KONSEP SELULER Seluler adalah suatu sistem komunikasi yang memberikan layanan telekomunikasi baik data, voice, maupun video dimana akses pelanggannya dapatdilakukan dalam keadaan bergerak. Dengan adanya konsep seluler ini maka penggunadapat melakukan hubungan komunikasi dengan pengguna lain tanpa harus bergantung pada media fisik yang dapat membatasi. Seluler sendiri terbentuk dari kata ‘cell’ yang berarti yang berarti beberapa wilayah cakupan (sel) kecil-kecil.
1. Sel Pembagian sel-sel dalam sistem seluler dimodelkan dlam bentuk hexagonal.Tiap selnya mengacu pada satu frekuensi kanal dan masing-masing tidak boleh berfrekuensi berdekatan atau bahkan sama agar tidak terjadi overlapping.Berdasarkan jari-jari sel, terdapat tiga jenis sel, yaitu: a) Sel Besar (Makro Cell). Jenis sel ini biasa digunakan pada daerah urban dimanaterdapat gedunggedung tinggi dan daerah yang padat penduduk agar dapatmenopang konsumsi sel-sel kecil ( cell splitting). Jarak sel minimal adalah 1 km dan biasanya digunakan untuk jari-jari sel di atas 3 km. b) Sel Kecil (Mikro Cell). Jari-jari yang digunakan untuk model sel kecil ini akuratdengan rentang 0,2 km sampai 5 km, biasanya sekitar sekit ar 3 km. Karakteristik Karakterist ik lain pada sel ini yaitu ketinggian ketinggi an antena yang berkisar 4 m – m – 50 50 m c) Pico Cell dimana sel ini biasanya terdapat didalam suatu gedung atau ruangan (bersifat indoor) untuk dapat menopang besarnya traffic yang terjadi di dalam gedung itu dan untuk mengatasi interferensi sinyal akibat pemantulan dari dinding gedung
Gambar 1.1 : macam sel
Ukuran sel pada system komunikasi seluler dapat dipengaruhi oleh: 1.Kepadatan pada traffic. 2.Daya pemancar, yaitu Base Station (BS) dan Mobile Station (MS). 3.Dan faktor alam, seperti udara, laut, gunung, gedung-gedung, dan lain-lain. Akan tetapi batasan-batasan tersebut akhirnya ditentukan sendiri oleh kuatnya sinyal radio antar Base Station (BS) dan Mobile Station (MS).
2. Site Site adalah perangkat perangkat yang mendukung atau membangun suatu sistem dalam mentransmisikan jaringan, biasanya diletakkan di atas sebuah menara atau tower dengan ketinggian tertentu, diletakkan dengan ketinggian ini bertujuan agar transmisi dapat dipancarkan dengan lebih baik tanpa terhalang.
3. Cluster Cluster adalah gabungan dari sekelompok cell yang berada dalam coverage terdekat. Dan masing masing selnya memiliki frekuensi yang berbeda dengan sel lain yang berada disekitarnya. Dapat dihitung dengan perumusan : 2
Z =K Dengan K adalah ukuran cluster 2
2
K = i + j + i.j
4. Frequency Reuse
Sistem radio seluler mengandalkan pengalokasian kanal yang cerdas dan penggunaan ulang frekuensi pada keseluruhan daerah cakupan. Setiap stasiun basis seluler dialokasikan untuk satu grup kanal yang akan digunakan dalam satu wilayah geografis kecil yang disebut sel. Stasiun-stasiun basis yang berdekatan harus dialokasikan untuk grup kanal yang berbeda. Antena stasiun basis dirancang untuk melayani daerah tertentu saja. Dengan membatasi daerah cakupan antena sebatas satu sel saja, maka grup-grup kanal yang sama dapat digunakan kembali pada selsel yang letaknya berjauhan. Proses perancangan pemilihan dan pengalokasian grup-grup kanal untuk semua stasiun basis seluler dalam suatu sistem disebut penggunaan ulang frekuensi ( frequency reuse) atau perencanaan frekuensi. Gambar2.1 memperlihatkan penggunaan ulang frekuensi pada konsep seluler, dimana selsel yang berlabel sama menggunakan grup kanal yang sama pula. Sel-sel berbentuk segienam merupakan pemodelan cakupan radio tiap-tiap stasiun basis yang telah disederhanakan untuk mempermudah analisis. Daerah cakupan sel yag sebenarnya disebut footprint dan dapat ditentukan melalui pengukuran medan atau dari model-model perkiraan perambatan gelombang. Pemilihan bentuk sel ini adalah karena segienam dapat mencakup dengan tepat keseluruhan wilayah pelayanan