jaringan gsm
A.
PENGERTIAN GSM
Global System for
Mobile communication (GSM) adalah sebuah standar global untuk komunikasi
bergerak digital. GSM adalah nama dari sebuah group standarisasi yang
dibentuk di Eropa tahun 1982 untuk menciptakan sebuah standar bersama
telpon bergerak selular di Eropa yang beroperasi pada daerah frekuensi 900-1800
MHz. GSM merupakan teknologi infrasturktur untuk pelayanan telepon selular
digital dimana bekerja berdasarkan TDMA (Time Division Multiple Access) dan
FDMA (Frequency Division Multiple Access). Jaringan Global System for Mobile
Communication (GSM) adalah jaringan telekomunikasi seluler yang mempunyai
arsitektur yang mengikuti standart ETSI (European Telecommunication Standard
Institute) GSM 900 / GSM 1800. Arsitektur jaringan GSM tersebut terdiri atas
tiga subsistem yaitu Base Station Subsystem (BSS), Network Switching Subsystem
(NSS) dan Operation Subsystem (OSS) serta perangkat yang digunakan oleh
pelanggan untuk melakukan pembicaraan yang disebut Mobile System.
B. SEJARAH GSM
Pada awal
tahun 80-an, teknologi telekomunikasi seluler mulai berkembang dan banyak
digunakan. Tapi teknologinya masih analog, seperti AMPS, TACS, dan NMT. Karena
menggunakan teknologi yang masih analog, beberapa system yang dikembangkan di
beberapa negara yang berbeda tidak saling kompatibel satu dengan yang lainnya,
sehingga mobilitas user sangat terbatas pada suatu area system teknologi
tertentu saja.
Untuk
mengatasi keterbatasan yang terdapat pada sistem-sistem analog sebelumnya, pada
tahun 1982, negara – negara Eropa membentuk sebuah organisasi bertujuan untuk
menentukan standard-standard telekomunikasi mobile yang dapat dipakai di semua
Negara Eropa. Organisasi ini diberi nama Group Speciale Mobile (GSM).
Pembentukan organisasi ini dilatarbelakangi oleh keadaan di tiap-tiap negara
Eropa pada saat itu yang masih menggunakan system telekomunikasi wireless yang
analog dan tidak compatible antara negara, sehingga tidak memungkinkan
dilakukannya roaming antar negara. Organisasi ini kemudian menghasilkan standard-standard
telekomunikasi bergerak yang kemudian dikenal dengan GSM (Global System for
Mobile communication).
GSM sendiri
mulai diimplementasikan di negara eropa pada awal tahun 1990-an. Pemakaian GSM
kemudian meluas ke Asia dan benua Amerika. Pada saat ini GSM merupaka teknologi
komunikasi bergerak yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Pada akhir
tahun 2005, pelanggan GSM di dunia sudah mencapai 1,5 billion pelanggan dan
merupakan teknologi yang paling banyak digunakan.
Di Eropa, pada
awalnya GSM didesign untuk beroperasi pada band frekuensi 900 MHz, dimana untuk
frekuensi uplinknya digunakan frekuensi 890-915 MHz, dan frekuensi downlinknya
menggunakan frekuensi 935 – 960 MHz. Dengan bandwidth sebesar 25 MHZ yang
digunakan ini (915 - 890 = 960 – 935 = 25 MHz), dan lebar kanal sebasar 200
kHz, maka akan didapat 125 kanal, dimana 124 kanal digunakan untuk voice dan 1
kanal untuk signaling.
Pada
perkembangannya, jumlah kanal sebanyak 124 kanal tidak mencukupi untuk memenuhi
kebutuhan yang disebabkan pesatnya pertambahan jumlah subscriber. Untuk
memenuhi kebutuhan kanal yang lebih banyak ini, maka regulator GSM di Eropa
mencoba menggunakan tambahan frekuensi untuk GSM pada band frekuensi di range
1800 MHZ, yaitu band frekuensi pada 1710-1785 MHz sebagai frekuensi uplink dan
frekuensi 1805-1880 MHZ sebagai frekuensi downlinknya. Kemudian GSM dengan band
frekuensi 1800 MHZ ini dikenal dengan sebutan GSM 1800. Pada GSM 1800 ini
tersedia bandwidth sebesar 75 MHz (1880-1805 = 1785-1710 = 75 MHz). Dengan
lebar kanal tetap sama seperti GSM 900, yaitu 200 KHz, maka pada GSM 1900 akan
tersedia kanal sebanyak 375 kanal.
GSM yang
awalnya hanya digunakan di Eropa, kemudian meluas ke Asia dan Amerika. Di
Amerika Utara, dimana sebelumnya sudah berkembang teknologi lain yang
menggunakan frekwensi 900 MHZ dan juga 1800 MHz, sehingga frekuensi ini tidak
dapat lagi digunakan untuk GSM. Maka regulator telekomunikasi di sini
memberikan alokasi frekuensi 1900 MHZ untuk peng-implementasian GSM di Amerika
Utara. Pada GSM 1900 ini, digunakan frekuensi 1930-1990 MHz sebagai freukwensi
downlink dan frekuensi 1850-1910 MHz sebagai frekuensi uplinknya.
C.
jenis- jenis GSM
GSM 900-1800
Frekuensi ini
merupakan frekuensi yang paling banyak digunakan di dunia. GSM 900 menggunakan frekuensi
Uplink 890-915 MHz dan frekuensi Downlink 935-960 MHz. Dengan lebar kanal
sebesar 200 KHz maka akan memiliki kanal sebanyak 124 kanal. Untuk memenuhi
kebutuhan kanal yang semakin banyak, maka digunakanlah Extended GSM yaitu
dengan menambah 50 kanal. Duplex spacing (jarak frekuensi antara uplink dengan
downlink) sebesar 45 MHz. GSM 1800 menggunakan frekuensi uplink 1710-1785 MHz
dan frekuensi downlink sebesar 1805-1880 MHz dengan duplex spacing sebesar 95
MHz.
GSM 850
Digunakan di
USA dan Kanada. Terkadang frekuensi ini disebut dengan frekuensi 800, karena
pertama kali digunakan untuk AMPS disebut frekuensi “800 MHz”. Frekuensi uplink
sebesar 824-849 MHz dan frekuensi downlink sebesar 869-894 MHz dengan duplex
spacing sebesar 47 MHz. GSM 850 memiliki kanal sebanyak 128-251 kanal.
GSM 1900
Frekuensi
uplink digunakan pada 1850-1910 MHz dan frekuensi downlink pada 1930-1990 MHz
dengan duplex spacing sebesar 80 MHz. GSM 1900 memiliki kanal sebanyak 512-810
kanal.
D. Arsitektur Jaringan GSM
Secara umum,
network element dalam aristektur jaringan GSM dapat dibagi menjadi :
- Mobile Station (MS)
- Base Station Sub-system (BSS)
- Network Sub-System (NSS)
- Operation and Support System
Secara
bersama-sama, keseluruhan network element di atas akan membentuk sebuah PLMN
(Public Land Mobile Network).
1. Mobile Station (MS)
Bagian
paling rendah dari sistem GSM adalah MS (Mobile Station). Mobile Station (MS)
adalah perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan.
Secara umum sebuah Mobile System terdiri dari:
- Mobile Equipment (ME) atau
handset
- Subscriber Identity Module
(SIM) atau Sim card
1.1.
Mobile Equipment (ME)
Mobile
Equipment (ME) atau handset adalah perangkat GSM yang berada di sisi pelanggan
yang berfungsi sebagai terminal transceiver (pengirimdan penerima sinyal) untuk
berkomunikasi dengan perangkat GSM lainnya. Secara international, ME
diidentifikasi dengan IMEI (International Mobile Equipment Identity) dan data
IMEI ini disimpan oleh EIR untuk keperluan authentikasi, apakah mobile equipment
yang bersangkutan dijinkan untuk melakuan hubungan atau tidak.
1.2.
Subscriber Identity Module (SIM)
Subscriber
Identity Module (SIM) adalah sebuah smart card yang berisi seluruh informasi
pelanggan dan beberapa informasi service yang dimilikinya. Mobile Equipment
(ME) tidak dapat digunakan tanpa ada SIM card di dalamnya, kecuali untuk
panggilan emergency (SOS) dapat dilakukan tanpa menggunakan SIM card. Secara
functionality, sebuah MS mempunyai fungsi-fungis sebagai Radio Resource
Management, Mobility Management, dan juga sebagai Communication Management.
