukung adalah layanan video sebanyak 1-2 kanal, layanan audio sebanyak 2-3 kanal dan layanan data sebanyak satu sampai dua kanal. Lebar pita yang diperlukan untuk mengirimkan satu kanal layanan Mobile TV adalah 1,536 MHz.

B. Digital Video Broadcasting for Handheld (DVB-H)
DVB-H merupakan sistem siaran Mobile TV hasil pengembangan dari teknologi DVB-T untuk penerimaan digital TV di handheld. Sistem ini dapat menggunakan infrastruktur eksisting dari DVB-T. Elemen utama yang ditambahkan pada infrastruktur DVB-T adalah pada link layer yaitu time slicing dan additional FEC. Penggunaan time slicing pada DVB-H bersifat mandatory, sementara penggunaan FEC bersifat optional. FEC multiprotocol encapsulated (MPE FEC) berfungsi memperbaiki performansi carrier to interference (C/I) kanal mobile dan meningkatkan toleransi interferensi. Sistem dilengkapi dengan aplikasi yang mampu membuat Mobile TV tetap memberikan performansi layanan yang handal walaupun terminal berada pada posisi bergerak atau sistem harus dapat mengakomodasi terjadinya proses handover antar cell.
Pada sistem DVB-H, setiap kanal televisi atau video akan mengalami proses encoding menjadi data format IP menggunakan perangkat Encoder MPEG-4/AVC (H.264). Selanjutnya operator dapat menentukan resolusi dan frame size sesuai kebutuhan di lapangan. Pemilihan ini akan mempengaruhi bit rate yang dibutuhkan untuk menyiarkan layanan. Keluaran encoder dalam bentuk format IP selanjutnya akan melalui proses enkapsulasi pada perangkat IP Encapsulator. Pada proses enkapsulasi, setiap data dalam bentuk format IP akan dimasukkan ke frame IP atau kanal data yang selanjutnya dibagi ke dalam time slice. Dengan demikian setiap kanal televisi akan menduduki suatu time slice tertentu. Penggunaan time slicing dilakukan dengan tujuan antara lain mereduksi konsumsi daya pada terminal handheld dan agar proses handover dapat berjalan mulus.

Reduksi daya dapat terjadi karena dalam suatu waktu, suatu terminal handheld hanya akan menerima satu kanal televisi, sehingga terminal tersebut hanya akan aktif pada saat penerimaa time slice kanal bersangkutan. Dengan penggunaan mekanisme time slice, reduksi daya di sisi terminal handheld dapat dilakukan hingga 90%. Disamping itu, saat dimana terminal dalam kondisi tidak aktif (tidak menerima sinyal), maka waktu tersebut dapat digunakan terminal untuk melakukan pengukuran kuat sinyal untuk keperluan handover.

Sumber: DVB-H: Live Broadcast Mobile TV, Nokia
Gambar 2. Konfigurasi DVB-H

Teknologi DVB-H distandarisasi oleh ETSI pada tahun 2004 (EN302304). DVB-H dapat menghantarkan antara 20 hingga 40 kanal televisi. Jumlah kanal yang dapat disiarkan tergantung pada kemampuan bit rate yang dapat dikirimkan. Umumnya bit rate maksimum dalam satu perangkat multiplex adalah 11 MBps. Sedangkan jumlah pelanggan yang dapat dilayani hingga jutaan karena menggunakan mode siaran.

Proteksi sinyal radio pada sistem DVB-H dilakukan dalam dua tingkat. Di lapisan fisik, sistem DVB-H menggunakan mode pembawa COFDM yang memiliki ketahanan yang tinggi untuk lingkungan mobile yang penuh dengan lintasan jamak. Sementara untuk lapisan penghubung (data link layer), sistem DVB-H menggunakan mekanisme FEC yaitu penyisipan bit-bit (frame) FEC pada paket data sebelum paket data tersebut melalui proses enkripsi.

