Sistem komunikasi seluler merupakan salah satu jenis komunikasi bergerak, yaitu suatu komunikasi antara dua buah terminal dengan salah satu atau kedua terminal berpindah tempat. Dengan adanya perpindahan tempat ini, sistem komunikasi bergerak tidak menggunakan kabel sebagai medium transmisi. transmisi. Sistem komunikasi seluler dapat melayani banyak pengguna pada cakupan area geografis yang cukup luas dalam frekuensi yang terbatas. Sistem ini juga menawarkan kualitas yang cukup tinggi dan tidak kalah jika dibandingkan dengan telepon tetap ( Public Switched Telephone Network atau PSTN) *barangkali lebih dikenal dengan istilah telepon rumah*. Untuk menambah kapasitas, daerah jangkauannya dibatasi dengan adanya pembagian area menjadi sel-sel. Dengan adanya sel-sel ini, kanal radio dapat dipergunakan kembali *istilahnya re-use* oleh base station pada jarak yang berjauhan. Ketika pengguna jasa seluer berpindah dari satu sel ke sel lain, panggilan dijaga agar tidak terinterupsi dengan menggunakan salah satu teknik switching switching , yaitu handoff . Berikut ini adalah gambaran umum sistem komunikasi seluler.
Dari gambar, dapat dilihat bahwa sistem komunikasi seluler terdiri dari komponen berikut. 1. PSTN, tersusun atas local networks local networks , exchange area networks , dan long-haul network . PSTN menginterkoneksikan antara telepon dengan peralatan komunikasi lain. 2. Mobile Switching Center Switching Center (MSC) atau Mobile Telephone Switching Office (MTSO). Dalam sistem komunikasi seluler, MSC berfungsi untuk menghubungkan menghubungkan antara telepon seluler dengan PSTN. Dalam sistem seluler analog, MSC berfungsi untuk mengatur agar sistem tetap beroperasi. Suatu MSC dapat menangani 100.000 pelanggan seluler dan 5.000 panggilan dalam waktu yang bersamaan. 3. Base Station, sering disebut juga sebagai Base Transceiver Station (BTS) pada sistem GSM, cell site ( site site). Pada base station , terdapat beberapa pemancar (seringkali disebut sebagai transmitter atau TX) dan penerima ( receiver atau RX). TX dan RX akan megangani komunikasi full duplex secara serempak. Biasanya, TX dan RX dikombinasikan menjadi transceiver (TRX) yang diletakkan di dalam suatu Radio Base Station (RBS). Base station Base station biasanya juga mempunyai menara untuk membantu proses pemancaran atau penerimaan sinyal pada antena.
4. Mobile Station (MS). MS merupakan suatu perangkat yang digunakan oleh pelanggan jasa komunikasi seluler untuk memperoleh layanan. Beberapa komponen yang ada pada MS adalah transceiver, antena, rangkaian pengontrol, dan sebagainya. Selain itu, MS juga dilengkapi dengan kartu Subscriber Identity Module (SIM) yang berisi nomor identitas pelanggan. *MS biasa dikenal sebagai Handphone alias HP dalam keseharian*
KONSEP DASAR HSDPA Monday, 22 December 2008 Written by admin • • •
Secara Umum
High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) adalah suatu teknologi terbaru dalam sistem telekomunikasi bergerak yang dikeluarkan oleh 3GPP Release 5 dan merupakan teknologi generasi 3,5 (3,5G). Teknologi yang juga merupakan pengembangan dari WCDMA, sama halnya dengan CDMA 2000 yang mengembangkan EV-DO ini didesain untuk meningkatkan kecepatan transfer data 5x lebih tinggi. HSDPA mempunyai layanan berbasis paket data di WCDMA downlink dengan data rate mencapai 14,4 Mbps dan bandwith 5 MHz pada WCDMA downlink . Untuk jenis layanan streaming , dimana layanan data ini lebih banyak pada arah downlink daripada uplink , atau dengan kata lain user lebih banyak men-download daripada meng-upload . Selain dapat meningkatkan kecepatan transfer data, ada beberapa kelebihan dari HSDPA, yaitu : · High Speed Downlink Shared Channel ( HS DSCH ), dimana kanal tersebut dapat digunakan secara bersama-sama dengan pengguna lain. · Transmission Time Interval ( TTI ) yang lebih pendek, yaitu 2 ms, sehingga kecepatan transmisi pada layer fisik dapat lebih cepat. · Menggunakan teknik penjadwalan / scheduling yang cepat · Menggunakan Adaptive Modulation and Coding ( AMC ) · Menggunakan fast Hybrid Automatic Response request (HARQ)
Gambar 2.2 Arsitektur Teknologi HSDPA
Karakteristik Sistem HSDPA 1. Adaptive Modulation and Coding