tanpa tumpang tindih, dan paling mendekati pola radiasi lingkaran yang dihasilkan oleh antena stasiun basis omni-direksional dan perambatan ruang bebas. Dengan menggunakan sel berbentuk segienam, antena pengirim pada stasiun basis dapat diletakkan di pusat atau di sudut sel. Eksitasi di pusat sel biasanya menggunakan antena omnidireksional, sedangkan eksitasi di sudut sel menggunakan antena direksional tersektor. Pertimbangan praktis biasanya tidak memugkinkan penempatan antena di pusat atau di sudut sel dengan tepat. Sebagian besar sistem memperbolehkan penempatan antena hinga sejauh 1/4 kali radius sel dari letak idealnya. Jika suatu sistem seluler mempunyai kanal total sebanyak S, setiap grup kanal terdiri atas k kanal (k < S), dan S dibagi sama banyak untuk N sel, maka jumlah total kanal radio yang dapat digunakan adalah S=kN
(1)
Jumlah sel yang dengan tepat menggunakan keseluruhan frekuensi, yaitu N sel, disebut kelompok sel atau kluster. Jika sebuah kelompok sel digandakan dalam sebuah sistem sebanyak M kali, maka jumlah kanal total C yang merupakan ukuran kapasitas sistem tersebut adalah
C=MkN=MS
(2)
Sesuai dengan persamaan (2), kapasitas sistem seluler sebanding dengan jumlah penggandaan kluster. Faktor N disebut ukuran kelompok sel dan biasanya berjumlah 4, 7, atau 12 sel. Jika ukuran atau besar N diperkecil dan raius sel tetap, maka dibutuhkan lebih banyak kelompok sel yang berarti memperbesar kapasitas total C. Ukuran kelompok sel yang besar menandakan bahwa perbandingan radius sel dan jarak antara sel-sel yang ko-kanal juga besar. Sebaliknya, ukuran kelompok sel yang kecil menunjukkan bahwa jarak antara sel-sel yang ko-kanal juga kecil. Nilai N merupakan fungsi dari besar interferensi yang dapat diterima oleh pelanggan atau stasiun basis untuk tetap menjaga kualitas komunikasi. Sudut pandang perancangan akan mengusahakan nilai N yang sekecil mungkin untuk menghasilkan kapasitas total C yang sebesar-besarnya. Faktor penggunaan ulang frekuensi dari sebuah sistem seluler adalah 1/N, karena tiap sel dalam suatu kelompok sel hanya mempunyai 1/N kali jumlah kanal yang dapat digunakan di dalam sistem.
Gambar 2.1 Penggunaan ulang frekuensi pada konsep seluler (N=4 )
Pada gambar II dapat dilihat penggunaan ulang kanal frekuensi, pada sel a yang menggunakan kanal radio f1 mempunyai radius R dapat digunakan ulang pada sel yang berbeda dengan jangkauan yang sama pada jarak D dari sel yang sebelumnya.
Gambar 2.2 Konsep Frekuensi Reuse
Sedangkan jarak pemisah relatif terhadap radius sel dinyatakan dengan (D/R). Persamaan rumus di bawah ini:
D/R=
3K
Dimana : D= jarak antara BS dengan BS yang lain R = radius sel K = jumlah pola frekuensi
Konsep frequency reuse dapat meningkatkan efisiensi pada penggunaan spektrum frekuensi, akan tetapi harus diikuti dengan pola tertentu dan teratur agar tidak terjadi interferensi kanal. Kegunaan :
1. Keterbatasan alokasi frekuensi 2. Keterbatasan area cakupan cell (coverage area). 3. Menaikkan jumlah kanal. 4. Membentuk cluster yang berisi beberapa cell.
5. Cell Splitting Untuk mengatasi jumlah pelangganyang terus meningkat maka digunakan-lahteknik cell splitting yaitu membelah sel induk (makro cell) ke dalam beberapa sel kecil danmasing-masing mempunyai jumlah kanalyang sama serta dapat melayani jumlah pelanggan yang sama seperti sel asalnya.
Dengan
metode
itulah
maka
tidak
perlu
ada
penambahan
bandwidth
seiring bertambahnya jumlah pelanggan.Metode yang digunakan pada cell splitting disebut juga sektorisasi yang biasa dilakukan pada pusat sel atau membagi pusat grup sel menjadi beberapasel kecil agar dapat menampung semua pelanggan yang tersebar tersebut.Dari gambar dapat diamati bahwa dari sel besar yang awalnya berjumlah 4setelah dilakukan sektorisasi maka akan ada penambahan jumlah sel menjadi 6,karena pada prosesnya sel besar disektorisasi menjadi 2 buah sel lain yang lebihkecil.