2. Base Station Sub-system (BSS)
Secara umum,
Base Station Sub-system terdiri dari BTS (Base Transceiver Station) dan BSC
(Base Station Controller). Segala fungsi yang berhubungan dengan peniriman data
lewat gelombang radio dikerjakan di dalam bagian-bagian BSS, yang terdiri dari
:
2.1. Base
Transceiver Station (BTS)
BTS adalah
perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS. BTS berhubungan dengan MS
melalui air interface atau disebut juga Um Inteface. BTS berfungsi sebagai
pengirim dan penerima (transciver) sinyal komunikasi dari/ke MS yang menyediakan
radio interface antara MS dan jaringan GSM. Karena fungsinya sebagai
transceiver, maka bentuk pisik sebuah BTS adalah tower dengan dilengkapi antena
sebagai transceiver. Sebuah BTS dapat me-cover area sejauh 35 km. Area cakupan
BTS ini disebut juga dengan cell. Sebuah cell dapat dibentuk oleh sebuah BTS
atau lebih, tergantung dari bentuk cell yang diinginkan. Fungsi dasar BTS
adalah sebagai Radio Resource Management, yaitu melakukan fungsi-fungsi yang
terkait dengan :
- meng-asign channel ke MS pada
saat MS akan melakukan pembangunan hubungan.
- menerima dan mengirimkan sinyal
dari dan ke MS, juga mengirimkan/menerima sinyaldengan frekuensi yang
berbeda-beda dengan hanya menggunakan satu antena yang sama.
- mengontrol power yang di
transmisikan ke MS.
- Ikut mengontrol proces
handover.
- Frequency hopping
2.2. Base
Station Controller (BSC)
BSC adalah
perangkat yang mengontrol kerja BTS-BTS yang secara hiraki berada di bawahnya.
BSC merupakan interface yang menghubungkan antara BTS (komunikasi menggunakan
A-bis interface) dan MSC (komunikasi menggunakan A interface). BSC secara umum
memiliki fungsi senagai berikut :
- Melakukan fungsi radio resource
management pada BTS-BTS yang ada di bawahnya.
- Mengontrol proces handover
inter BSC dan juga ikut serta dalam proces handover intra BSC.
- Menghubungkan BTS-BTS yang
berada di bawahnya dengan OMC sebagai pusat operasi dan maintenance.
- Ikut terlibat dalam proces Call
Control seperti call setup, routing, mengontrol dan men-ternimate call.
- Melakukan dan mengontrol proces
timing advance control, yaitu mengontrol sinyal-sinyal yang diterima dari
MS yang bergerak, sehingga tidak saling overlap.
3. Network Sub-System
3.1. Mobile
Switching Center (MSC)
MSC adalah
network element central dalam sebuah jaringan GSM. Semua hubungan (voice call/transfer
data) yang dilakukan oleh mobile subscriber selalu menggunakan MSC sebagai
pusat pembangunan hubungannya. Pada umumnya, MSC memiliki fungsi-fungsi sebagai
berikut :
- Switching dan Call Routing :
Sebuah MSC mengontrol proces pembangunan hubungan (call set up),
mengontrol hubungan yang telah terbangun, dan me-release call apabila
hubungan telah selesai. Dalam hal ini, MSC akan berkomunikasi dengan
banyak network element lain seperti NE BSS, VAS, dan IN. MSC juga
melakukan fungsi routing call ke PLMN lain (operator seluler lain ataupun
jaringan PSTN).
- Charging : Untuk pelanggan
pre-paid, MSC akan selalu berkomunikasi dengan IN yang melakukan fungsi
online charging. Selain itu, MSC juga akan mencatat semua informasi
tentang sebuah call dalam bentuk CDR (Call Detail Record).
- Berkomunikasi dengan network
element lainnya (HRL,VLR, IN, network element VAS, dan MSC lainnya) : MSC
akan berkomunikasi dengan HLR dan VLR terutama dalam proces pembangungan
hubungan (call set up), call routing (di HLR disimpan lokasi terakhir MS
tujuan dan untuk merouing call tersebut ke MS yang sedang meng-cover MS
tujuan, HLR akan meminta informasi routing ke MSC yang sedang meng-cover
MS pemanggil) dan call release. MSC akan berhubungan dengan network
element VAS seperti SMSC, MMSC, RBT server, dll, dalam rangka proces
delivery content service-service VAS tersebut ke MS tujuan. MSC akan
berhubungan dengan MSC lain dalam hal proces call setup (trmasuk call
routing), dan juga mengontrol process handover antar cell yang terletak pada
2 MSC yang berbeda.
- Mengontrol BSC yang terhubung
dengannya : Sebuah MSC dapat terhubung dengan 1 BSC atau lebih. MSC akan
mengontrol dan berkomunkasi dengan BSC dalam hal call setup, location
update, handover inter MSC (handover antara 2 cell yang terdapat pada 2
BSC yang berbeda tapi masih dalam 1 MSC yang sama).
3.2. Home
Location Register (HLR)
HLR adalah
network element yang berfungsi sebagai sebuah database sebagai penyimpan semua
data dan informasi mengenai pelanggan yang tersimpan secara permanen, dalam
arti tidak tergantung pada posisi pelanggan. HLR bertindak sebagai pusat
informasi pelanggan yang setiap waktu akan diperlukan oleh VLR untuk
merealisasi terjadinya komunikasi pembicaraan. VLR selalu berhubungan dengan
HLR dan memberikan informasi posisi terakhir dimana pelanggan berada. Informasi
lokasi ini akan diupdate apabila pelanggan berpinah dan memasuki coverage area
suatu MSC yang baru. Informasi-informasi yang disimpan di HLR adalah :
- Identitas
pelanggan (IMSI, MSISDN)
- Suplementary
service pelanggan
- Informasi
lokasi terakhir pelanggan
- Informasi
Authentikasi pelanggan
HLR juga
akan selalu berkomunikasi dengan AuC dalam hal melakukan retrieving parameter
authentikasi yang baru setiap saat sebelum segala jenis aktvitas pelanggan
dilakukan.
3.3. Visitor
Location Register (VLR)
VLR adalah
network element yang berfungsi sebagai sebuah database yang menyimpan data dan
informasi pelanggan, dimulai pada saat pelanggan memasuki suatu area yang
bernaung dalam wilayah MSC VLR (setiap MSC akan memiliki 1 VLR sendiri)
tersebut (melakukan Roaming). Informasi pelanggan yang ada di VLR ini pada
dasarnya adalah copy-an dari informasi pelanggan yang ada di HLR-nya. Adanya
informasi mengenai pelanggan dalam VLR memungkinkan MSC untuk melakukan hubungan
baik Incoming (panggilan masu) maupun Outgoing (panggilan keluar). VLR
bertindak sebagai data base pelanggan yang bersifat dinamis, karena selalu
berubah setiap waktu, menyesuaikan dengan pelanggan yang memasuki atau
berpindah dalam suatu area cakupan suatu MSC. Data yang tersimpan dalam VLR
secara otomatis akan selalu berubah mengikuti pergerakan pelanggan. Ketika
pelanggan bergerak meninggalkan area suatu MSC dan menuju area MSC lainnya,
maka informasinya akan dicatat di VLR MSC barunya dan dihapus dari VLR
sebelumnya. Dengan demikian posisi pelanggan dapat dimonitor secara terus
menerus dan hal ini akan memungkinkan MSC untuk melakukan penyambungan
pembicaraan/SMS dari/ke pelanggan ini ke dengan pelanggan lain. VLR selalu
berhubungan secara intensif dengan HLR yang berfungsi sebagai sumber data
pelanggan.
Bila sebuah
MS bergerak keluar coverage area suatu MSC menuju coverage MSC yang lain, maka
yang terjadi adalah :
- VLR MSC yang baru akan
meng-check di daabase-nya apakah record MS tersebut sudah ada atau belum.
Proces pengecheckan dilakukan dengan menggunakan IMSI.
- Jika recordnya belum ada, maka
VLR akan mengirimkan request ke HLR MS tersebut untuk mengirimkan copy-an
data MS tersebut yang ada di HLR-nya.
- HLR akan mengirimkan informasi
MS tersebut ke VLR tjuan dan juga meng-update informasi lokasi MS tersebut
di database HLR. HLR kemudian akan mengintruksikan VLR sebelumnya(asal)
untuk menghapus informasi MS tersebut di databasenya.
- VLR yang baru akan menyimpan
informasi MS tersbut, termasuk lokasi terakhir dan statusnya.
3.4.
Authentication Center (AuC)
AuC
menyimpan semua informasi yang diperlukan untuk memeriksa keabsahan pelanggan,
sehingga usaha untuk mencoba mengadakan hubungan pembicaraan bagi pelanggan
yang tidak sah dapat dihindarkan. Disamping itu AuC berfungsi untuk
menghindarkan adanya pihak ke tiga yang secara tidak sah mencoba untuk menyadap
pembicaraan. Dengan fasilitas ini,maka kerugian yang dialami pelanggan sistem
selular analog saat ini akibat banyaknya usaha memparalel, tidak mungkin
terjadi lagi pada GSM. Sebelum proses penyambungan switching dilaksanakan
sistem akan memeriksa terlebih dahulu, apakah pelanggan yang akan mengadakan
pembicaraan adalah pelanggan yang sah.