Adaptive Modulation and Coding (AMC) merupakan teknologi utama yang menyebabkan HSDPA mencapai data rate jauh lebih besar dari sistem sebelumnya. Sistem CDMA biasanya menggunakan skema modulasi konstan (misalnya M-PSK) dan fast power control agar segera dapat menyesuaikan dengan kondisi kanal. Sebaliknya, AMC menggunakan power konstan sementara skema modulasi dan koding yang berubah sesuai kondisi kanal. Hasilnya meningkatkan throughput rata-rata karena level MCS (Modulation and Coding Scheme) yang diberikan semakin tinggi sesuai kondisi yang diinginkan pengguna. 2. Hybrid Automatic Repeat Request (ARQ )
Meskipun level MCS digunakan untuk menjamin berhasilnya proses transmisi, kegagalan masih saja terjadi pada sistem nirkabel. Hal tersebut sangat dipengaruhi oleh interferensi antar pengguna dan pemancar. Pada keadaan normal rata-rata 10-30% transmisi pertama harus diulangi agar berhasil. Dengan demikian, pemilihan protocol retransmisi menjadi vital dalam kinerja sistem komunikasi nirkabel. 3GPP menetapkan HARQ untuk retransmisi karena kemampuannya mengirim kembali dengan cepat. HARQ diimplementasikan pada layer MAC (Medium Access Control) sebagai pengganti layer RLC (Radio Link Control) yang banyak digunakan untuk protokol transmisi data yang lain. Layer MAC diletakkan pada radio interface yang berhubungan langsung dengan UE sehingga menurunkan delay. Pada keadaan normal NACK diminta kurang dari 10 ms pada layer MAC padahal dengan RLC dibutuhkan antara 80-100 ms. Dengan menurunkan delay pada proses retransmisi, protokol internet yang telah diperkenalkan pada release 4 mudah diimplementasikan. Hal tersebut mendukung diterapkannya berbagai aplikasi seperti internet dan FTP. Untuk membatasi kompleksitas proses retransmisi, 3GPP menetapkan protocol SAW (Stop and Wait) . Protokol SAW bekerja dengan cara mengirimkan suatu paket dan menunggu respon UE. Yang menjadi masalah adalah jika sistem idle (diam) dan tidak merespon. Agar efisien, 3GPP memilih protokol N-channel SAW. Saat sebuah kanal N menunggu ACK atau NACK, kanal (N-1) terus mengirimkan data. Nilai N masih dievaluasi antara 2 dan 4. HARQ menggunakan buffer virtual untuk mengirimkan salinan data yang dikirim sebelumnya. Saat retransmisi diminta, data yang rusak dibandingkan dengan salinan pada buffer untuk menentukan kualitas koding sehingga proses retransmisi segera berhasil dilakukan. Hal tersebut akan meningkatkan rata-rata throughput . 3. Fast Scheduling
Perubahan dasar yang dilakukan adalah penjadwalan pada Node B. Dengan cara inilah respon terhadap perubahan kondisi kanal segera dilakukan untuk menjamin layanan untuk UE. Tiga cara penjadwalan dipakai dalam sistem HSDPA yaitu Round Robin (RR), Maximum C/I, dan Proportional Fair (PF). Penjadwalan RR bekerja berdasarkan posisi antrian, first in first out . Meskipun paling sederhana dan fair, kondisi kanal yang dipakai UE tidak dijadikan pertimbangan. Sebagai konsekuensinya pengguna tetap dijadwal meskipun kondisi kanal buruk Algoritma Maximum C/I menjadwal UE ketika memiliki nilai SIR tertinggi di antara UE lain dalam suatu sel. Asumsinya seluruh UE memiliki level MCS tertinggi untuk melakukan transmisi. Hal tersebut kurang fair karena menyebabkan hampir setengah pengguna sel tidak memperoleh pelayanan yang cukup. PF merupakan bentuk kompromi antara RR dan Maximum C/I. PF bekerja berdasarkan keseimbangan antara rata-rata SIR
yang diperoleh dengan SIR pada waktu tertentu. Hasilnya setiap pengguna dilayani saat kondisi kanal mendukung. Lebih fair karena kondisi kanal waktu tertentu pasti lebih baik daripada rataratanya 4. Handover ( Fast Cell Selection )
Perpindahan UE antarsel pada sistem CDMA pada umumnya menggunakan prosedur soft handover . Akan tetapi HSDPA menggunakan cara yang lebih cepat dengan hard handover dengan teknologi yang disebut FCS (Fast Cell Selection) . FCS bekerja dengan memantau level SIR seluruh Node B dalam jangkauan UE lalu diarahkan pada Node B yang dapat memberikan SIR lebih tinggi ( power CPICH yang lebih tinggi). Aktivitas downlink hanya dapat dilakukan pada satu Node B. Jika terdapat Node B yang memberikan level SIR yang lebih tinggi pada daerah perpindahan, seharusnya RNC yang bertanggung jawab melakukan proses handover . Dengan FCS, maka dilakukan internode handover ke Node B yang baru. Hal ini bertujuan untuk menurunkan dalam prosedur handover. delay
Konfigurasi Jaringan HSDPA
Berikut ini merupakan konfigurasi jaringan HSDPA :
Skema struktur jaringan HSDPA secara umum terdiri dari :
1. UE ( Unit Equipment ) Merupakan perangkat atau terminal pada sisi pelanggan yang berupa headset untuk mengirim dan menerima informasi.
