Perkembangan Komunikasi Bergerak Konsep Selular

sel lain setelah melewat i beberapa sel. Desain utama yang digunakan untuk menggunakan kembali frekuensi yang tersedia adalah pengulangan frekuensi frequency reuse, interferensi co-channel, perbandingan carrier to interference, mekanisme Handover, dan cell splitting. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 2.1 Gambar 2.1. Konsep Selular Code Division Multiple Access CDMA[1]

2.2.1 Perkembangan Komunikasi Bergerak

Gelombang radio adalah gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh antena. Gelombang radio mempunyai frekuensi yang berbeda. Tabel 2.1 memperlihatkan spektrum radio frekuensi. Tabel 2.1 Rentang Frekuensi Rentang Frekuensi Band 10 KHz s.d 30 KHZ Very Low FrequencyVLF 30 KHz s.d 300 KHz Low FrequencyLF 300 KHz s.d 3 MHz Medium FrequencyMF 3 MHz s.d 30 MHz High FrequencyHF 30 MHz s.d 144 MHz 144 MHz s.d 174 MHz 174 MHz s.d 328,6 MHz Very High FrequencyVHF Universitas Sumatera Utara 328,6 MHz s.d 450 MHz 450 MHz s.d 470 MHz 470 MHz s.d 806 MHz 806 MHz s.d 960 MHz 960 MHz s.d 2,3 GHz 2,3 GHz s.d 2,9 GHz Ultra High FrequencyUHF 2,9 GHz s.d 30 GHz Super High FrequencySHF Lebih dari 30 Ghz Extremely High FrequencyEHF Pada sistem selular generasi pertama, masih memakai teknologi analog. Sistem ini dikembangkan di Eropa dan Jepang juga di kembangkan di Amerika, yakni Advance Mobile Phone Sistem AMPS. Di Inggris dengan istilah Total Access Communication Sistem TACS,sedangkan di Skandinavia mengembangkan Nordic Mobile Telephone Sistem, NMT. Serta di Jepang dikembangkan Nippon Advanced Mobile Telephone Service NAMTS. Sedangkan di Jerman Barat Negara Jerman waktu itu masih terbagi menjadi dua; Jerman Barat dan Jerman Timur mengembangkan NETZ-C C-450. Kemampuan standar masing-masing sistem tersebut di atas relatif sama tetapi spesifikasi operasionalnya secara teknik tidak mendunia, karena sistem dipilih dan dikembangkan di masing-masing negara untuk memenuhi kebutuhan mereka sendiri, termasuk pilihan frekuensinya yang ditentukan oleh pita frekuensi radio yang tersedia di setiap negara secara sendiri sendiri. Walaupun konsep penggunaan sel dalam komunikasi seluler secara teori memberikan kapasitas layanan komunikasi yang tidak terbatas melalui pemecahan sel jika komunikasi di suatu wilayah sudah padat, di dalam prakteknya, para operator tetap menghadapi kesulitan sejak dimulainya penggunaan radio seluler tahun 1990- an. Logikanya jika komunikasi semakin padat maka harus dibuat sel-sel baru yang ukurannya semakin lama menjadi makin kecil. Akan terjadi ganguan interferensi biayanya mahal untuk mendirikan BTS di lokasi padat dengan posisi fisik yang terbaik. Selain alasan ini, di Eropa misalnya, dengan banyak Negara dan penduduknya sering bepergian melintas antar negara, tidak akan memungkinkan bagi mereka menggunakan telepon seluler yang sama di Negara Universitas Sumatera Utara tetangga yang dilintasi atau dikunjunginya. Dari keterbatasan inilah yang memunculkan komunikasi seluler generasi kedua, dengan kapasitas layanan yang lebih besar serta tingkat kesesuaian kompatibiltas antar beberapa negara. Perkembangan teknologi elektronika dalam perangkat keras yang semakin lama menjadi semakin kecil bentuknya dan semakin canggih bekerjanya mendorong perkembangan yang pesat pula dalam sistem komunikasi bergerak. Dorongan perkembangan komunikasi bergerak juga terkait dengan factor-faktor seperti : adanya tuntutan dari segi kemudahan berkomunikasi dan kapasitas sistem, teknologi yang lebih murah, ukuran fisik sistem dan piranti yang lebih kemampuan komunikasi