6. Interferensi Interferensi adalah suatu gangguan yang terjadi pada proses pentransmisiansinyal karena adanya kesamaan frekuensi atau frekuensinya yang berdekatan dengansinyal lain. Selain interferensi ada juga beberapa gangguan lain yang bisa terjadi padasinyal seperti noise (keadaan dimana sinyal pengganggu lebih kuat daripada sinyalinformasi), dan redaman (berkurangnya kuat sinyal). Ada beberapa macam interferensi, diantaranya :
1. Co-Channel Interferensi / CCI CCI terjadi disebabkan oleh sel-sel yang menggunakan frekuensi yang sama. Interferensi ini dapat diatasi dengan menggunakan metoda pengulangan frekuensi atau frequency reuse yang digunakan dalam sistem komunikasi seluler memang berguna untuk meningkatkan efisiensi penggunaan spektrum, namun disamping itu juga menimbulkan pengaruh interferensi co-channel dikatakan co disini karena kanal frekuensi yang sama digunakan secara bersamaan di sel-sel co-channel yang berbeda.
gambar 4.1 : terjadinya CCI
Penggunaan frekuensi re-use ini pada kejadian Co-Channel Interferensi bertujuan untuk mengatasi
2. Adjacent Interferensi Adjacent interferensi disebabkan oleh interferensi sinyal yang berasal dari sel sebelah. Selain itu hal ini juga dikarenakan tidak sempurnanya frekuensi operasi dari filter pada receiver. Penggunaan filter ini mengakibatkan frekwensi yang berdekatan dapat lolos dari filter. Interferensi ini timbul karena dua buah sel yang bersebelahan menggunakan dua kanal frekuensi yang berdekatan. Interferensi ini akan menjadi masalah yang serius bila kanal yang bersebelahanan dari pengguna tersebut mentransmisikan informasi pada frekwensi yang sangat dekat dengan frekwensi pengguna. Efek dari adjacent channel interference dapat diperkecil dengan proses filterisasi yang baik dan pembagian kanal ( channel assignment ) yang baik. Channel assignment dilakukan dengan memberikan jarak frekuensi pemisah yang
cukup besar antara satu kanal dengan kanal yang lainnya. Cara efektif untuk membatasi interferensi ini adalah pengurangan tinggi antena dan downtilt antena. Metoda ini dapat membatasi jangkauan tanpa mengurangi daya near-end secara drastis.
daya
Kanal
Kanal
Kanal
Batas ambang daya interferensi yang diijinkan
x f
Gambar 4.2 : grafik interferensi
Secara keseluruhan, cara untuk mengurangi interferensi adalah: 1. Management Frekwensi yang baik. 2. Inteligent Frequency Assignment. 3. Memberikan Frekwensi yang tepat terhadap MS. 4. Desain bentuk Antena. 5. Kemiringan Antena. 6. Mengurangi ketinggian Antena. 7. Mengurangi daya pancar. 8. Pemilihan lokasi cell site yang tepat.
7. Sektorisasi Sektorisasi adalah suatu proses membagi suatu sel menjadi sel sel yang lebih kecil dimana masing masing sel mempunyai base station sendiri. Sel akan dibagi menjadi beberapa sektor. Pembagian sektor-sektor ini dilakukan berdasarkan sudut-sudut tertentu sesuai dengan kapasitas channel yang dibutuhkan, sudut yang biasa digunakan adalah 60° dan 120°. Masing-masing sektor tersebut memiliki beberapa channel. Sebelum suatu sel disektoring biasanya sel tersebut menggunakan antenna yang bersifat omnidirectional
8. Multiple Access Multiple access adalah suatu teknik yang memungkinkan suatu titik ( BaseStation ) untuk dapat diakses oleh beberapa titik yang saling berjauhan dengan tidak saling mengganggu. Fungsinya adalah agar beberapa informasi dapat dikirimkan dalamsatu spectrum secara bersamaan, dibagi menjadi:
a). FDMA (Frekuensi Division Multiple Access) yaitu pembedaan antar saluranyang dilakukan dengan pembedaan frekuensinya (frequency separation).
b). TDMA (Time Division Multiple Access) yaitu pembedaan antar saluran/kanalyang dilakukan dengan cara pembedaan waktu per slot.
c). CDMA (Code Division Multiple Access) digunakan pada saat waktu danfrekuensi yang sama, pembedaannya hanya dilakukan pada proses pengkodean
9. Modulasi Modulasi adalah proses penumpangan sinyal informasi ke dalam sinyal pembawa (carrier wave) yang memiliki frekuensi lebih besar. Dengan adanya modulasisinyal maka pentransmisian sinyal menjadi lebih mudah, performa pengirimannya lebih baik, serta mengurangi efek noise dan interferensi. Modulasi dibagi menjadi:
1) Modulasi Analog
9.1.1 Amplitude Modulation (AM) yaitu modulasi yang informasinyaditumpangakan ke dalam gugus amplitudo dimana sinyal AM ini nantinyahanya dapat diperkuat dengan penguat linear dan sangat dipengaruhi olehnoise eksternal selama transmisi.