2. Node B ( Base Transceiver Station ) Merupakan perangkat untuk mengkonversi aliran data antara interface Uu dan Iub, juga berperan dalam radio resource management.
3. RNC ( Radio Network Controller ) Radio Network Controller (RNC) di GSM disebut BSC : bertanggung jawab untuk mengontrol sumber radio dalam jaringan (satu atau lebih Node B terhubung ke RNC). Suatu RNC yang dengan beberapa Node B membentuk Radio Network Subsystem (RNS). 4. Core network, terdiri dari beberapa bagian : · Serving GPRS Support Node (SGSN) : berfungsi sama halnya seperti MSC/VLR tetapi secara khusus digunakan untuk servis Packet Switched (PS). · Gateway GPRS Support Node (GGSN) : berfungsi sama halnya seperti GMSC tetapi berhubungan dengan servis-servis PS. Model Kanal pada HSDPA
Untuk mengimplementasikan HSDPA, tiga kanal baru ditambahkan pada platform WCDMA. Terdiri atas High Speed Downlink Shared Channel (HS-DSCH), High Speed Shared Control Channel (HS-SCCH), dan Uplink High Speed Dedicated Physical Control Channel (HSDPCCH).
Keterangan: 1. High Speed Downlink Shared Channel (HS-DSCH)
HS-DSCH disediakan sebagai kanal sharing baru untuk membawa beberapa DCH (Dedicated Transport Channel) dalam satu frekuensi.Untuk lebih jelas, lihat gambar di bawah ini
Kanal transport dituntut mampu membawa data yang besar secara efisien untuk memberikan data rate yang tinggi. Data dimultipleks dalam domain waktu dan dikirim dalam beberapa TTI (Transmission Time Interval) . Setiap TTI terdiri atas 3 slot waktu yang masing-masing 2 ms. Digunakan konstan SF (spreading factor) 16 untuk proses code multiplexing sehingga tersedia 15 kanal paralel. Kanal tersebut dapat diberikan untuk satu pengguna sepanjang TTI atau dibagi dengan beberapa pengguna tergantung beban sel, kebutuhan QoS (Quality of Services) , dan kemampuan UE (User Equipment) . High Speed Shared Control Channel (HS-SCCH)
HS-SCCH digunakan untuk menandai jenis informasi sebelum penjadwalan TTI seperti channelization code set , skema modulasi, ukuran transport block , dan informasi protokol HARQ. Channelization code set dan skema modulasi merupakan parameter kritis karena menunjukkan kode-kode paralel HS-DSCH yang diminta UE dan jenis modulasi yang dipakai pada pengiriman berikutnya (QPSK atau 16 QAM). Jika informasi tersebut tidak diterima sebelum pengiriman TTI, data akan ditahan hingga UE mengenali parameter tersebut. Oleh karena itu parameter kritis dikirim di awal (pada 0,667 ms slot HS-SCCH). High Speed Uplink Dedicated Physical Control Channel (HS-DPCCH)
HS-DPCCH bertanggung jawab dalam proses uplink yaitu pengiriman ACK (acknowledgement) dan NACK (negative acknowledgement) untuk memberitahu status suatu paket data yang dikirim serta CQI (Channel Quality Indicator) . Nilai bit digunakan untuk memilih skema modulasi dan koding yang sesuai untuk pengiriman selanjutnya, dari QPSK dengan turbo code R=1/4 hingga 16-QAM dengan turbo code R=3/4. Termasuk memilih untuk tidak melakukan pengiriman jika kondisi kanal buruk. HANDOVER Pengertian Handover
Handover merupakan fasilitas dalam system seluler untuk menjamin adanya kontinyuitas komunikasi apabila pelanggan bergerak dari satu cell ke cell lain. Pergerakan user mengakibatkan perubahan yang dinamis terhadap kualitas link dan tingkat interferensi dalam sistem, oleh karena itu dibutuhkan sebuah mekanisme perancangan handover yang handal yang diharapkan dapat meningkatkan performansi jaringan. Proses Handover terjadi karena kualitas atau daya ratio turun di bawah nilai yang dispesifikasikan dalam BSC. Penurunan