Sistem DVB-H merupakan derivatif dari sistem DVB-T. Oleh karena itu sistem DVB-H sejak awal dirancang untuk dapat beroperasi dengan menggunakan infrastruktur DVB-T secara sharing. Dalam implementasinya, sistem DVB-H dapat dibangun dalam beberapa skenario konfigurasi. Sebagai contoh adalah konfigurasi sharing multiplexer. Konfigurasi ini umumnya digunakan oleh operator yang telah memiliki infrastruktur DVB-T. Pada skenario konfigurasi ini, kanal Mobile TV DVB-H yang sudah melewati perangkat IP encapsulator dikirimkan ke perangkat multiplexer DVB-T. Perangkat multiplexer ini selanjutnya akan mengkombinasikan kanal TV terestrial yang dikodekan dalam format MPEG-2 dan kanal mobile TV yang dikodekan dalam format MPEG-4. Keluaran multiplexer berupa paket data tunggal selanjutnya akan melalui perangkat modulator COFDM untuk ditansmisikan dalam single stream.

Sumber: DVB-H Digital Broadcast Services to Handheld Devices, PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL. 94, NO. 1, JANUARY 2006
Gambar 3. Konfigurasi Sharing Multiplexer

Dalam implementasi sistem DVB-H di lapangan, sinyal mobile TV ditransmisikan dengan daya pancar yang lebih besar dibandingkan sinyal DVB-T, karena terminal pelanggan pada sistem DVB-T dilengkapi dengan antena outdoor. Berbeda dengan sistem DVB-H, sinyal mobile TV harus mampu mencapai coverage indoor untuk dapat menjangkau terminal mobile TV. Untuk mengantisipasi loss pada penetrasi area indoor, maka sinyal mobile TV dikirimkan dengan daya pancar yang tinggi.
Sistem DVB-H dirancang bekerja pada spektrum siaran Band IV antara 470 MHz hingga 650 MHz. Karena sejak awal terminal DVB-H dirancang agar juga memiliki kemampuan mobile telephone, maka penggunaan spektrum ini juga tepat untuk meminimisasi interferensi yang berpotensi terjadi antara penerimaan sinyal DVB-H dengan penerimaan sinyal GSM/CDMA/3G.

Gambar 4. Terminal Handheld DVB-H

Terminal DVB-H telah banyak tersedia di pasar, dimana sebagian besar merupakan gabungan antara terminal seluler dan terminal DVB-H. Berikut ini adalah contoh kombinasi terminal DVB-H dan seluler yang diproduksi oleh Nokia dan LG.

C. Media Forward Link Only (MediaFLO)
Teknologi ini dikembangkan oleh Qualcomm di Amerika Serikat dan mulai diluncurkan ke pasar sejak 2007. Sistem FLO dibangun oleh empat sub-sistem. Pertama adalah NOC, merupakan pusat fasilitas pengendali jaringan yang mencakup NOC nasional dan lokal. Fungsinya untuk menangani kegiatan billing, distribusi, infrastruktur jaringan, manajemen konten dan informasi panduan program. Kedua adalah antenna pemancar yang digunakan untuk mengirimkan konten ke perangkat mobile melalui gelombang forward link only (FLO). Ketiga adalah jaringan 3G yang dimiliki operator wireless berfungsi untuk mendukung layanan interaktif pelanggan. Dan yang keempat adalah Terminal FLO. (Biasa dikenal dengan Handset MediaFLO). Perangkat ini dapat menerima gelombang FLO yang berisikan layanan dan informasi program-guide.

