Umum Arsitektur Protokol Jaringan Data Paket Kecepatan Tinggi Berbasiskan

BAB II SISTEM CDMA 2000 1X EV-DO EVOLUTION-DATA OPTIMIZED

2.1 Umum

Sistem komunikasi dewasa ini sudah semakin berkembang, terutama sistem komunikasi bergerak. Banyak teknologi komunikasi bergerak yang berkembang pesat dan menawarkan berbagai macam keuntungan. Code Division Multiple Access CDMA adalah salah satu teknologi yang saat ini sedang berkembang pesat dan menawarkan berbagai macam keuntungan diantaranya adalah peningkatan jumlah user dalam sistem. Teknik CDMA pada awalnya disebut dengan CDMA One yang merupakan teknologi generasi kedua 2G. Versi revisinya IS-95 yang menjadi basis sistem komersial CDMA 2G seluruh dunia. Dengan kecepatan koneksi 14,4 Kbps. Kemudian CDMA merevisi standar menjadi IS-95B. Sistem CDMA 2,5 G ini menawarkan kecepatan 64 kbps. CDMA 2000 1x EV-DO sangat cocok untuk mendukung komunikasi data. Awalan 1x menunjukkan penggunaan spreading rate 1,2288 Mcps sebanyak satu kali dari standar kanal IS-95 CDMA. EV menunjukkan suatu evolusi pengembangan teknologi dan peningkatan teknologi 2G, sedangkan akhiran DO menunjukkan suatu singkatan Data Only atau Data Optimized yang menandakan bahwa 1x EV-DO dirancang untuk transfer data secara efisien. Universitas Sumatera Utara

2.2 Sistem Komunikasi Selular CDMA

Sistem komunikasi seluler CDMA adalah suatu sistem komunikasi bergerak yang menggunakan konsep seluler dimana sel digunakan sebagai batasan untuk alokasi frekuensi salah satunya dan sel juga digunakan sebagai batasan untuk menentukan batasan pelanggan secara tidak langsung yang akan dilayani. Pada sistem CDMA identifikasi informasinya untuk penerima didasarkan pada kode yang dikirimkan oleh transmiter dan kode ini tidak akan pernah sama antara user satu dengan user yang lainnya, selama setiap user yang dimaksudkan berada dalam satu kanal yang sama atau dalam frekuensi dan waktu yang sama dalam proses pentransmisian informasi.

2.2.1 Konsep Spektrum Tersebar

Sistem spektrum tersebar memiliki keistimewaan yang khas, yaitu sinyal yang ditransmisikan memiliki lebar pita yang jauh lebih besar dari lebar pita informasi, dimana penyebaran spektrum tersebut dilakukan oleh fungsi penyebar tersendiri, yang tidak tergantung pada informasi yang disampaikan. Konsep komunikasi spektrum tersebar didasarkan pada teori C.E. Shannon untuk kapasitas saluran, yaitu [ 1]:       + = N S W C 1 log 2 ........................................................................... 2.1 dengan : C = Kapasitas kanal bit per detik W = bandwidth kanal Hz S = daya rata-rata sinyal transmisi watt N = daya derau rata-rata sinyal transmisi watt Universitas Sumatera Utara Sistem spektrum tersebar yang paling banyak dipakai sekarang ini adalah DSSS Direct Sequence Spektrum terbesar. Pada sistem ini, sinyal pembawa dimodulasi secara langsung direct oleh data terkode. Sebagai pengkode data dipakai deret kode code sequence yang memiliki sifat random. Pada pemancar DSSS, data dikodekan dengan deret kode berkecepatan tinggi. Pada proses pengkodean inilah terjadi penyebaran spektrum. Sinyal spektrum tersebar ini kemudian dimodulasi BPSK Binary Phase Shift Keying dan ditransmisikan. Penerima DSSS terdiri dari dua bagian, yaitu bagian sinkronisasi deret kode dan demodulator BPSK. Ketika sinkronisasi deret telah tercapai, akan terjadi peristiwa pemampatan spektrum sinyal DSSS ke data base band semula. Sinyal hasil pemampatan spektrum ini adalah sinyal BPSK yang siap untuk didemodulasikan. Teknik dasar spektrum tersebar ini ditunjukkan oleh Gambar 2.1 [1]. Gambar 2.1 Teknik Dasar Spektrum Tersebar Universitas Sumatera Utara

2.2.2 Kapasitas CDMA

Pada pengulangan frekuensi selular, interferensi dapat diterima dengan tujuan meningkatkan kapasitas tetapi interferensi ini harus dikendalikan. Sifat CDMA yang lebih mentolerir interferensi membuat pengulangan frekuensi dilakukan dengan efektif. Pada modulasi pita sempit, pengulangan frekuensinya tidak efektif karena persyaratan untuk memperoleh CI sekitar 18 dB[1]. Hal ini membutuhkan kanal yang dipakai dalam satu sel tidak boleh dipakai oleh sel yang berdekatan. Pada CDMA kapasitas yang besar diperoleh terutama karena frekuensi yang sama dapat dipakai oleh semua sel. Kapasitas dari sistem CDMA itu dapat ditingkatkan dengan menggunakan power kontrol yang sesuai baik pada kanal reverse maupun pada kanal forward. Pada kanal forward, power kontrol akan menyebabkan interferensi antara sel-sel yang berdekatan berkurang.