AuC
menyimpan informasi mengenai authentication dan chipering key. Karena fungsinya
yang mengharuskan sangat khusus, authentication mempunyai algoritma yang
spesifik, disertai prosedur chipering yang berbeda untuk masing-masing
pelanggan. Kondisi ini menyebabkan AuC memerlukan kapasitas memory yang sangat
besar. Wajar apabila GSM memerlukan kapasitas memory sangat besar pula. Karena
fungsinya yang sangat penting, maka operator selular harus dapat menjaga
keamanannya agar tidak dapat diakses oleh personil yang tidak berkepentingan.
Personil yang mengoperasikan dilengkapi dengan chipcard dan juga password
identitas dirinya.
3.5.
Equipment Identity Registration (EIR)
EIR memuat
data-data peralatan pelanggan (Mobile Equipment) yang diidentifikasikan dengan
IMEI (International Mobile equipment Identity). Data Mobile Equipment yang di
simpan di EIR dapat dibagi atas 3 (tiga) kategori:
- Peralatan yang diijinkan untuk
mengadakan hubungan pembicaraan kemanapun
- Peralatan yang dibatasi dan
hanya diijinkan mengadakan hubungan pembicaraan ketujuan yang terbatas
- Peralatan yang sama sekali
tidak diijinkan untuk berkomunikasi
Kebaradaan
EIR belum distandardisasi secara penuh, oleh karena itu belum dioperasikan di
semua operator. Masih diperlukan klasifikasi dan penyempurnaan yang berkaitan
dengan aspek hukum. Di Indonesia sendiri, belum ada operator seluler yang
mengimplementasikan EIR. Bila EIR digunakan, maka operator dapat melakukan
pemblokiran terhadap handset (ingat, bukan pemblokiran nomor pelanggan, tapi
pemblokiran handset (pesawat telponnya)) yang digunakan oleh pelanggan. Sehingga
apabila ada handset pelanggan yang hilang, maka pelangan dapat mengajukan agar
handaset tersebut diblokir sehingga tidak akan pernah dapat digunakan lagi oleh
orang lain. Dengan pengimplementasian EIR ini tentu akan dapat mengurangi
kasus-kasus pencurian handphone, karena si pemilik dapat meminta agar
handphonenya yang sudah dicuri diblokir dan tidak dapat digunakan lagi.
Sehingga motivasi para pencuri untuk melakukan pencurian handphone akan
berkurang.
4. Operation and Support System (OSS)
Operation
and Support System (OSS) sering juga disebut dengan OMC (Operation and
Maintenance Center), adalah sub system jaringan GSM yang berfungsi sebagai
pusat pengendalian dan maintenance perangkat (network element) GSM yang
terhubung dengannya. Tiap-tiap network element mempunyai perangkat OMC-nya
sendiri-sendiri, misalnya network element NSS mempunyai perangkat OMC sendiri,
network element BSS mempunyai perangkat OMC sendiri, network element VAS juga
memiliki perangkat OMC sendiri. Biasanya, di banyak operator semua perangkat
OMC ini diletakan di dalam satu ruangan OMC yang terpusat.
E. Sistem Kerja Jaringan GSM
Alokasi
spektrum frekuensi untuk GSM awalnya dilakukan pada tahun 1979. Spektrum ini
terdiri atas dua buah sub-band masing-masing sebesar 25MHz, antara 890MHz -
915MHz dan 935MHz - 960MHz. Sebuah sub-band dialokasikan untuk frekuensi uplink
dan sub-band yang lain sebagai frekuensi downlink.
Akibat
kenaikan redaman atas kenaikan frekuensi, biasanya sub-band terendah dipakai
untuk uplink, agar daya yang ditransmisikan oleh MS (mobile system atau lebih
dikenal handphone) ke BTS (Base Transmitter Station yaitu seperti sentral
telepon di PSTN/POTS, namun memiliki fungsi lebih) tidak perlu besar. Kalau
digunakan sub-band yang satu lagi, mungkin anda perlu melakukan recharge batere
handphone berulang kali untuk mendapatkan kualitas sama dengan saat ini.
Kemudian
kedua sub-band tersebut dibagi lagi menjadi kanal-kanal, sebuah kanal pada satu
sub-band memiliki pasangan dengan sebuah kanal pada sub-band yang lain. Tiap
sub-band dibagi menjadi 124 kanal, yang kemudian masing-masing diberi nomor
yang dikenal sebagai ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Number). Jadi
sebuah MS yang dialokasikan pada sebuah ARFCN akan beroperasi pada satu
frekuensi untuk mengirim dan satu frekuensi untuk menerima sinyal.
Pada
jaringan GSM, jarak antar pasangan dengan ARFCN sama selalu 45MHz, dan
bandwidth tiap kanal sebesar 200kHz. Kanal pada tiap awal sub-band digunakan
sebagai guard band. Silakan anda hitung, maka spektrum GSM akan menghasilkan
124 ARFCN, masing-masing diberi nomor 1 sampai 124. Kanal sebanyak 124 inilah
yang nantinya dibagi-bagi buat operator-operator GSM yang ada di suatu negara.
Untuk
mengantisipasi perkembangan jaringan di masa mendatang, telah dilokasikan
tambahan 10MHz frekuensi pada masing-masing awal sub-band. Ini dikenal sebagai
EGSM (Extended GSM). Jadi spektrum EGSM ini 880MHz - 915MHz buat uplink dan
925MHz - 960MHz buat downlink. Hal tersebut memberi tambahan 50 ARFCN menjadi
174. Tambahan ARFCN ini diberi nomor 975 - 1023.
GSM
merupakan teknologi untuk pelayanan telepon selular digital dimana GSM bekerja
berdasarkan metode multiplexing TDMA (Time Division Multiple Accesss) dan FDMA
(Frequency Division Multiple Accesss).
TDMA (Time
Division Multiple Accesss)
Pada metode
TDMA tiap pengguna akan menggunakan seluruh spectrum frekuensi tertentu yang
disediakan tetapi dalam waktu yang singkat yang disebut slot waktu (time slot).
Tiap pengguna mendapatkan sebuah slot waktu yang berulang secara periodis dan
hanya diijinkan untuk mengirim informasi pada slot waktu tersebut. Antar slot
waktu diberi jeda waktu (guard time) untuk menghindari interferens antar
pengguna. Jika slot waktu dalam frekuensi yang diberikan sedang digunakan
semua, maka pengguna berikutnya harus diberikan slot waktu dengan frekuensi
yang berbeda. Cara kerja system TDMA diilustrasikan pada gambar berikut :
Fundamental
unit dari waktu pada TDMA disebut burst period dimana besarnya 15/26 ms (0,577
ms). Delapan burst period dikelompokkan ke dalam TDMA frame (120/26 ms atau
4,615 ms), dimana membentuk unit dasar untuk pendefinisian dari logical
channel. Satu channel adalah satu burst periode per TDMA frame. Channel
didefinisikan berdasarkan cacah dan posisi dari burst period yang berkaitan. Semua
pendefinisian ini merupakan siklus, dan pola keseluruhan berulang kira-kira
setiap 3 jam. Channel dapat dibagi ke dalam dedicated channel, di mana
dialokasikan untuk mobile station, dan common channel, di mana digunakan oleh
mobile station dalam idle mode (keadaan diam).
FDMA
(Frequency Division Multiple Accesss)
FDMA
melakukan pembagian frekuensi dari bandwidth maksimum 25Mhz ke dalam 124
gelombang karier berfrekuensi 200kHz. Satu atau lebih dari gelombang carrier
ini ditransimisikan ke tiap base station. Setiap frekuensi dari gelombang
carrier ini akan dibagi dalam waktu, menggunakan skema TDMA.
DCS
1800
Seiring
dengan evolusi GSM, diputuskan untuk menerapkan teknologi ini pada PCN
(Personal Communication Networks). Hal ini membutuhkan perubahan pada interafce
udara untuk memodifikasi frekuensi operasinya. Frekuensi modifikasinya antara
1710MHz - 1785MHz untuk uplink dan 1805MHz - 1880MHz untuk downlink. Teknik ini
menyediakan 374 ARFCN dengan pemisahan frekuensi sebesar 95MHz antara uplink
dan downlink.
Teknik PCN
ini dikembangkan di Eropa, khususnya di Inggris. Di Inggris (Raya) ARFCN ini
telah dibagi-bagi antara keempat operator jaringan yang ada di sana. Dua di
antaranya, Orange dan One to One, beroperasi pada daerah GSM 1800, sementara
dua yang lainnya, Vodafone dan Cellnet, telah dialokasikan kanal GSM 1800 pada
puncak jaringan GSM 900 mereka. ARFCN ini diberi nomor 512 - 885. Porsi pada
puncak band digunakan oleh DECTs (Digital Enhanced Cordless Telephony).