level sinyal ini dideteksi dari pengukuran yang dilakukan MS maupun BTS. Konsekuensinya handover ditujukan ke sel dengan sinyal lebih besar. Selain itu, handover dapat terjadi apabila traffic dari sel yang dituju sudah penuh. Saat MS melewati sel, dialihkan ke ‘neighbouring cell’ dengan beban traffic yang lebih kecil. Handover dapat dilakukan melalui tiga cara yaitu : Melalui MS (Mobile initiated) : MS melakukan pengukuran kualitas, memilih node B terbaik dan tersambung ke node B tersebut di bantu oleh jaringan. Handover ini biasanya di picu oleh kualitas hubungan yang buruk berdasarkan pengukuran MS. · Melalui Jaringan ( Network Initiated) : Node B melakukan pengukuran dan melapor ke RNC yang akan memutuskan apakah akan dilakukan handover atau tidak. Handover ini dilakukan untuk mengontrol distribusi trafik antar sel. Jika muatan dari sel sumber melebihi level yang ditetapkan dan muatan sel tetangga dibawah level yang ditetapkan maka sel sumber akan menciutkan coverage-nya, menghandover sebagian trafik ke sel tetangga. Akibatnya kecepatan bloking dapat direduksi dan diperoleh kualitas penggunaan sumber daya sel yang lebih baik. · Mobile Assited : Jaringan dan MS sama-sama melakukan pengukuran. MS melaporkan hasil pengukuran dari Node B yang terdekat dan jaringan melakukan keputusan apakah akan melakukan handover atau tidak. Jenis Handover Pada Sistem Komunikasi Bergerak
· Intra sistem Handover Intra sistem handover terjadi dalam satu sistem dan dapat dibagi menjadi dua yaitu :
Intra frekuensi handover yang terjadi diantara sel yang memiliki carrier WCDMA yang sama. Dan Inter frekuensi handover yang terjadi diantara sel dengan carrier WCDMA yang berbeda. · Inter sistem Handover Inter sistem handover terjadi diantara sel yang memiliki 2 teknologi radio akses (RAT) atau mode radio akses (RAM) yang berbeda. Keadaan yang paling sering untuk tipe pertama adalah antara sistem WCDMA dan GSM/EDGE. Handover diantara dua sistem CDMA yang berbeda juga termasuk tipe ini. Sebagai contoh untuk inter RAM handover adalah ultra FDD dan ultra TDD. · Hard Handover
Hard handover adalah suatu kondisi dimana link radio yang lama dilepaskan sebelum link radio yang baru sempat dibangun. Untuk hubungan real time hal ini akan berarti pemutusan hubungan secara singkat, sedangkan untuk hubungan non real time hal ini berarti lossless. · Soft Handover Selama soft handover , MS secara simultan berkomunikasi dengan 2 atau lebih cell dengan BTS yang berbeda dari RNC (Intra RNC) yang sama atau RNC (Inter RNC) yang berbeda. · Softer Handover
Didalam softer handover, mobile sedikitnya dikontrol oleh 2 sektor dibawah satu BS, RNC tidak dilibatkan dan hanya ada satu loop power control yang aktif .
Prosedur dan Pengukuran Handover
Prosedur handover dapat dibagi menjadi 3 tahap yaitu :
Tahap Pengukuran ( Measurement ), dilakukan pengukuran informasi penting yang dibutuhkan untuk tahap decision. Pengukuran arah DL yang lakukan oleh MS adalah sebesar Ec/Io dari CPICH sel yang sedang melayani dan sel-sel tetangga. · Tahap Keputusan ( Decision), hasil pengukuran di bandingkan dengan threshold yang telah di tetapkan sebelumnya. Kemudian akan diputuskan apakah akan dilakukan handover atau tidak. Algoritma handover yang berbeda akan memiliki kondisi trigger yang berbeda pula. · Tahap Eksekusi ( Execution ), proses handover selesai dan parameter relatif diubah berdasarkan jenis handovernya. Sebagai contoh hubungan dengan Node B apakah ditambah atau diputuskan. Hysteresis margin pada handover berguna untuk mengurangi efek ping-pong , yaitu suatu fenomena ketika UE bergerak keluar daerah cakupan sel yang secara berulang terjadi. Selain itu adanya pergerakan UE mengakibatkan timbulnya efek fading dari kanal radio yang juga bisa mempengaruhi efek ping-pong. Dengan adanya hysteresis margin, efek ping-pong bisa di atasi karena UE tidak handover secara tiba-tiba pada BS yang lebih baik.