Sumber: FLO Technology Overview, Qualcomm, 2007.
Gambar 5. Jaringan MediaFLO

Konten siaran terdiri dari dua jenis yaitu yang langsung dan rekaman. Siaran langsung diterima dari penyedia (content provider) dengan format MPEG-2 (704/720 x 480/576 pixel), kemudian dipancarkan ke pelanggan menggunakan standar transcoding H.264 dengan resolusi QVGA. Sedangkan konten rekaman atau non-real time disimpan pada content server, melalui link IP kemudian direformat ke dalam aliran paket dan disiarkan ke pelanggan. Distribusi stream paket FLO dilakukan oleh Media Distribution System (MDS). Mekanisme transport dari MDS ke Pemancar FLO dapat melalui satelit, jaringan serat optik atau media lainnya. Di lokasi pasar yang diinginkan, konten yang diterima diubah ke gelombang FLO, dan dipancarkan melalui Pemancar FLO. Jika tersedia local content di wilayah tersebut, maka dapat dikombinasikan kemudian dipancarkan. Hanya terminal yang terdaftar saja yang dapat menerima layanan. Pelanggan dapat menyimpannya untuk ditonton nanti kemudian atau ditonton secara langsung. Konten ini dapat berisi video QVGA dan audio seperti halnya stream data IP. Jaringan 3G seperti CDMA2000 1xEV DO, UMTS atau HSDPA diperlukan untuk layanan interaktif termasuk pembelian dan transaksi download.

Antarmuka udara dapat dipilih untuk lebar pita baik 5, 6, 7 atau 8 MHz. Tiap hertz dapat membawa data dengan kecepatan antara 0,47 hingga 1,87 bit per detik. Dengan demikian pada lebar kanal 6 MHz, lapisan fisik MediaFLO dapat mencapai kecepatan 11,2 Mb per detik. Namun demikian kecepatan data ini adalah trade off antara cakupan dan throughput. FCC, badan pengawasan penggunaan frekuensi di Amerika Serikat mengalokasikan frekuensi MediaFLO pada rentang pita 698-746 MHz dengan lebar blok masing-masing 6 MHz dan daya transmisi 50 kW ERP. Tinggi menara yang digunakan biasanya 300 meter.

Kesimpulan
Hampir semua sistem siaran Mobile TV menggunakan arsitektur, teknologi dan akses ganda yang hampir sama atau generik. Sebagai contoh baik teknologi DMB, DVB maupun FLO secara bersamaan mengoptimalkan konsumsi daya, diversity frekuensi dan diversity waktu.
Terminal mengakses informasi dan menentukan pada interval waktu kapan aliran konten dikirimkan. Kemampuan time slicing memungkinkan handset hanya akan mengkonsumsi daya ketika aliran konten yang diinginkan sedang ditransmisikan; sedangkan pada waktu lain perangkat tidak menkonsumsi daya.

Ketiga teknologi baik DMB, DVB-T, dan Terrestrial Integrated Services Digital Broadcasting (ISDB-T) menggunakan OFDM. Teknologi OFDM mempunyai spektral frekuensi yang tinggi sehingga sesuai dengan kebutuhan mobilitas dalam lingkungan sel SFN.

Daftar Pustaka:
1. Ryu, Peobmin, ”T-DMB in Korea –The present and the future“, Director Ministry of Information and Communication Republic of Korea, 26 Oktober 2005.
2. Lee, Gwangsoon, “Disaster Warning system with T-DMB”, ETRI Republic of Korea, 3 Agustus 2005
3. Mobile TV 3rd edition broadcast network roll out, busines models and handset, Informa telecoms & media, 2007.
4. Ahmadi, Hazim, ”Trial Layanan M2V di Jakarta”, Lab Wireless TELKOM RDC, Bandung, Juli 2007.
5. Agung Satrio, ”Mobile TV Turn on Anywhere”, Nokia Siemens Network, TELKOM RisTI, June 2007, Bandung.
6. Rudy Teng, ”Digital Multimedia Broadcasting in Korea”, In-Stat, Washington-USA, January 2005

Hazim Ahmadi
Bergabung dengan R & D Center PT TELKOM sejak tahun 1996. Bekerja di Laboratorium Wireless Network, untuk menangani teknologi fixed wireless dan seluler. Terlibat aktif dalam organisasi PHS Mou Group, CDMA Development Group, IEEE dan Mobile Comm International magazine.