PCS
1900
PCS 1900
merupakan adaptasi GSM yang lain ke dalam band 1900MHz. Teknik ini digunakan di
Amerika Serikat di mana FCC (Federal Communication Commission) telah membaginya
menjadi 300 ARFCN dan mengumumkan lisensi pada berbagai macam operator untuk
mengimplementasikan jaringan GSM. Pemisahan frekuensinya sebesar 80MHz, dan
pembagian frekuensinya adalah 1850MHz - 1910MHz untuk uplink dan 1930MHz -
1990MHz untuk downlink.
F. Teknik
Modulasi dan Bandwidth
Teknik
modulasi yang digunakan pada GSM adalah GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying).
Teknik ini bekerja dengan melewatkan data yang akan dimodulasikan melalui
Filter Gaussian. Filter ini menghilangkan sinyal-sinyal harmonik dari gelombang
pulsa data dan menghasilkan bentuk yang lebih bulat pada ujung-ujungnya. Jika
hasil ini diaplikasikan pada modulator fasa, hasil yang didapat adalah bentuk
envelope yang termodifikasi (ada sinyal pembawa). Bandwidth envelope ini lebih
sempit dibandingkan dengan data yang tidak dilewatkan pada filter gaussian.
Bandwidth
yang dialokasikan untuk tiap frekuensi pembawa pada GSM adalah sebesar 200kHz.
Pada kenyataannya, bandwidth sinyal tersebut lebih besar dari 200kHz, bahkan
setelah dilakukan pemfilteran gaussian pun hal itu tetap terjadi. Akibatnya
sinyal akan memasuki kanal-kanal di sebelahnya. Jika pada satu sel (akan
dijelaskan kemudian) terdapat BTS dengan frekuensi pembawa yang sama atau
bersebelahan kanal, maka akan terjadi interferensi akibat overlapping tersebut.
Begitu juga jika sel-sel yang bersebelahan memiliki frekuensi pembawa sama atau
berdekatan. Alasan inilah yang menyebabkan mengapa dalam satu sel atau antara
sel-sel yang berdekatan tidak boleh menggunakan kanal yang sama atau
berdekatan.
1.Pembagian Sel
Pembagian
area dalam kumpulan sel-sel merupakan prinsip penting GSM sebagai sistem
telekomunikasi selular. Sel-sel tersebut dimodelkan sebagai bentuk heksagonal.
Tiap sel mengacu pada satu frekuensi pembawa / kanal / ARFCN tertentu. Pada
kenyataannya jumlah kanal yang dialokasikan terbatas, sementara jumlah sel bisa
saja berjumlah sangat banyak. Untuk memenuhi hal ini, dilakukan teknik
pengulangan frekuensi (frequency re-use). Antara sel-sel yang berdekatan
frekuensi yang digunakan tidak boleh bersebelahan kanal atau bahkan sama.
Jelas bahwa
semakin besar jumlah himpunan kanal, semakin sedikit jumlah kanal tersedia per
sel dan oleh karenanya kapasitas sistem menurun. Namun, peningkatan jumlah
himpunan kanal menyebabkan jarak antara sel yang berdekatan kanal semakin jauh,
dan ini mengurangi resiko terjadi interferensi. Sekali lagi, desain sistem GSM
memerlukan kompromi antara kualitas dan kapasitas.
Pada
kenyataannya, model satu sel dengan satu kanal transceiver (TRx, tentunya
menggunakan antena omni-directional) jarang digunakan. Untuk lebih meningkatkan
kapasitas dan kualitas, desainer melakukan teknik sektorisasi. Prinsip dasar
sektorisasi ini adalah membagi sel menjadi beberapa bagian (biasanya 3 atau 6
bagian; dikenal dengan sektorisasi 120o atau 30o). Tiap bagian ini kemudian
menjadi sebuah BTS (Base Transceiver Station). Kebanyakan vendor memperbolehkan
sampai dengan 4 TRx per BTS untuk sektorisasi 120o. Jika digunakan TDMA pada
TRx, menghasilkan 8 kanal TDMA tiap TRx, Anda bisa menghitung bahwa dalam satu
sel dapat menampung trafik yang setara dengan 3 X 4 X 8 = 96 kanal TDMA atau
sebesar 82,42 erlang dengan GoS 2%. (Erlang merupakan satuan trafik dan
GoS(Grade of Service) menyatakan derajat keandalan layanan, berapa jumlah
blocking yang terjadi terhadap panggilan total).
Pada
prakteknya tidak semua kanal TDMA tersebut bisa digunakan untuk kanal pembicaraan
(TCH = Traffic Channel). Dalam sebuah BTS juga diperlukan SDCCH (Stand-alone
Dedicated Control Channel) yang digunakan untuk call setup dan location
updating serta BCCH (Broadcast Control Channel) yang merupakan kanal downlink
yang memberikan informasi dari BTS ke MS mengenai jaringan, sel yang kedatangan
panggilan, dan sel-sel di sekitarnya.
Bagian
paling rendah dari sistem GSM adalah MS (Mobile Station). Bagian ini berada
pada tingkat pelanggan dan portable. Pada tiap sel terdapat BTS (Base Transceiver
Station). BTS ini fungsinya sebagai stasiun penghubung dengan MS. Jadi,
merupakan sistem yang langsung berhubungan dengan handphone Anda.
BTS pada
dasarnya hanya merupakan "pesuruh" saja. Otak yang mengatur
lalu-lintas trafik di BTS adalah BSC (Base Station Controller). Location
Updating, penentuan BTS dan proses handover pada percakapan ditentukan oleh BSC
ini. Beberapa BTS pada satu region diatur oleh sebuah BSC.
BSC-BSC ini
dihubungkan dengan MSC (Mobile Switching Center). MSC merupakan pusat penyambungan
yang mengatur jalur hubungan antar BSC maupun antara BSC dan jenis layanan
telekomunikasi lain (PSTN, operator GSM lain, AMPS, dll).Saat ini teknik
switching terus berkembang, dan begitu pula pada layanan GSM. Beberapa operator
GSM di Indonesia telah menerapkan Intelegent Network lanjutan dalam teknik
switchingnya.
G. Frequency
Hopping
Frequency
hopping merupakan fitur yang diterapkan pada interface udara, yakni lintasan
radio ke MS. Teknik ini dapat mengurangi redaman akibat efek multipath fading.
GSM hanya merekomendasikan satu jenis frequency hopping, yakni baseband
hopping. Namun beberapa vendor, seperti Motorola, menyediakan tipe frequency
hopping yang lain, yang disebut Synthesizer Hopping.
Baseband
Hopping digunakan jika base station memiliki beberapa DRCU/TCU tersedia. Aliran
data secara sederhana dilalukan pada frekuensi dasar ke berbagai macam
DRCU/TCU. Setiap data beroperasi pada frekuensi yang tetap, mengacu pada urutan
hopping yang ditentukan. DRCU/TCU yang berbeda akan menerima sebuah timeslot
yang spesifik pada setiap frame TDMA, berisi informasi yang ditujukan kepada
MS-MS yang berbeda.
Synthesizer
Hopping menggunakan kelincahan ferkuensi dari DRCU/TCU untuk mengubah
frekuensi-frekuensi pada sebuah basis timeslot untuk transmisi maupun menerima.
SCB pada DRCU serta sistem kontrol dan pemrosesan digital pada TCU akan
menghitung dan menentukan frekuensi selanjutnya, dan memprogram sebuah pasangan
synthesizer Tx dan Rx untuk menuju ke frekuensi yang telah dihitung.
Teknik
synthesizer hopping ini sangat baik untuk diterapkan pada sel-sel dengan jumlah
carrier yang sedikit. Untuk sel-sel dengan jumlah carrier yang banyak, teknik
baseband hopping merupakan teknik yang paling baik. Dan kedua teknik ini tidak
bisa diterapkan sekaligus pada sebuah site BTS.
H. Proses
Uplink dan Downlink
Proses
Uplink-Downlink merupakan suatu panggilan-dipanggil pada jaringan GSM yang
bekerja berdasarkan FDMA (Frequency Division Multiple Access). Berikut proses
Uplink-Downlink pada jaringan GSM :
Uplink :
- Pelanggan mengaktifkan ponsel
--> inisialisasi / log on.
- pelanggan akan mendapatkan
koneksi ke cell site terdekat.
- BS memeriksa SIM Card untuk
validasi account dan keanggotaan pelanggan, jika masih aktif panggilan
akan diproses lebih lanjut.
- BS akan melakukan identifikasi
informasi tentang cell site yang terdiri dari : carrier wireless, kode
area lokasi dan frekuensi yang digunakan.
- Ponsel akan memeriksa Broadcast
Control Channel (BCCH) yang berisi daftar channel dengan cara mengirim
sinyal ke seluruh channel.