Handover pada Jaringan HSDPA
Tidak seperti pada Release 99, HSDPA tidak hanya menggunakan soft handover , tetapi menggunakan suatu algoritma hard handover untuk switch antara Node B. UE selalu memonitor semua Node B yang berada pada active set dan memberikan laporan ke UTRAN pada saat adanya perubahan pada sel yang paling bagus. Kemudian UTRAN akan mengkonfigurasi ulang sel HS-DSCH yang melayani dengan menggunakan konfigurasi synchronous atau asynchronous handover . Pada jaringan HSDPA, ada 3 tipe Handover : 1. Inter-Node B HS-DSCH to HS-DSCH handover HSDPA mendukung pergerakan antar sector dalam satu Node B, dan antara beberapa Node B yang berbeda. Inter Node B handover dapat diilustrasikan pada gambar di bawah ini, dimana UE dapat berganti sel HS-DSCH yang melayani dari sel asal ke sel target.
2. Intra-Node B HS-DSCH to HS-DSCH handover Intra Node B HS-DSCH to HS-DSCH handover terjadi antara 2 sektor dalam Node B yang sama. Prosedur handover nya sama dengan inter Node B , kecuali untuk pengiriman buffer paket dan pada penerima uplink dari HS-DPCCH.
3. HS-DSCH to DCH handover
Handover HS-DSCH ke DCH diperlukan oleh pelanggan HSDPA yang bergerak dari satu sel dengan jaringan HSDPA ke suatu sel tanpa jaringan HSDPA. Handover ini sering juga disebut sebagai Intersystem Handover HSDPA to GPRS.
Sedangkan untuk prosedurnya sebagai berikut:
Keterangan: · Pada saat RNC mendeteksi bahwa jaringan HSDPA semakin melemah, RNC akan meminta UE untuk melakukan pengukuran target sel dari jaringan 2G. Jika target sel yang paling bagus dari jaringan 2G telah diidentifikasi, RNC akan memerintahkan UE untuk berpindah ke jaringan 2G dengan pesan Cell Change Order. · Pada saat UE telah pindah ke jaringan 2G, pesan tersebut juga membaca informasi sistem 2G meliputi routing , location area codes , dan operasi mode network. Operasi mode network
digunakan untuk menentukan sesuai atau tidaknya lokasi dan routing area, oleh karena itu diperlukan suatu interface yang menghubungkan antara MSC dan 2G SGSN. · UE akan mengirim pesan Routing Area Update ke 2G SGSN. Pesan SRNS ( Serving Radio Network Subsystem) memberitahukan RNC untuk mulai buffering dan tidak mengirim data ke Node B lagi. Prosedur selesai saat 2G SGSN mengirim pesan SGSN Context Acknowledge , dan ini berarti bahwa 2G SGSN telah siap menerima data dari paket sebelumnya. · Lalu 3G SGSN mengirim pesan SRNS Data Forwarding Command ke RNC, pesan inimemerintahkan RNC untuk memulai pengiriman data melalui 2G SGSN, dan mengirim data tersebut ke UE melalui jaringan 2G. Lokasi UE akan selalu di update sehingga data dikirim langsung dari GGSN ke 2G SGSN. Lalu 2G SGSN mengirim pesan Routing Area Update Accept dan UE memberitahukannya dengan mengirim pesan Routing Area Update Complete. QUALITY OF SERVICE ( QOS) HSDPA
Quality of Service merupakan kemampuan suatu jaringan untuk menyediakan layanan yang lebih baik pada trafik data tertentu dalam berbagai jenis platform teknologi QOS tidak diperoleh langsung dari infrastruktur yang ada, melainkan diperoleh dengan mengimplementasikannya pada jaringan yang bersangkutan. QoS pada HSDPA adalah parameter- parameter yang menunjukkan kualitas paket data jaringan. Aplikasi dari layanan HSDPA ada 2 yaitu aplikasi real time dan aplikasi non real time . Untuk aplikasi real time , contohnya video call, video streaming , VOIP, Video on Demand , tidak dapat mentolerir delay dan packet loss. Parameter Kinerja Handover pada Jaringan HSDPA 1. Throughput