yang sedapat mungkin mendekati kemampuan komunikasi yang menggunakan transmisi kabel, yang berdimensi multimedia suara, data, grafik dan gambar. Evolusi komunikasi nirkabel bergerak tampaknya sudah akan mulai masuk ke generasi keempat. Pada sistem seluler generasi pertama, transmisi data percakapan analog antara BTS atau stasiun induk di setiap sel dengan pengguna ponselnya memiliki laju rendah, dan tidak efisien. Tetapi , penyalurannya dari BTS ke MSC, mobile switching center atau Sentral Telepon. Sinyal-sinyal percakapan biasanya didigitalkan menggunakan format pemultiplekan divisi waktu TDM yang sudah distandarkan, dan selalu berbentuk digital dalam penyaluran selanjutnya dari MSC ke PSTN. Sistem nirkabel pada tahap generasi kedua sudah menerapkan modulasi digital dengan kemampuan pemrosesan panggilan yang telah dikembangkan lagi. Contohnya adalah sistem GSM, sistem standar digital TDMA dan CDMA Amerika Serikat, atau sesuai dengan nama yang diberikan oleh Asosiasi Industri Telekomunikasi Amerika, yakni IS-54, dan IS-95, system CT2 untuk Inggris, Personal Access Communication System PACS dan DECT yang merupakan standar Eropa untuk telepon nirkabel maupun perkantoran. Sistem arsitektur pada generasi kedua ini kecil kemungkinan peningkatan antar data antara BTS dengan MSC yang distandarisasikan. Sehingga, para operator dapat menggunakan peralatan MSC maupun BSC Universitas Sumatera Utara yang berasal dari pabrik pembuat yang berbeda-beda, sehingga ada pasar bebas akan bersaing bagi industri pembuat perangkat telekomunikasi bergerak. Generasi ketiga mulai dipersiapkan sejak tahun 1992 ketika ITU menetapkannya dengan nama ‘IMT-2000’. Angka 2000 memiliki tiga arti, yakni menyatakan tahun ketika layanannya mulai tersedia di lapangan, rentang frekuensi dalam MHz yang akan digunakan, dan laju data dalam satuan kbps. Dalam perkembanganya, menginjak tahun 2002, Amerika di bagian utara telah menggunakan frekuensi yang direkomendasikan bagi IMT 2000 untuk layanan lain, dan kecepatan tinggi hanya dapat disediakan melalui sel-sel yang sangat kecil yang disebut dengan sel piko yang berada di dalam ruangan maupun di dalam bangunan. Dengan begitu walaupun ITU telah mendeskripsikan IMT 2000 sebagai sebuah standar tunggal yang bersifat mendunia, tetapi penentu kebijakan bidang telekomunikasi di beberapa negara, pabrik-pabrik pembuat peralatan dan para operator tidak dapat mencapai kesepakatan. Akibatnya IMT-2000 memiliki tiga mode operasi,yakni “code division multiple accesss” atau CDMA , “wide code division multiple accesss“ atau disingkat WCDMA dan “time division multiple access atau TDMA, yang tidak menjamin telepon dari satu mode akan dapat dioperasikan pada modemode lainnya. Di Eropa generasi ketiga diberi nama UMTS Universal Mobile Telecommunication Sistem.[2] 2.2.2 Perkembangan Multiple Akses Menurut Gatot Santoso pada bukunya yang berjudul Sistem Selular CDMA, akses jamak multiple access merupakan sekumpulan pengguna yang mampu melakukan akses dengan pengguna lainnya melalui lebar bidang spektrum frekuensi yang dialokasikan. Sistem komunikasi bergerak yang berbeda mungkin akan menerapkan teknik akses jamak yang berbeda pula. Universitas Sumatera Utara Pada dasarnya ada 3 sistem yaitu FDMA Frequency Division Multiple Access, TDMA Time Division Multiple Access, dan CDMA Code Division Multiple Access. Teknologi FDMA bekerja dengan membagi alokasi lebar bidang spektrum frekuensi yang tersedia menjadi bagian-bagian kecil spektrum frekuensi yang dialokasikan pada setiap penggunanya sebagai suatu kanal komunikasi, seperti terlihat