- Cell site terdekat akan
memberikan level daya yang kuat pada ponsel.
- HLR pada MSC terdekat akan
memeriksa lokasi nomor yang dipanggil, autentifikasi dan registrasi.
- VLR pada MSC akan memeriksa
apakah ponsel pemanggil diijinkan melakukan panggilan (contoh : panggilan
internasional).
- MSC akan mencarikan jalur
sesuai dengan lokasi nomor yang dipanggil.
- Pada saat yang sama HLR akan
diregistrasi oleh BS untuk menentukan lokasi ponsel pemanggil.
- Ponsel pemanggil akan mengirim
pesan ke jaringan tentang lokasinya.
- Jika melakukan “Hand
over” ke sel yang lain, HLR secara otomatis melakukan up-date serta melanjutkan
monitoring sehingga rute tetap terjaga.
- SMS dilayani oleh SMS Centre
(bisa lintas operator). Frekuensi yang digunakan untuk pengiriman SMS
berbeda dengan frekuensi informasi suara, karena itu pada saat pelanggan
sedang on-line, dapat juga sekaligus menerima SMS.
Downlink
- Saat yang dipanggil menyalakan
power ponsel, ponsel akan meneliti SID (System Identification Code) pada
BSSC-nya. Control Channel ini adalah frekuensi khusus dimana ponsel dan
base station saling terkoneksi, berisi pengaturan panggilan dan perubahan
channel. Jika ponsel tidak mendapat koneksi dari control channel, berarti
ponsel berada di luar jangkauan, ditandai dengan tampilan “No service”.
- Jika SID didapatkan, berarti
ponsel sudah mendapat channel.
- Setelah identifikasi selesai,
ponsel akan mengirim permintaan registrasi, MSC akan melacak lokasi ponsel
di dalam database-nya. Dengan cara ini MSC mengetahui letak sel dimana
ponsel berada dan mengirim nada dering ke ponsel tersebut.
- MSC akan memilih pasangan
frekuensi dimana ponsel tersebut dapat digunakan untuk menerima panggilan.
- MSC akan berkomunikasi dengan
ponsel penerima melalui BSSC untuk memberitahu penggunaan frekuensi,
kemudian ponsel dan antena akan melakukan switch ke frekuensi tersebut
sehingga terjadi koneksi dan percakapan dua arah dapat dilakukan.
- Saat penerima berada di batas
area, Base Station dari sel terdekat akan memberikan indikasi kekuatan
sinyal yang semakin melemah sehingga Base station yang didekati akan
mendengar dan mengukur kekuatas sinyal ponsel yang mendekati. Selanjutnya
akan memperkuat kembali sinyal tersebut. Komunikasi antar dua Base Station
ini dikontrol oleh MSC atau MTSO sehingga ponsel dapat melakukan switch
dari satu sel ke sel yang lain. Proses ini dinamakan “Hand Over”.
I. Teknologi
SMS (Short Message Service)
SMS pertama
kali ditemukan oleh GSM pioners di Eropa. Standardisasi di bawah Lembaga
Europan Telecommunications Standards Institute. SMS diciptakan untuk
menyediakan infrastrukture transportasi pesan singkat yang mempunyai maksimal
140 bytes(8 bit objek). Pada jaringan mobile telekomunikasi,
trasnportasi data dapat dilakukan pada jaringan GSM dan GPRS. SMS
berbentuk bilangan biner yang memuat informasi penting untuk menghasilkan
message header untuk trasnsportasi data dan messsage body sebagai
payload. Skema dasar pengalamatan SMS adalah nomor mobile pnone
yang disebut MSISDN.
SMS dibuat
melalui telepon selular atau alat lainnya (misalnya Personal Computer).
Perangkat tersebut dapat menerima dan mengirim SMS dengan menghubungkan perangkat
melalui jaringan GSM. Semua perangkat tersebut mempunyai lebih dari satu nomor
MSISDN disebut Short Message Entities lihat gambar jaringan GSM SMS di bawah :
SME sebagai
titik awal (sumber) dan sebagai titik akhir (penerima). SME selalu terhubung
dengan Short Message Service Center (SMSC) dan tidak pernah terhubung langsung
dengan lainnya. SME dapat berupa telepon selular, SMS pada telepon selular ada
dua macam yaitu Mobile Oriented message (MO) dan Mobile Terminated messsage
(MT). MO messages dikirim oleh telepon selular ke SMSC. Mobile Terminated
messages menerima pesan pada telepon selular kedua pesan di-enkodekan secara
berbeda selama proses transmisi.
SME dapat
juga berupa computer yang dilengkapi software pembuat pesan, seperti Ozeki
Message Server. yang dapat menghubungkan langsung dengan SMSC service provider.
untuk komunikasi tersebut dilakukan dengan menghubungkan mobile phone dengan PC
melalui kabel data atau IP link secara langsung.
SMS Network Architecture and Internal Protocols
Jaringan SMSM
pada operator GSM service provider menggunakan 4 layers transport :
- SM-AL (Aplication Layer)
- SM-TL (Transfer Layer)
- SM-RL (Relay Layer)
- SM-LL (Lower Layer)
Ozeki
message server terletak pada SM-AL layer. Ketika mengirim SMS software menmbuat
Protocols Dat Unit (PDU) ditransportasikan melalui SM-TL layer, saat telepon
GSM dikoneksikan pada PC akan menerima SMS, pesan dikodekan pada lapisan SM-AL
layer, Ozeki Message Server mendekodekan PDU dan membuat pesan menjadi dapat
dibaca oleh program komputer dan pengguna.
Untuk
memahami bagaimana cara kerja SMS dari telepon selular ke SMSC perhatikan
gambar di bawah. Pada gambar terlihat protokols yang digunakan pada jaringan
GSM. seperti yang terlihat Mobile Station mengirimkan pesan sms ke GSM base
station (BTS) melaui media wireless. Setelah pesan mencapai jaringan backbone
provider. Mobile Swicthing Center (MSC), Home Local Register (HLR) dan Visitor
Local Register (VLR) bekerja untuk mencari pesan secara tepat dar iShort
MEssage Service Center (SMSC).
J. Kekurangan
dan Kelebihan Jaringan GSM
Kelebihan :
- Kualitas suara digital yang
bagus.
- Adanya layanan prepaid calling,
layanan ini memungkinkan orang-orang yang tidak bisa atau tidak ingin
mengikat kontrak dengan suatu operator, dapat menggunakan layanan
GSM. Sebagai contoh : pelajar dan para remaja bisa mendapatkan prepaid
account yang bisa mereka atur sendiri, tanpa memerlukan orang tua yang
mengatur dan menyetujui sebuah contrated account.
- Kecenderungan masyarakat untuk
terus mengikuti perkembangan teknologi membuat mereka sering
mengganti telepon seluler mereka. Tentunya akan sangat merepotkan dan
tidak efisien jika setiap kali mengganti ponsel harus mengganti nomor
telepon mereka. Pada sistem GSM, dikenal adanya SIM-Card (Subscriber
Identity Module). Dengan SM-Card ini memungkinkan pengguna GSM untuk
mengganti-ganti ponsel tanpa harus mengganti nomor telepon. Ini
dikarenakan SIM-Card kompatibel dengan semua ponsel berbasis GSM. Berbeda
dengan Sistem PTSN maupun R-UIM yang digunakan pada sistem CDMA.
- Banyaknya vendor-vendor telepon
seluler yang menyediakan ponsel berbasis GSM semakin mempopulerkan GSM.
Ini dapat dibandingkan dengan ponsel berbasis CDMA yang masih dapat kita
hitung penyedianya khususnya di Indonesia.
- Beranekaragamnya jenis ponsel
GSM yang tersedia di pasaran mulai dari yang murah sampai yang sangat
mahal. Tentunya hal ini meungkinkan masyarakat untuk memilih ponsel yang
sesuai dengan keinginan dan budget mereka. Khususnya di Indonesia,
tersedianya ponsel kelas Low-End membuat semakin banyak kalangan yang
mampu memiliki ponsel dengan harga yang relatif terjangkau.
- Penggunaan Quad-band dalam
sistem GSM sekarang ini memungkinkan roaming internasional, yang tentunya
tergantung pada operator penyedia jasa GSM. Mengizinkan operator jaringan
untuk menawarkan jasa roaming berarti pengguna dapat menggunakan telepon
mereka di seluruh dunia.
- Perkembangan fitur-fitur ponsel
berbasis GSM yang sangat cepat ikut mempengaruhi selera masyarakat. Hal
ini dapat kita lihat sekarang ini di mana teknologi ponsel telah mampu
memasukkan dan menyatukan radio, kalender, video cam, agenda book, kamera
digital, MP3, dan masih banyak fitur lainnya ke dalam satu ponsel.