Di dalam jaringan telekomunikasi throughput adalah jumlah data persatuan waktu yang dikirim untuk suatu terminal tertentu di dalam sebuah jaringan, dari suatu titik jaringan atau suatu titik ke titik jaringan yang lain. System throughput atau jumlah throughput adalah jumlah rata-rata data yang dikirimkan untuk semua terminal pada sebuah jaringan. Nilai troughput sistem ditentukan dengan :
Dimana jumlah bit data dikirim merepresentasikan jumlah kanal HS-PDSCH yang dialokasikan sesuai dengan nilai CQI dikali dengan jumlah bit maksimal yang boleh dikirim sesuai dengan jenis modulasinya, sedangkan jumlah bit data error adalah akibat dari noise AWGN. 3. Probabilitas Dropping / Packet Loss
Packet loss terjadi ketika ada peak load dan congestion ( kemacetan transmisi paket akibat padatnya traffic yang harus dilayani) dalam batas waktu tertentu, maka frame (gabungan data
payload dan header yang ditransmisikan ) suara akan dibuang sebagaimana perlakuan terhadap frame data lainnya pada jarinngan berbasis IP. Packet loss untuk aplikasi voice dan multimedia dapat ditoleransi sampai dengan 20%. ARUM KURNIAWATI_111068025
Sistem Komunikasi Bergerak Seluler Sistem Komunikasi Bergerak Seluler merupakan sistem komunikasi dengan media transmisi tanpa kabel (ruang bebas), yang mampu memberikan derajat mobilitas yang baik pada user (MS). Sistem ini dikatakan seluler karena coverage jaringannya dibagi dalam beberapa sel. Arsitektur umum sistem komunikasi bergerak seluler dapat dilihat pada gambar:
Pada gambar diatas terlihat bahwa sistem komunikasi bergerak seluler terdiri atas beberapa perangkat : Mobile Station / Mobile Unit (MS) MS adalah perangkat yang dibawa oleh user yang terdiri dari Subscriber Transceiver, Control Unit, dan Antena. Mobile Telephone Switching Office / Mobile Switching Centre (MTSO / MSC) MSC merupakan pusat koordinasi dari semua cell site yang ada dan berfungsi sebagai perangkat penyambung utama. Elemen – elemen MSC adalah Switching Unit, Processor (Database Processor, Switch Processor, dan Coordination Processor), dan Database Unit yang terdiri dari : ■ Visitor Location Register (VLR), penyimpan data – data temporer yang masuk dari MSC lain dan sifatnya resident. ■ Home Location Register (HLR), penyimpan data – data tetap dari pelanggan dalam MSC itu sendiri. Radio Base Station / Base Transceiver Station (RBS / BTS) RBS merupakan perangkat transceiver yang berhubungan dari / ke pelanggan (interface / repeater antara MS dan MSC). Elemen – elemen RBS adalah Transceiver, Control Unit / BSC / Base Station Controller, Antena, dan Data Terminal.
Komunikasi Selular GSM Posted on 26 April 2010 by Andi Hasad Mata Kuliah Teknik Telekomunikasi, Teknik Elektro (D3) UNISMA Bekasi Definisi Komunikasi Selular
Sebuah sistem komunikasi bergerak selular menggunakan sejumlah besar pemancar berdaya rendah untuk menciptakan sel (daerah geografis) layanan dasar dari sistem komunikasi nirkabel (tanpa kabel). Variabel tingkat daya antena pemancar, memungkinkan selsel diubah ukurannya menyesuaikan kepadatan pelanggan dan permintaan dalam suatu wilayah tertentu.
Gambar 1. Konsep Sel Sebagai pengguna ponsel yang bergerak dari sel ke sel, percakapan dilakukan dengan teknik hand off antara sel-sel untuk mempertahankan layanan komunikasi agar berjalan lancar (tidak terputus). Saluran frekuensi yang digunakan dalam satu sel dapat digunakan kembali di sel lain yang letaknya agak jauh. Sel dapat ditambahkan untuk mengakomodasi pertumbuhan pelanggan , menciptakan sel-sel baru di daerah yang belum terlayani atau overlay sel di daerah yang telah terlayani.
