Dasar Teknologi Selular 3G (1)

DiBuat Oleh : Galang PNH

Sejarah dan Perkembangan Teknologi Telekomunikasi Bergerak 3G

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 standar-standar komunikasi selular yang dapat digunakan di semua negara Eropa. Organisasi ini dinamakan Group Special Mobile (GSM). Organisasi ini mempelopori munculnya teknologi digital selular yang kemudian dikenal dengan nama Global System for Mobile Communication atau GSM.

GSM merupakan suatu standarisasi untuk komunikasi bergerak yang dikenal dengan Telekomunikasi Bergerak Generasi 2 (2G). 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 dikurangi. Pemakaian GSM kemudian meluas ke Asia dan Amerika, termasuk Indonesia. Indonesia awalnya menggunakan sistem telepon selular analog yang bernama AMPS (Advances Mobile Phone System) dan NMT (Nordic Mobile Telephone). AMPS ini merupakan sebuah standarisasi untuk komunikasi bergerak yang pertama yang sering dikenal dengan standarisasi 1G. Namun seiring dengan hadirnya 2G/ Standarisasi GSM 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.

Dengan adanya Booming jejaring social dan teknologi internet menyebabkan jaringan bergerak 2G tidak lagi hanya digunakan untuk komunikasi voice namun juga data. Seiring dengan waktu yang berjalan standarisasi 2G tidak lagi dirasakan cukup untuk menangani laju lalu lintas data yang bergerak dan semakin membesar volumenya. Meskipun standarisasi 2G tersebut telah di optimalkan dengan penggunaan teknologi Edge atau yang dikenal dengan standarisasi telekomunikasi bergerak 2,5G tetap saja dirasakan tidak cukup. Maka pada akhir tahun 2005 munculah standarisasi baru untuk telekomunikasi bergerak 3G.

3G adalah standarisasi baru yang diharapkan mampu untuk menangani volume lalu lintas data yang besar.Standarisasi ini merupakan pengembangan dari teknologi yang digunakan pada jaringan 2G. pada 2G teknologinya menggunakan system TDMA, namun pada 3G teknologi yang digunakan menggunakan system CDMA dan dikembangkan lagi menjadi W-CDMA. Pada awal standarisasi ini (Sering disebut Release 99) kecepatan transfer data secara teoritis mencapai 384 Kbps. Namun pada saat ini standarisasi 3G ( Release 8 ) telah memiliki kecepatan transfer data yang secara teoritis mencapai 45Mbits dengan dikenalkannya teknologi HSPA+.

Arsitektur3G

Di Eropa, pada awalnya GSM didesain untuk beroperasi pada frekuensi 900 Mhz. Pada frekuensi ini, untuk jalur uplinks-nya menggunakan frekuensi 890–915 MHz , sedangkan untuk jalur downlinksnya menggunakan frekuensi 935–960 MHz. Bandwidth yang digunakan adalah sebesar 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 signalling.

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 jalur uplinks dan frekuensi 1805-1880 Mhz sebagai jalur 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 untuk 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.

Pada 3G frekuensi yang dialokasikan adalah 1885–2025 MHz dari MS ke Node-B ( Uplink ) dan 2110–2200 MHz ( Downlink ) dengan lebar bandwith 5 MHz perkanal.Bandwith yang sangat lebar ini menyebakan timbulnya banyak kritik sehingga menyebabkan tertundanya implementasi ini di beberapa Negara.

Network element dalam arsitektur jaringan GSM dapat dibagi menjadi:

1. User Equipment( UE)

· Mobile Station ( MS) merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan.

· Mobile Equipment (ME) atau handset, merupakan perangkat 3G yang berada di sisi pengguna atau pelanggan yang berfungsi sebagai terminal transceiver (pengirim dan penerima sinyal) untuk berkomunikasi dengan perangkat 3G lainnya.

· Universal Subscriber Identity Module ( USIM) 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:

· International Mobile Subscriber Identity (IMMSI), merupakan penomoran pelanggan.

· Mobile Subscriber ISDN(MSISDN), nomor yang merupakan nomor panggil pelanggan.

2. Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN)

· Node-B, perangkat BTS yang berhubungan langsung dengan MS dan berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal radio.

· RNC, Radio Network Controller, perangkat yang mengontrol kerja BTS-BTS Node-B yang berada di bawahnya dan sebagai penghubung BTS dan MSC.RNC menangani protocol-protokol penting seperti RRC (Radio Resource Control), RLC (Radio Link Control), MAC (Media Access Control) protocols, dan beberapa protokol tambahan seperti Radio Bearer, Chippering dan Integrity.

3. Core Network( CN)

· 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.Pada 3G MSC hanya berfungsi untuk mengatur cara kerja dari MGW sehingga tidak lagi mengatur langsung dalam Interkoneksi hubungan pembicaraan.pada 3G MSC ini disebut dengan nama MSC-Server.

· Serving GPRS Support Node atau SGSN pada GSM berfungsi untuk melakukan pengaturan transfer data dengan mode PS (Packet Switched). Namun pada 3G SGSN hanya berfungsi untuk melakukan pengaturan fungsi kerja MGW sehingga tidak lagi mengatur langsung dalam Interkoneksi packed Switched .pada 3G SGSN ini disebut dengan nama GSN-Server.

· Media Gateway atau MGW berfungsi untuk melakukan pengaturan transfer data, baik pada mode CS ( Circuit Switched ) maupun pada mode PS ( Packet Switched ).

· 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 sementara.

· 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.

4. Operation and Support System (OSS)

· Fault management merupakan sebuah fungsi untuk melakukan monitoring alarm dan untuk mensupport bila ada clearance alarm pada suatu site

· Configuration management merupakan sebuah fungsi untuk melakukan penambahan dan pengurangan perangkat keras pada jaringan 3G.

· Performance managementmerupakan sebuah fungsi untuk melakukan optimisasi baik perangkat keras maupun perangkat lunak pada jaringan GSM tersebut.Biasanya optim ini erat berkaitan dengan optimisasi traffic. Pada nokia system ini disebut dengan nama ND ( Network Doctor )

· Inventory management merupakan sebuah fungsi untuk melakukan pendataan mengenai besaran traffic yang ditangani oleh network tersebut.

Gambar Struktur Jaringan 3G

.,