- Adanya fasilitas SMS (Short
Message System) memungkinkan pengiriman berita dalam bentuk teks yang
sangat murah. Walaupun pada sistem CDMA pun terdapat fasilitas tersebut,
namun sistem GSM lah yang pertama kali mempopulerkan jenis layanan ini.
Pada mulanya fasilitas SMS ini digunakan untuk membidik pasaran remaja
yang identik dengan kirim-mengirim pesan dengan biaya semurah mungkin.
Namun sekarang akhirnya menjadi populer di semua lapisan masyrakat.
- Dukungan sebagian besar
operator terhadap sistem GSM, masih lebih banyak dibandingkan dengan
dukungan terhadap sistem CDMA yang cenderung masih terbilang sedikit.
Kekurangan
:
- Biaya pembangunan jaringan yang
relatif mahal
- Belum adanya perjanjian antara
sesama provider untuk menyamakan tarif di seluruh dunia.
- Rendahnya keamanan. Kebanyakan
model mobile phone jaman dulu tidak banyak memiliki model sekuriti yang
didesain di dalamnya. Masalah terhadap model jenis ini adalah ”kloning”,
sebuah variant dari pencurian identitas, dan ”scanning” diman orang ketiga
dalam suatu local area dapat meng-intercept dan menyadap suatu panggilan.
Telepon analog juga dapat disadap dengan menggunakan radio scanner.
Meskipun saat ini model digital system terbaru (seperti GSM) telah
berupaya untuk mengatasi ini , masalah keamanan tetap ada. Kelemahan-kelemahan
telah ditemukan di banyak protokol terbaru yang tetap memungkinkan adanya
kemungkinan penyadapan atau kloning.
- Berdampak buruk bagi kesehatan.
Dengan semakin banyaknya perkembangan teknologi, kekhawatiran telah muncul
mengenai dampak kesehatan dari penggunaan mobile phone (GSM). Ada sebagian
kecil bukti sains yang menunjukkan peningkatan di beberapa tipe tertentu
tumor pada pengguna mobile phone secara jangka panjang dan kontinu.
Beberapa penelitian terbaru di Eropa juga memberikan bukti yang signifikan
adanya kerusakan genetis dalam kondisi tertentu. Namun, sejauh ini
organisasi kesehatan dunia (WHO) masih menganggap bahwa efek dari
gelombang elektromagnet yang dihasilkan frekuensi radio yang digunakan
pada GSM tidak memiliki dampak negatif yang benar-benar terbukti terhadap
kesehatan manusia. Dampak kesehatan yang kontroversial namun tetap penting
untuk dibicarakan adalah hubungannya dengan kecelakaan lalu lintas.
Beberapa studi telah menunjukkan bahwa pengendara sepeda motor memiliki
resiko tabrakan dan kehilangan kontrol dari kendaraannya saat menggunakan
mobile phone ketika mengemudi yang jauh lebih tinggi, meskipun menggunakan
handsfree system. Studi dari The New England Journal Medicine mengatakan
pengguna mobile phones saat mengemudi empat kali lebih sering mengalami
kecelakan dibandingkan mereka yang tidak. Sebuah eksperimen yang dilakukan
oleh MythBuster, sebuah TV show america, menyimpulkan menggunakan mobile
phone ketika mengemudi memiliki resiko yang sama dengan mengemudi dibawah
pengaruh alkohol. Bahkan di beberapa negara saat ini telah melarang
penggunaan mobile phone saat mengemudi, sedikitnya sudah ada 25 negara
yang menerapkan larangan ini, antara lain : Israel, Jepang, dan Portugal.
JARINGAN
CDMA
A.PENGERTIAN JARINGAN CDMA
Code
Division Multiple Access atau sering disingkat dengan CDMA adalah sebuah
pemultipleksan (bukan sebuah skema pemodulasian) dan sebuah metode akses secara
bersama yang membagi kanal tidak berdasarkan waktu (seperti pada TDMA) atau
frekuensi (seperti pada FDMA), namun dengan cara mengkodekan data dengan sebuah
kode khusus yang diasosiasikan dengan tiap kanal yang ada dan menggunakan sifat
– sifat interfensi kontruktif dari kode – kode khusus itu untuk melakukan
pemultipleksan. CDMA mengacu pada sistem telepon seluler digital yang
menggunakan skema akses secara bersama ini seperti yang diprakarsai QUALCOMM.
Teknologi
wireless ini pada dasarnya lahir karena adanya teori tentang gelombang
elektromagnetik yang dikemukakan oleh Maxwell di tahun 1850-an. Adanya
gelombang elektromagnetik ini kemudian dibuktikan oleh H.Hertz pada tahun 1888.
Kemudian pada tahun 1895 Guilermo Marconi mentransmisikan gelombang radio untuk
pertama kalinya. Pada tahun 1901 Marconi menggunakan gelombang radio untuk
transmisi jarak jauh (transatlantik) dengan kode morsenya. Seiring
berkembangnya teknik elektronika sejak tahun 1906 gelombang elektromagnetik
mulai dipakai untuk system siaran (broadcasting). Dalam sistem broadcasting ini
gelombang elektromagnetik merupakan syarat pembawa informasi dan hiburan.
Selanjutnya terjadi perkembangan penyiaran secara cepat di tahun 1920-an,
ketika di rumah-rumah telah ada pesawat penerima wireless.
B. SEJARAH JARINGAN CDMA
- Pada Tahun 1988. Qualcomm
sebagai salah satu perusahaan di Amerika Utara yang terkemuka membuat
konsep CDMA selular.
- Kemudian pada tahun 1989.
Qualcomm mengadakan demonstrasi memperkenalkan CDMA pertama kali di San
Diego, Amerika.
- Tahun 1991. Qualcomm berhasil
mengadakan tes skala besar di San Diego, Amerika.
- Tahun 1992. CDMA soft hand off
dari perusahaan Qualcomm dipatenkan oleh pemerintah Amerika.
- Tahun 1993. CDMA market
trial pertama kali mulai dipasarkan. Telecommunications Industry
Association ( TIA ) di Amerika Serikat menggunakan CDMA sebagai
standar komunikasi digital. Korea Selatan juga sudah mulai
mempelajari dan mencoba mengimplementasikan CDMA teknologi.
- Tahun 1994. Perusahaan Qualcomm
bersama perusahaan terkemuka yaitu Sony Electronics ( saat ini dikenal
dengan nama Sony Co. Ltd ) mendirikan sebuah perusahaan patungan ( joint
venture ) dengan nama Qualcomm Personal Electronics ( QPE ) untuk
mengembangkan dan memproduksi handphone berbasis teknologi CDMA.
- Tahun 1995. Jaringan CDMA yang
menjangkau beberapa negara di dunia untuk pertama kali diluncurkan.
Qualcomm meluncurkan CDMAOne handset pertama kali.
- Tahun 1997. Jaringan CDMA sudah
mulai masuk ke wilayah Jepang. IS-95B standard completed untuk CDMA
system ( meliputi penambahan kemampuan transmisi data menjadi 64 Kbps ).
- Tahun 1998.
Telecommunication Industry Association menyarankan konsep CDMA2000
sebagai solusi komunikasi 3G untuk International Telecommunication
Union. Perusahaan LG Telecom merilis data service CDMA untuk pertama
kali.
- Tahun 1999. Perusahaan
handphone terkemuka, Ericsson bersama perusahaan Qualcomm mencapai
kesepakatan bersama untuk mendukung standard 3G CDMA dan ditandai dengan
dijualnya divisi infrastruktur wireless milik Qualcomm kepada Ericsson.
Data statistik sampai tahun ini menyatakan bahwa sudah ada 83 operator
dari 35 negara.
- Tahun 2000. Japan’s IDO dan DDI
mulai mengembangkan 64 Kbps CDMA packet data service. Qualcomm, Samsung,
dan Sprint PCS adalah 3 perusahaan terkemuka secara bersama-sama
merilis 3G CDMA voice call. Dua perusahaan yaitu Qualcomm dan Lucent
melengkapi perilisan 153 Kbps 3G CDMA2000 data call. Qualcomm menjual
peralatan bisnis handset CDMA kepada Kyocera Wireless Corp.
Perusahaan terkemuka SK Telecom meluncurkan 3G CDMA2000 pelayanan komersial
kelas dunia untuk pertama kali di dunia.
- Tahun 2001. Qualcomm
memperkenalkan BREW system. QCT dan Nortel Networks memperkenalkan mobile
IP call pertama. Ketiga perusahaan terkemuka dunia yaitu QCT,
SchlumbergerSema dan Samsung mendemonstrasikan CDMA roaming menggunakan
R-UIM-enabled CDMA handset. GpsOne diperkenalkan pertama kali oleh
perusahaan terkemuka milik Jepang yaitu SECOM.