pada Gambar 2.2. Dalam FDMA setiap pengguna diberikan alokasi bidang frekuensi tertentu selama melakukan proses percakapan, sehingga dalam waktu yang sama hanya satu pengguna yang dapat memanfaatkan kanal frekuensi tersebut, contohnya AMPS. Gambar 2.2 Prinsip Dasar FDMA Dalam TDMA setiap pengguna diberikan alokasi celah waktu time slot tertentu sebagai kanal komunikasi pada potongan spektrum frekuensi yang telah dialokasikan sehingga aliran informasi tidak terpotong-potong pada setiap slot waktu seperti terlihat pada Gambar 2.3. Karena selang antara celah waktu sangat pendek maka yang terdengar oleh pengguna seperti aliran informasi kontinyu biasa. Jadi beberapa panggilan menggunakan satu frekuensi yang sama dengan waktu yang berbeda, contohnya GSM Universitas Sumatera Utara Gambar 2.3 Prinsip Dasar TDMA Teknik CDMA adalah temuan yang lebih baru dibandingkan dengan FDMA dan TDMA. Teknik CDMA berawal pada tahun 1949 ketika Claude Shannon dan Robert Pierce yang banyak jasanya untuk kemajuan teknologi telekomunikasi saat ini menyampaikan ide dasar CDMA. Teknik ini merupakan temuan yang brilian karena kanal yang satu dengan lainnya tidak dibedakan dari frekuensiFDMA atau waktuTDMA yang secara awam lebih mudah dipahami, melainkan dengan perbedaan kode. Kode ini dikenal dengan pseudorandom code sequence. Cara kerja dari CDMA ini adalah dengan menebarmenggunakan kode-kode pada satu frekuensi yang lebih besar dari FDMA dan TDMA dan penggunaan waktu yang bersamaan. Jadi tiap panggilan diwakili satu kode pada frekuensi dan waktu yang sama. Jika ada beberapa frekuensi yang digunakan maka merupakan kombinasi FDMA-CDMA. Sistem yang memakai akses jamak ini adalah CDMA2000 1x. Jadi pada CDMA, seluruh pelanggan menggunakan frekuensi yang sama pada waktu yang sama. Dalam diagram blok CDMA tampak bahwa data inputinformasi masukan dari satu pelanggan dikalikan dengan salah satu dari banyak kode PN Pseudo Noise. Jumlah kemungkinan kode yang dihasilkan oleh generator kode PN identik dengan jumlah kanal yang disediakan. Jika generator kode PN mampu menghasilkan 100 kode, maka sebanyak itu pula kanal yang diperoleh. Oleh modulator hasil perkalian antara input data dengan kode PN ditumpangkan pada sinyal RF Radio Frequency agar dapat dikirim lewat udara. Universitas Sumatera Utara Di penerima, demodulator memisahkan sinyal pesan dari sinyal RF yang ditumpanginya. Sinyal pesan yang mengandung kode ini dicocokkan dengan kode PN di penerima. Sinyal pesan akan dipisahkan dari kode dan diteruskan jika kode PN pada sinyal masuk sama dengan kode PN pada penerima. CDMA juga disebut DSSS Direct Sequence Spread Spectrum yang merupakan salah satu dari dua jenis teknik murni SSMA Spread Spectrum Multiple Access. Jenis lainnya dikenal sebagai FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum. Kedua jenis ini tergolong SSMA karena sinyalnya tersebar spread pada spektrum pita frekuensi yang lebar. Pada CDMA, penyebaran sinyal diperoleh akibat proses perkalian data input yang mempunyai waktu perubahan lambat dengan kode PN yang mempunyai waktu perubahan cepat. Walaupun pita frekuensinya lebar, tegangan sinyal yang dihasilkan sangat kecil, menyerupai noise derau yang selalu menyertai gelombang radio. Sehingga apabila dimonitor oleh penerima lain, sinyal yang dipancarkan oleh pengirim berbasis CDMA hanya berupa noise seolah-olah menunjukkan ketiadaan sinyal pancar yang tidak mengganggu sinyal lain. Sifat CDMA yang lain adalah kemampuannya untuk tahan terhadap jamming penutupan oleh sinyal yang lebih kuat pada pita frekuensi sempit. Hal ini terjadi