2.2.3 Kontrol Daya

Dalam sistem Direct Squence Code Division Multiple Access DS- CDMA, kebutuhan terhadap power control merupakan hal yang harus mendapat perhatian. Semua mobile station dalam sistem DS-CDMA mengirim data menggunakan bandwidth yang sama pada waktu yang sama[1], oleh karena itu semua mobile station saling menginterferensi satu sama lain. Untuk mendapatkan kapasitas yang optimum, semua sinyal tanpa tergantung pada jaraknya ke base station, harus diterima base station dengan mean daya yang sama. Solusi untuk masalah ini adalah dengan penerapan power control yang berfungsi agar mean daya yang diterima base station tetap konstan bagi setiap mobile station. Universitas Sumatera Utara

2.2.4 Saat Peralihan Soft Handoff

Pada sistem komunikasi bergerak selular, para user memiliki tingkat mobilitas yang tinggi. Ada kemungkinan user bergerak dari satu sel menuju sel yang lain ketika terjadi suatu percakapan. Untuk menjamin menjamin bahwa percakapan akan terus tersambung diperlukan fasilitas handoff [1]. Mekanisme handoff yang dimiliki CDMA dan merupakan ciri khas-nya yaitu soft handoff. Pada Gambar 2.2[2] menunjukkan proses Handoff yang berjalan dari sel sumber menuju sel penerima.User bergerak dari area cakupan sel sumber menuju area cakupan sel pengirim.Urutan peristiwa saat peralihan dapat dijelaskan sebagai berikut [2]. Gambar 2.2 Proses Handoff 1. User berada pada layanan sel A dengan active set hanya berisi pilot A.User bergerak mencari pilot B berukuran EcIo yang lebih besar dari T_ADD.User mengirimkan sebuah pilot ukuran besar dan bergerak menuju active set yang baru. Universitas Sumatera Utara 2. User menerima sebuah pesan handoff langsung dari sel A, dan memulai komunikasi dengan trafik baru pada kanal sel B.pesan berisi offset PN dari sel B dan kode walsh kanal trafik yang baru. 3. User bergerak dari pilot B menuju active set.setelah memperoleh kanal trafik forward, pesan handoff langsung ditetapkan, user megirimkan pesan handoff komplit.kemudian active set berisi dua buah pilot. 4. User mendeteksi sebuah pilot yang akan dijatuhkan dibawah T_DROP.kemudian user mulai dengan drop timer. 5. Drop timer tersebut menjangkau T_TDROP.User mengirimkan pesan pilot ukuran besar. 6. User mendapat pesan handoff langsung,pesan hanya berisi PN off set dari sel B.User berada pada cakupan sel B.

2.3 Arsitektur Protokol Jaringan Data Paket Kecepatan Tinggi Berbasiskan

Teknologi Selular CDMA 2000 1x EV-DO Pada Gambar 2.3[3] berikut ini ditunjukkan model protokol jartingan selular CDMA 2000 1x EV-DO yang digunakan untuk transfer data dari PDSN menuju MS. Universitas Sumatera Utara TCP UDP IP PPP LAC MAC Airlink LAC MAC Airlink A8 – A9 PL A8 – A9 RP PL PL PL PL RP PPP Link Layer IP IP TCP UDP Gambar 2.3 Model Protokol Jaringan Selular CDMA 2000 1x EV-DO Skema pentransferan data berawal dari Packet Data Serving Node PDSN, Packet Control Function PCF, Selection Distribution Unit SDU, dan berakhir pada Mobile Station MS. Pada Gambar 2.5 dapat dilihat bahwa antara PDSN dan PCF dihubungkan oleh Radio to PDSN Interface R-P Interface, antara PCF dan SDU dihubungkan oleh A8-A9 Interface, dan antara SDU dan MS dihubungkan oleh airlink. Berikut ini merupakan fungsi dan tugas masing-masing layer antara lain[4] : 1. Physical Layer Physical layer mendukung transmisi dan penerimaan sinyal antara MS dan BS. Physical layer ini mengikuti model referensi Open System Interconnection OSI layer 1. Unit transmisi Physical layer disebut dengan paket layer fisik. 2. Data Link Layer Data link layer antara MS dan jaringan dibagi menjadi dua sub layer yang terdiri dari Medium Access Control MAC dan Link Layer Access LAC. Layer LAC membatasi antara upper layer dengan layer MAC, sedangkan layer MAC membatasi antara layer LAC dengan layer fisik. Biasanya dua sub Universitas Sumatera Utara layer ini dikatakan sebagai Radio Link Protocol RLP. Layer Pont to Point Protocol PPP yang terdapat pada PDSN dan MS dapat disertakan dengan layer 2 link layer dari model referensi OSI. PPP digunakan untuk membawa Internet Protocol IP. PPP menyertakan Cyclic Redundsncy Check CRC untuk mengidentifikasi kesalahan pada saat transmisi. 3. Upper Layer Upper layer berhubungan dengan layer 2 hingga 7 model referensi OSI yang berfungsi untuk mengakses semua jenis layanan. Layer IP merupakan protocol layer network yang setiap paket IP dirutekan secara independen sampai tiba di tujuan hostdestination. Transmision Control ProtocolUser Datagram Protocol TCPUDP merupakan jenis transport layer yang dapat digunakan. Pada layer di atasnya yaitu layer aplikasi, dapat menggunakan model transportasi TCP atau UDP tergantung jenis layanan yang digunakan.

2.4 Sistem Data Paket Kecepatan Tinggi Pada Penerapan Teknologi CDMA