- Tahun 2005. Sampai tahun ini,
data statistik menunjukkan bahwa sudah ada 143 operator penyedia layanan
CDMA2000 di 67 negara. Kemudian ada 64 perusahaan penghasil maupun
pendukung peralatan layanan CDMA2000 baik handset maupun aksesoris
tambahan lainnya.
Saat ini
teknologi CDMA sedang hangat dibicarakan, khususnya dengan masuknya PT. TELKOM
dengan produk TelkomFlexi-nya. Dari aspek teknologi baik GSM maupun CDMA
merupakan standar teknologi seluler digital, hanya bedanya GSM dikembangkan
oleh negara-negara eropa dan bersifat ‘open source’, sedangkan CDMA dari kubu
Amerika dan Jepang. Yang perlu diperhatikan bahwa teknologi GSM dan CDMA
berasal dari jalur yang berbeda, sehingga perkembangan ke generasi 2,5G dan 3G
berikutnya akan berbeda terus.
Teknologi CDMA
didesain tidak peka terhadap interfensi, dan sejumlah pelanggan dalam satu sel
dapat mengakses pita spektrum frekuensi secara bersama karena mempergunakan
teknik pengkodean tertentu. Ponsel CDMA ada dua jenis, tanpa kartu sehingga
nomer panggilnya harus di program oleh petugas operator yang bersangkutan, dan
satu lagi ponsel CDMA yang dilengkapi dengan RUIM (Removal User Identification
Module) atau dalam istilah GSM dikenal dengan SIM CarD.
C.Komponen
CDMA
Komponen
fisik dari sistem cdma adalah:
- User cdma mobile device. Dapat
berupa mobile phone, nonmobile phone, computer, dan dll.
- BTS ( Base Transceiver
Station ). Merupakan alat/devices yang mengatur alur komunikasi
disuatu luasan tertentu.
- Operator CDMA. Bertugas untuk
mengatur lalu lintas dari alur lalu lintas data informasi
- Satelit Dash. Fungsi sebagai
penghubung antara pengiriman sinyal dari bumi ke satelit untuk suatu luasan
yang sangat besar
- Satelit. Fungsi sebagai
penghubung antara daerah-daerah yang jauh yang tak terjangkau oleh BTS dan
stasiun-stasiun pemancar bumi.
Komponen
teknis dari alur spreading dan desperading pada sistem CDMA:
- Data
source merupakan sinyal informasi yang akan dikirim.
- Spreading
code merupakan proses perluasan media informasi dengan mengkode suatu
sinyal informasi dengan sandi tertentu pada waktu dan frekuensi yang sama.
D. Proses
Kerja CDMA
1.
Pengertian Seluler
Komunikasi
CDMA merupakan salah satu komunikasi seluler. Oleh karena itu sebelum membahas
CDMA, kami akan membahas sedikit tentang komunikasi seluler. Komunikasi seluler
maksudnya, kawasan yang dilayani dibagi menjadi wilayah kecil-kecil.
Masing-masing wilayah kecil ini disebut sel, dan diliput oleh sebuah stasion
basis (base station, BS). Stasion bergerak (mobile station, MS)
dilayani oleh BS yang pada umumnya terdekat dengannya. Secara fisis, MS hanya
berhubungan dengan BS, dan BS itulah yang meneruskannya ke elemen lain pada
jaringan. Oleh karena itu, hubungan antara BS dengan elemen lain pada jaringan
dapat melalui kabel atau gelombang elektromagnetik, sedangkan hubungan
antara MS dengan BS harus menggunakan gelombang elektromagnetik.
2. Prinsip
Kerja CDMA
Suatu area
memuat banyak sekali sel. Setiap area dikelola oleh sebuah pusat penyambungan
bergerak (mobile switching centre, MSC). Sebenarnya, beberapa sel secara
teknis dikendalikan oleh pengendali stasion basis (base station controller,
BSC) yang tak ditampakkan pada gambar ilustrasi, barulah MSC mengelola BSC-BSC
itu.
Perpindahan
MS ke sel lain dalam satu area MSC disebut alih-tangan (handover), dan
perpindahan antar area disebut jelajah (roaming). Hubungan MS ke area
lain atau jaringan lain (misalnya: PSTN, internet) dilakukan melalui MSC.
Pada CDMA,
pengalihan tangan (handover) disebut metode soft handoff. Dikatakan demikian
karena CDMA bekerja di frekuensi yang sama maka perpindahan base station a ke b
ini akan berjalan halus (soft). Proses terjadinya perpindahan base station pada
CDMA ialah sewaktu mobile station berpindah, maka mobile station akan mencari
base station terdekat. Sedangkan base station awal tidak akan melepaskan sinyal
sampai base station tujuan dapat memberikan sinyal secara baik. Sehingga
kemungkinan terjadi lose connection atau bad signal akan dapat diminimalisasi.
Dalam CDMA
setiap pengguna menggunakan frekuensi yang sama dalam waktu bersamaan tetapi
menggunakan sandi unik yang saling ortogonal. Sandi-sandi ini membedakan antara
pengguna satu dengan pengguna yang lain. Pada jumlah pengguna yang besar, dalam
bidang frekuensi yang diberikan akan ada banyak sinyal dari pengguna sehingga
interferens akan meningkat. Kondisi ini akan menurunkan unjuk-kerja sistem. Ini
berarti kapasitas dan kualitas sistem dibatasi oleh daya interferens yang
timbul pada lebar bidang frekuensi yang digunakan. CDMA merupakan akses jamak
yang menggunakan prinsip komunikasi spectrum tersebar. Isyarat bidang dasar
yang hendak dikirim disebar dengan menggunakan isyarat dengan lebar bidang yang
besar yang disebut sebagai isyarat penyebar (spread spectrum).
3. Prinsip
Dasar Spread Spectrum
Spread
spectrum adalah teknik memancarkan sinyal pada pita frekuensi yang jauh lebih
lebar dari pita frekuensi yang dibutuhkan pada transmisi standard (misal; TDMA,
FDMA). Sebagai contoh adalah CDMA IS-95 menggunakan lebar pita frekuensi 1.25
MHz, sedangkan AMPS hanya 30 kHz untuk menyalurkan sinyal suara. Proses
pelebaran pita frekuensi ini disebut dengan spreading. Terdapat 2 teknik utama
dalam spread spectrum yaitu frequency hopping dan DS-CDMA (yang lebih
dikenal sebagai CDMA saja diperlihatkan pada Gambar 1).
Frequency
hoping diperoleh dengan merubah-rubah frekuensi pembawa berdasarkan waktu dengan
pola yang mendekati acak, pseudorandom. Sedangkan CDMA diperoleh dengan
memodulasi sinyal informasi dengan spreading sequence yang dikenal sebagai
pseudonoise (PN) sinyal digital yang menjadikan sinyal informasi berpita lebar
dan berbentuk seperti derau (noise). Di bawah ini merupakan gambar
(diagram) tentang frequency hoping dan CDMA.
4. Proses
Transmitting CDMA
Setiap
kanal/pengguna (user) pada CDMA menggunakan waktu dan frekuensi secara
bersamaan. Untuk membedakan setiap kanal/pengguna maka digunakan kode yang unik
yang juga digunakan untuk melebarkan sinyal. Kode ini disebut Pseudo Random
Noise (PN Code) yang merupakan deretan data berkecepatan tinggi yang berharga
polar (-1 & +1) atau non polar (0 & 1).
Operasi dari
ujung ke ujung pada CDMA dapat dijelaskan sebagai berikut : pada sisi pancar,
sinyal dengan bit laju rendah (misal 9,6 kbps) disebar dengan mengalikannya
dengan deretan kode PN yang memiliki bit laju tinggi (misal 1,2288 Mbps). Pada
prose ini terjadi penyebaran energi pada pita frekuensi yang besar. Sinyal
tersebar ini kemudian dimodulasi dengan pembawa RF tertentu dan kemudian
dipancarkan.
Pada sisi
terima, sinyal terima didemodulasi dengan mengalikannya dengan pembawa RF yang
sama. Kemudian sinyal ini di-despread dengan mengalikannya dengan
deretan kode PN yang sama seperti pada sisi kirim. Sinyal yang telah di-despread
ini kemudian dilewatkan pada detektor bit untuk memperoleh speech digital
asal.
5. Ilustrasi
Kerja CDMA
Cara kerja
CDMA ini dapat dianalogikan dengan cara berkomunikasi dalam satu ruangan yang besar.