karena jamming pada pita frekuensi sempit itu tidak akan mengganggu sinyal-sinyal CDMA yang tersebar di pita frekuensi lain. Prinsip kerja CDMA diperlihatkan seperti pada Gambar 2.4. Gambar 2.4 Prinsip Dasar CDMA[1] Universitas Sumatera Utara CDMA sebagai generasi terakhir pada sistem akses jamak terus berkembang sehingga sampai saat ini telah ada beberapa generasi CDMA, yaitu : 1. IS-95 A 2. IS-95 B 3. CDMA2000 1x 4. CDMA2000 1X EVDO REV-0, REV-A, REV-B 5. CDMA 2000 EVDV Perkembangan generasi CDMA ini diperlihatkan seperti pada Gambar 2.5. Gambar 2.5 Jalur Evolusi CDMA 2000 CDMA2000 merupakan salah satu teknologi sistem selular generasi ketiga yang kini sedang berkembang. Nilai 1x pada CDMA2000 1x menunjukkan bahwa bandwidth yang dipakai adalah 1x1.25 Mhz. Sehingga 1x menunjukkan 1.25 Mhz. CDMA2000 1x selanjutnya dikembangkan menjadi CDMA2000 EV-DO Evolution Data Only dan CDMA2000 EV-DV Evolution Data and Voice. Hal ini bertujuan agar dapat melayani komunikasi data yang jauh lebih cepat dari CDMA2000 1x biasa. CDMA2000 EV-DO didesain agar dapat berinteroperasi dengan sistem-sistem CDMA sebelumnya, yaitu CDMA2000 1x. Hal ini dilakukan diantaranya dengan Universitas Sumatera Utara menggunakan karakteristik frekuensi pembawa radio yang sama. CDMA2000 EV-DO sama- sama menggunakan bandwidth selebar 1.25 Mhz seperti sistem CDMA2000 1x, hanya saja terletak pada frekuensi yang berbeda. Teknologi CDMA mendesak agar sistem pada 3G seperti CDMA2000 1x dan CDMA2000 EV-DO segera diimplementasikan. Perkembangan sistem komunikasi jaringan CDMA2000 melalui 1x dikenal dengan nama CDMA2000 EV. Sistem EV akan dibagi dalam dua step yakni : Sistem EV-DO adalah singkatan dari Evolution Data Only sedangkan EV- DV adalah singkatan dari Evolution Data and Voice. Hal ini bertujuan agar dapat melayani komunikasi data yang jauh lebih cepat dari CDMA2000 1x biasa. Untuk sistem CDMA2000 1x, kecepatan transfer data maksimum sebesar 153 Kbps sedangkan pada sistem CDMA2000 EV-DO sebesar 2,4 Mbps. Untuk EVDO Rev-A kecepatan transfer datanya bisa mencapai 3,1 Mbps untuk downlinknya sedangkan untuk uplinknya kecepatannya dapat mencapai 1,8 Mbps. Pada EVDO REV-B kecepatan transfer data maksimumnya dapat mencapai 9,3 Mbps untuk downlinknya dan untuk kecepatan pada uplinknya dapat mencapai 5,4 Mbps.[3] Inti dari jaringan CDMA atau sentral untuk pelanggan ponsel adalah MSC Mobile Switching Center yang berfungsi menghubungkan pelanggan ponsel ke ponsel lainnya atau ke pelanggan PSTN Public Switch Telephone Network. BTS Base Transceiver Station adalah penghubung pengguna kepada jaringan melalui udara. Fungsi dasar dari BTS Base Transceiver Station adalah menangani radio interface ke terminal pelanggan dan melakukan routing voice atau data traffic dari dan ke switching. BTS berfungsi juga untuk menciptakan network interface ke BSC untuk pengiriman dan penerimaan voice atau data, serta menginformasikan alarms dan self- diagnostic routines untuk fault management. Universitas Sumatera Utara BSC Base Station Controller diatur oleh BSM Base Station Manager dan mengontrol beberapa BTS yang terdiri dari beberapa radio transceiver dan mencakup satu, dua, atau tiga sel. HLR Home Location Register menyimpan database data masing-masing pelanggan. Jika ingin berhubungan dengan data kecepatan tinggi atau internet, maka hubungan akan berlangsung dari BSC ke PDSN Packet Data Serving Node. Arsitektur jaringan pada CDMA2000 1x yaitu, komunikasi suara dilakukan dengan hubungan yang dilakukan dari BTS ke BSC kemudian langsung ke MSC dan kembali lagi.

2.2.3 Karakteristik CDMA