9.1.2 Frequency Modulation (FM) yaitu sinyal informasi yang ada ditumpangakan pada gugus frekuensi dan merupakan jenis modulasi sudut. Dengan FM ini,sinyal dapat diperkuat tidak harus di daerah linear sertatahan terhadap noisedari luar.
9.1.3 Phase Modulation (PM) dimana sinyal informasi ditumpangakan pada gugusfase sinyal carrier.
2). Modulasi Digital Amplitude Shift Keying (ASK)
Frequency Shift Keying (FSK) Phase Shift Keying (PSK) Double Side Band (DSB)
10. Multiplexing Yaitu penggabungan beberapa kanal/saluran menjadi satu dalam bentuk sinyallain yang nantinya akan dikirimkan secara bersamaan tanpa adanya gangguan satu samalainnya. Kebalikan dari proses multiplexing adalah demultiplexing yaitu pemisahan gabungan kanal menjadi sinyalsinyal untuk dapat disampaikan ke tujuan masing-masing.
Multiplex terdiri atas:
a. Time Division Multiplexing (TDM)Yaitu dengan metode pemisahan atau pergiliran waktu pemakaian salurantransmisi dengan alokasi satu slot waktu bagi setiap user. Dibagi menjadi dua jenis yaitu synchronous TDM dan asynchronous TDM.
b. Frequency Division Multiplexing (FDM)Yaitu pentransmisian informasi dalam waktu bersamaan dengan frekuensi berbeda. Biasanya digunakan pada sinyal analog seperti pada radio dan TV,serta frekuensi carrier dipisah dengan informasi agar sinyal-sinyal tidak salingtumpang tindih.
11. Duplexing Yaitu suatu komunikasi yang terjadi antara dua pihak terkait secara bersamaan,kaitannya dalam telekomunikasi adalah proses komunikasi lewat telepon secara bergantian. a).Half Duplex : komunikasi dua arah secara bergantian dimana pengguna menyampaikan informasi tidak dalam waktu yang sama melainkan salah satu pengguna menunggu pihak pengguna lain untuk dapat memulai pembicaraan dan begitu seterusnya. Contoh : walkie-talkie, radio amatir. b) Full Duplex : komunikasi dua arah secara bersamaan tanpa harus menunggu waktu pihak lain menyelesaikan pembicaraan. Contoh : telepon.
12. Badan Standaridisasi
Badan Standardisasi ini berfungsi untuk memberikan pedoman dan persyaratanminimal agar interworking perangkat bekera secara tepat. Ada beberapa badan/lembaga dalam tingkat internasional, regional, dan domestik, seperti:
A. Internasional ITU (International Telecommunication Union) CCITT untuk ITU-T CCIR untuk ITU-R IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineering)
B. Regional ETSI (European Telecommunication Standard Institute) PASC (Pacific Arean Standards Congress) ACCSQ (ASEAN Consltative Committee for Standards and Quality)
C. Domestik USITA (US Independent Telephone Association) BSN (Badan Standardisasi Nasional)
D. Perusahaan Telkom Bell System
13. Handover Handover terjadi apabila ada suatu proses perubahan frekuensi secara otomatis bersamaan dengan berpindahnya MS (mobile station) ke daerah frekuensi yang berbeda dari frekuensi sebelumnya, dan perpindahan ini bertujuan agar hubungan atau koneksi antara frekuensi tidak harus terputus. Variasi radio channelnya yang berubah. Akibat adanya proses handover ini sering terjadi interferensi dan crosstalk jika kita melakukan komunikasi seluler pada daerah ‘perpindahan sel’ karena handover sendiri sangat mempengaruhi frekuensi jaringan.
14. Location Update Location Update (LU) adalah proses pembaruan data di HLR dan MSC/VLR pada saat MS berpindah lokasi dari satu MSC ke MSC lainnya. Dilakukan pada saat: a. MS melakukan perpindahan dari area MSC/VLR yang satu ke area MSC/VLR yang lain b. Pada saat jaringan membutuhkan informasi updating. c. Pada saat IMSI attach/detach (pada saat mematikan atau menghidupkan handphone)
Referensi Wibisono, Gunawan, dkk. 2008. Konsep Teknologi Seluler. Bandung: Informatika. Lee, William C.Y. 1989. Mobile Cellular Telecommunications S ystem. Singapore: Mc-Graw Hill Dodd, Annabel Z. 2000. The Essential Guide to Telecommunications. Yogyakarta: ANDI Modul OpenMind MobileComm laboratory Bahan Mata Kuliah Pengantar S1 Teknik Telekomunikasi 2013