Gambar 2. Prinsip dasar komunikasi selular Sejarah dan perkembangan GSM
Teknologi komunikasi selular sebenarnya sudah berkembang dan banyak digunakan pada awal tahun 1980-an, diantaranya sistem C-NET yang dikembangkan di Jerman dan Portugal oleh Siemens, sistem RC-2000 yang dikembangkan di Prancis, sistem NMT yang dikembangkan di Belanda dan Skandinavia oleh Ericsson, serta sistem TACS yang beroperasi di Inggris. Namun teknologinya yang masih analog membuat sistem yang digunakan bersifat regional sehingga sistem antara negara satu dengan yang lain tidak saling kompatibel dan menyebabkan mobilitas pengguna terbatas pada suatu area sistem teknologi tertentu saja (tidak bisa melakukan roaming antar negara). Teknologi analog yang berkembang, semakin tidak sesuai dengan perkembangan masyarakat Eropa yang semakin dinamis, maka untuk mengatasi keterbatasannya, negara-negara Eropa membentuk sebuah organisasi pada tahun 1982 yang bertujuan untuk menentukan standarstandar komunikasi selular yang dapat digunakan di semua negara Eropa. Organisasi ini dinamakan Group Special Mobile (GSM). Organisasi ini memelopori munculnya teknologi digital selular yang kemudian dikenal dengan nama Global System for Mobile Communication atau GSM.
Gambar 3. Perpindahan Sel Menggunakan Teknik Handoff GSM muncul pada pertengahan 1991 dan akhirnya dijadikan standar telekomunikasi selular untuk seluruh Eropa oleh ETSI ( European Telecomunication Standard Institute ). Pengoperasian GSM secara komersil baru dapat dimulai pada awal kuartal terakhir 1992 karena GSM merupakan teknologi yang kompleks dan butuh pengkajian yang mendalam untuk bisa dijadikan standar. Pada September 1992, standar type approval untuk handphone disepakati dengan mempertimbangkan dan memasukkan puluhan item pengujian dalam memproduksi GSM. Pada awal pengoperasiannya, GSM telah mengantisipasi perkembangan jumlah penggunanya yang sangat pesat dan arah pelayanan per area yang tinggi, sehingga arah perkembangan teknologi GSM adalah DCS (Digital Cellular System) pada alokasi frekuensi 1800 Mhz. Dengan frekuensi tersebut, akan dicapai kapasitas pelanggan yang semakin besar per satuan sel. Selain itu, dengan luas sel yang semakin kecil akan dapat menurunkan kekuatan daya pancar handphone, sehingga bahaya radiasi yang timbul terhadap organ kepala akan dapat di kurangi. Pemakaian GSM kemudian meluas ke Asia dan Amerika, termasuk Indonesia. Indonesia awalnya menggunakan sistm telepon selular analog yang bernama AMPS (Advances Mobile Phone System) dan NMT (Nordic Mobile Telephone). Namun dengan hadir dan dijadikannnya standar sistem komunikasi selular membuat sistem analog perlahan menghilang, tidak hanya di Indonesia, tapi juga di Eropa. Pengguna GSM pun semakin lama semakin bertambah. Pada akhir tahun 2005, pelanggan GSM di dunia telah mencapai 1,5 triliun pelanggan. Akhirnya GSM tumbuh dan berkembang sebagai sistem telekomunikasi seluler yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Spesifikasi teknis GSM
Di Eropa, pada awalnya GSM didesain untuk beroperasi pada frekuensi 900 Mhz. Pada frekuensi ini, frekuensi uplinks-nya digunakan frekuensi 890–915 MHz , sedangkan fr ekuensi downlinksnya menggunakan frekuensi 935–960 MHz. Bandwith yang digunakan adalah 25 Mhz (915–890 = 960–935 = 25 Mhz), dan lebar kanal sebesar 200 Khz. Dari keduanya, maka didapatkan 125 kanal, dimana 124 kanal digunakan untuk suara dan satu kanal untuk sinyal. Pada perkembangannya, jumlah kanal 124 semakin tidak mencukupi dalam pemenuhan kebutuhan yang disebabkan pesatnya pertambahan jumlah pengguna. Untuk memenuhi kebutuhan kanal yang lebih banyak, maka regulator GSM di Eropa mencoba menggunakan tambahan frekuensi untuk GSM pada band frekuensi di range 1800 Mhz dengan frekuensi 1710-1785 Mhz sebagai frekuensi uplinks dan frekuensi 1805-1880 Mhz sebagai fre kuensi downlinks. GSM dengan frekuensinya yang baru ini kemudian dikenal dengan sebutan GSM 1800, yang menyediakan bandwidth sebesar 75 Mhz (1880-1805 = 1785–1710 = 75 Mhz). Dengan lebar kanal yang tetap sama yaitu 200 Khz sama, pada saat GSM pada frekuensi 900 Mhz, maka pada GSM 1800 ini akan tersedia sebanyak 375 kanal. Di Eropa, standar-standar GSM kemudian juga digunakan untuk komunikasi railway, yang kemudian dikenal dengan nama GSM-R.
Gambar 4. Sistem Komunikasi Selular Digital Arsitektur jaringan GSM
Secara umum, network element dalam arsitektur jaringan GSM dapat dibagi menjadi: 1. 2. 3. 4.