Setiap pasangan dapat berkomunikasi secara bersama-sama tetapi dengan bahasa
yang berbeda, sehingga pembicaraan pasangan satu bisa dianggap seperti suara
kipas bagi pengguna yang lain, karena tidak diketahui maknanya. Pada saat
banyak yang berkomunikasi maka ruangan menjadi bising. Kondisi ini membuat
ruangan menjadi tidak kondusif lagi untuk berkomunikasi. Oleh karena itu,
jumlah yang berkomunikasi harus dibatasi. Agar jumlah yang berkomunikasi bisa
maksimal maka kuat suara tiap pembicara tidak boleh terlalu keras. Analogi dan
cara kerja sistem ini digambarkan seperti Gambar :
6. Ponsel
CDMA lebih cepat panas dan tarif CDMA lebih murah
Ternyata
kemungkinan panas pada handset CDMA adalah karena proses pada CDMA lebih banyak
dibandingkan GSM. Proses yang tidak ada pada GSM adalah proses mengurai sandi
dan menyandikan setiap percakapan dan meruba-rubah frekuensi karena CDMA
berbasis spread spectrum (Spektrum Tersebar). Sehingga handset CDMA
butuh lebih banyak tenaga dalam operasinya karena tidak hanya memancar dan
menerima percakapan namun juga menyandikan dan mengurai sandi setiap
percakapan. Jadi biar tidak kepanasan waktu nelpon, solusinya adalah kita bisa
memakai headset.
Banyak orang
berpikir bahwa CDMA lebih murah dibandingkan GSM tetapi tidak bisa semobile
GSM. Kenyataan bahwa CDMA lebih murah dari pada GSM memang benar. Namun
bergantung pada operatornya. Jika operatornya memakai lisensi fixed wireless
(Flexi, StarOne, Esia, dll) memang biaya pulsanya akan lebih murah (bila
menelpon PSTN lokal). Tetapi apabila operatornya memakai lisensi wireless
(Fren, dll) biaya pulsanya bisa sama dengan biaya pulsa operator GSM. Kemudian
salah pengertian yang kedua adalah masalah mobilitas dari CDMA. Sekali lagi itu
soal lisensi apa yang dipakai. Kalau memakai lisensi fixed wireless yang
tidak semobile GSM karena sebenarnya lisensi fixed wireless hampir sama
dengan PSTN. Hanya bekerja di wilayah atau kode area tertentu, apabila keluar
dari wilayahnya maka akan langsung mati. Tetapi kalau memakai lisensi wireless
akan sama seperti GSM, bisa dibawa kemana aja asalkan masih ada sinyal.
E. Kelebihan
dan Kekurangan CDMA
Pada akhirnya teknologi CDMA itu sendiri memiliki kelebihan dan kekurangan.
Berdasarkan penjelasan-penjelasan di atas dapat disimpulkan kelebihan dan
kekurangan CDMA di antaranya adalah sebagai berikut :
1. Kelebihan CDMA
- Memeneuhi kebutuhan komunikasi data dan suara
tanpa kabel.
- Memiliki kapasitas kanal yang lebih tinggi untuk
mengatasi lebih banyak panggilan yang simultan per channel dibanding
sistem lainnya.
- Sistem CDMA menawarkan peningkatan kapasitas
melebihi sistem AMPS analog sebaik teknologi selular digital lainnya. CDMA
menghasilkan sebuah skema spread-spectrum yang secara acak menyediakan
bandwith 1.250 KHz yang tersedia untuk masing-masing pemanggil 9600 bps
bit rate.
- Meningkatkan call security. Keamanan menjadi
sifat dari pendekatan spread spectrum CDMA, dan kenyataannya teknologi ini
pertama dibangun untuk menyediakan komunikasi yang aman bagi militer.
- Mereduksi derau dan
interferensi lainnya. CDMA menaikkan rasio signal-to-noise, karena
lebarnya bandwith yang tersedia untuk pesan.
- Efisiensi daya dengan cara
memperpanjang daya hidup baterai telepon. Salah satu karakteristik CDMA
adalah kontrol power sebuah usaha untuk memperbesar kapasitas panggilan
dengan memepertahankan kekonstanan level daya yang diterima dari pemanggil
bergerak pada base station.
- Fasilitas kordinasi seluruh
frekuensi melalui base-station base station. Sistem CDMA menyediakan soft
hand-off dari satu base-station ke lainnya sebagai sebuah roaming
telepon bergerak dari sel ke sel. Ini bisa dimungkinkan karena sel CDMA
yang berdekatan menghasilkan frekuensi carrier yang sama, menjadikan dua
base-station secara simultan melayani roaming telepon bergerak pada sel
titik transisi. Soft hand off ini kenyataanya tidak terdeteksi oleh
pengguna.
- Memungkinkan pengintegrasian
layanan suara, data dan atau video. Fungsi spread-spectrum dan
power-control yang memperbesar kapasitas panggil CDMA mengakibatkan
bandwith yang cukup untuk bermacam-macam layanan data multimedia, dan
skema soft hand-off menjamin tidak hilangnya data.
- Sejumlah pelanggan dalam satu
sel dapat mengakses pita spectrum frekuensi secara bersama karena
mempergunakan teknik pengkodean tertentu.CDMA dinilai lebih advance
dibanding sistem selular digital yang sudah ada FSN mampu memberikan suara
alami yang lebih sempurna dibandingkan dengan sistem selular digital yang
sudah ada.
- Memiliki power output yang
sangat rendah yakni 0,2 watt (bandingkan dengan sistem GSM) yang
menggunakan 1,5 - 3 watt, menjadikan batere sistem CDMA lebih tahan lama.
Memerlukan daya pancar yang lebih rendah, sehingga waktu bicara
ponseldapat lebih lama.
- Beban biaya pada Telepon CDMA
bisa lebih murah karena pelanggan tidak dibebankan biaya airtime yang
selama ini menjerat pengguna GSM. Selain itu biaya relatif hemat karena
penghitungannya dilakukan secara real time yakni pulsa dihitung per detik,
tanpa pembulatan seperti halnya penghitungan pulsa GSM yang selama ini
berlaku.
- Meningkatkan kualitas suara.
- Memerlukan daya pancar yang
lebih rendah, sehingga waktu bicara ponseldapat lebih lama.
- Dapat dioperasikan bersamaan
dengan teknologi lain (misal AMPS).
- Tidak membutuhkan alokasi dan
pengelolaan frekuensi. Pada TDMA dan FDMA, pengelolaan frekuensi merupakan
tugas kritis untuk diselesaikan. Karena hanya terdapat satu kanal radio
bersama pada CDMA, tidak ada pengelolaan frekuensi yang dibutuhkan.
Kekurangan CDMA
- Kelebihan teknologi berbasis GSM diindonesia
adalah coverage yang luas dan roaming jelajah yang sangat luas baik dalam
negeri bahkan seluruh dunia, sedangkan CDMA masih sangat terbatas.
- Selain itu adanya masalah optimasi cakupan karena
cakupan CDMA dapat mengembang dan menciut. Gejala ini dikenal dengan
istilah breathing. Pada kondisi normal dimana jumlah kanal/pengguna sesuai
dengan rancangan maka derau dari pengguna lain tidak terlalu banyak.
Tetapi pada saat jumlah kanal/pengguna meningkat pada beberapa sel,
makaderau dari kanal/pengguna juga akan meningkat sehingga power control
akan memerintahkan untuk menaikkan daya pancar.
- Dengan meningkatkan daya derau dari
kanal/pengguna lain, maka kanal/pengguna ang lokasinya agak jauh dengan
base station tentunya dapat kehabisan daya ancar (sudah maksimum) yang
dapat mengakibatkan hubungan terputus. Akibat dari ini, secara sistem
adalah menciutnya cakupan suatu sel. Bila beberapa sel yang berdampingan
menciut maka daerah perbatasan antar sel tersebut menjadi tidak tercakup
(blankspot).
Tabel
Perbandingan CDMA dengan GSM
No.
|
Jenis
|
CDMA
|
GSM
|
1
|
Kualitas suara
|
Lebih jernih
|
-
|
2
|
Kualitas data
|
Lebih cepat dan berkualitas
|
Sering terjadi drop cell
|
3
|
Coverage
|
Terbatas (sementara)
|
Lebih luas
|
4
|
Biaya per user
|
Lebih murah
|
-
|
5
|
Investasi per user
|
US$ 160/S SM-Telkom Flexi US$
200-US$ 300/S SM-CDMA Wireless
|
-
|
6
|
Security
|
Tidak bisa disadap
|
Mudah disadap
|
7
|
Roaming
|
Masih terbatas
|
Luas
|
8
|
Aksesori
|
Handset terbatas dan tidak bisa
berpindah-pindah
|
Fleksibel dan banyak pilihan
|
9
|
Power output
|
Maksimum 0,2 watt, aman untuk
peralatan elektronik dan kesehatan
|
-
|
DAFTAR PUSTAKA
1. Aditya
rizky.net
2. Dornan,
andy, the essential guidde to wirelles communications applications, prentice
inc. NJ, 2001.
3. The international engineering cousortium, global
system for mobile communication (gsm) www.iec.org, 2005
nah.... sekarang ketika sarana udah ada... langsung tancaaaap!!!!!