Mobile Station (MS) Base Station Sub-system (BSS) Network Sub-system (NSS), Operation and Support System (OSS)
Secara bersama-sama, keseluruhan network element di atas akan membentuk sebuah PLMN (Public Land Mobile Network). Mobile Station atau MS merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan. Terdiri atas: •
•
Mobile Equipment (ME) atau handset, merupakan perangkat GSM yang berada di sisi pengguna atau pelanggan yang berfungsi sebagai terminal transceiver (pengirim dan penerima sinyal) untuk berkomunikasi dengan perangkat GSM lainnya. Subscriber Identity Module (SIM) atau SIM Card , merupakan kartu yang berisi seluruh informasi pelanggan dan beberapa informasi pelayanan. ME tidak akan dapat digunakan tanpa SIM didalamnya, kecuali untuk panggilan darurat. Data yang disimpan dalam SIM secara umum, adalah:
1. IMMSI (International Mobile Subscriber Identity) , merupakan penomoran pelanggan. 2. MSISDN (Mobile Subscriber ISDN) , nomor yang merupakan nomor panggil pelanggan.
Base Station System atau BSS , terdiri atas: •
•
BTS Base Transceiver Station , perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS dan berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal. BSC Base Station Controller , perangkat yang mengontrol kerja BTS-BTS yang berada di bawahnya dan sebagai penghubung BTS dan MSC
Network Sub System atau NSS, terdiri atas:
•
•
•
•
•
Mobile Switching Center atau MSC, merupakan sebuah network element central dalam sebuah jaringan GSM. MSC sebagai inti dari jaringan seluler, dimana MSC berperan untuk interkoneksi hubungan pembicaraan, baik antar selular maupun dengan jaringan kabel PSTN, ataupun dengan jaringan data. Home Location Register atau HLR, yang berfungsi sebagai sebuah database untuk menyimpan semua data dan informasi mengenai pelanggan agar tersimpan secara permanen. Visitor Location Register atau VLR, yang berfungsi untuk menyimpan data dan informasi pelanggan. Authentication Center atau AuC, yang diperlukan untuk menyimpan semua data yang dibutuhkan untuk memeriksa keabsahaan pelanggan. Sehingga pembicaraan pelanggan yang tidak sah dapat dihindarkan. Equipment Identity Registration atau EIR, yang memuat data-data pelanggan.
Operation and Support System atau OSS , merupakan sub sistem jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian, diantaranya fault management, configuration management, performance management, dan inventory management.
Frekuensi pada 3 Operator Terbesar di Indonesia 1. Indosat : 890 – 900 Mhz (10 Mhz) 2. Telkomsel : 900 – 907,5 Mhz (7,5 Mhz) 3. Excelcomindo : 907,5 – 915 Mhz (7,5 Mhz) Keunggulan GSM sebagai Teknologi Generasi Kedua (2G)
GSM, sebagai sistem telekomunikasi selular digital memiliki keunggulan yang jauh lebih banyak dibanding sistem analog, di antaranya: •
• •
• • •
Kapasitas sistem lebih besar, karena menggunakan teknologi digital dimana penggunaan sebuah kanal tidak hanya diperuntukkan bagi satu pengguna saja. Sehingga saat pengguna tidak mengirimkan informasi, kanal dapat digunakan oleh pengguna lain. Sifatnya yang sebagai standar internasional memungkinkan international roaming Dengan teknologi digital, tidak hanya mengantarkan suara, tapi memungkinkan servis lain seperti teks, gambar, dan video. Keamanan sistem yang lebih baik Kualitas suara lebih jernih dan peka. Mobile (dapat dibawa kemana-mana)
Bagaimanapun, keunggulan GSM yang beragam pantas saja membuatnya menjadi sistem telekomunikasi selular terbesar penggunanya di seluruh dunia. Tabel 1. Perbandingan Analog dan Digital
Standard Spectrum Channel Bandwidth
Analog
Digital
EIA-553 (AMPS) 824 MHz to 891 MHz 30 kHz
IS-54 (TDMA + AMPS) 824 MHz to 891 MHz 30 kHz
Channels Conversations per Channel Subscriber Capacity TX / RCV Type Carrier Type Mobile/Base Relationship Privacy Noise lmmunity Fraud Detection
21 CC / 395 VC 1
21 CC / 395 VC 3 or 6
40 to 50 Conversations per 125 to 300 Conversations cell per cell Continuous Time sharedbursts Constant phase Variable Constant frequency frequency Variable phase Mobile slaved to base Authority shared Mobile cooperatively Poor Better—easily scrambled Poor High ESN plus optional password (PIN)
ESN plus optional password (PIN)
