Sistem Komunikasi Bergerak (mobilitas)

  Mobilitas By Kustanto,S.T.,M.Eng

  Sistem Komunikasi Bergerak (mobilitas) _ Jaringan seluler atau PLMN (public line mobile network)terdiri dari sejumlah mobile station (MS) yang dihubungkandengan jaringan radio ke

infrastruktur perangkat switchingyang berinterkoneksi dengan sistem lain

seperti PSTN (Public Switched Telephone Network) atau yang biasa disebut jaringan telpon tetap (dengan kabel)

Early Mobile Systems

   Layanan mobile tradisional dibangun mirip dengan televisibroadcasting

  

Satu pemancar dengan daya yang besar ditempatkan pada titik yang

paling tinggi yang dapat meliputi area dengan radius sampai dengan

50 km

• Konsep seluler Cellular dibentuk dari jaringan telepon mobiledengan cara: menggunakan daya pancar yang rendah untukmencakup area yang lebih luas

  contoh area metropolitan dibagike dalam 100 sel yang berbeda dimana masing- masing sel dgn 12kanal

Cellular Systems Concept

   Technique of using a fxed a number of channels toserve an arbitrary large number of subscribers by reusing channels throughout the coverage area 

   High system capacity in a limited spectrum 

   Many low powered transmitters (small cells) 

   Each base station allocated a portion of the spectrum 

   Neighboring base stations assigned diferent groups of channels

Cellular System

   Solves the problem of Spectral congestion and user capacity by means of frequency reuse

   Ofers high capacity in a limited spectrum allocation•

  

Ofers system level approach, using low power transmitters instead of

asingle, high power transmitter (large cell) to cover larger area.

   A portion of the total channels available is allocated to each base station.

   Neighbouring base stations are assigned diferent groups channels, inorder to minimise interference.

  Jaringan Layanan Telepon Bergerak

CONCEPT OF CELLULAR TELEPHONE

   MSC Inti Sys. Cellular

   MSC Dihubung Dengan PSTN. 

  Area Dibagi – Bagi Dalamcell Kecil (1 – 12 Km) 

Komponen Dasar Celluaradalah : Cell, MSC Dan Unitbergerak (MS).

 MSC Mengendalikan Semua Aktivitas Hubungan Lewat BTS. 

  MS Berhubungan Dengan MSC Melalui BTS Yang Terdekat (Baik Secaratetap Atau Bergerak).

   Pelanggan Dapat Berpindah Dengan Bebas Dari Satu Cell Ke Cell Yanglain.

   Pada Perpindahan Harus Terjadi Proses Hand Over

  

Pelanggan Dapat Dicari ( Roaming ) Melalui Koordinasi Antara MSC

• –BTS Atau MSC – MSC

BTS

   Tinggi Menara Antara 15 – 92 M Tergantung Pada Kondisi lingkungan Daerahnya.

   Power Pancar Efektif Maksimum 100 Watt. 

  Antena Yang Digunakan Dalam Satu Sell Dapat Lebih Dari Satu( Sektorisasi ) 

  

Pada BTS Tersedia Combiner Untuk Mehubungkan Beberapa pemancar

Pada Antena.

   Antara BTS Dengan Msc Dihubungkan Dengan Microwave Ataukabel Dengan Saluran Ber Kecepatan 2 Mbps.

   Bts Hanya Menyalurkan Informasi Dari MS Ke MSC Atau sebaliknya.  Power Pancar Satu BTS Menentukan Lebar Cakupan Sebuah cell. 

  

Untuk Mencakup MS Dalam Gedung Digunakan Cell yang sangat Kecil

(Micro Cell)

MOBILE STATION

   Terdiri Dari Unit Kontrol, Tranceiver Radio Dan Antena. 

  Unit Kontrol Terdiri Dari Perangkat Telepon, Tombol –Tombol, Indikasi Audio / Visual Untuk Menunjukan Prosespenyambungan.

   Transceiver Melakukan Transmisi Duplex Ke BTS

   Gain Antena MS Yang Digunakan Rata – Rata 2 Db. 

  Power Pancar Rata – Rata 23 Dbm ( Tergantung Pada Jarak Mske Bts ).

   Pada Saat Idle Maka MS Berada Pada Kanal Kontrol Bts. 

  MS Dapat Merubah – Rubah Frekuensi Yang Digunakan Untukdisesuaikan Dengan Salah Satu Frekuensi BTS.

FREKUENSI

   Frekuensi Yang Digunakan Pada Band 800, 900 Dan 1800Mhz

   Lebar Frekuensi Pada Tiap Band 25 Mhz. 

  

Frekuensi Reuse Digunakan Karena :- Pita Frekuensi Yang Tersedia

Terbatas.- Power Tranceiver Ms Terbatas.- Pelanggan Yang Banyak

Dan Tersebar.

   Masalah Frekuensi Reuse Adalah:- Interferensi- Akses MS Ke BTS.- Pengaturan Lebar Cell.- Pengaturan Frekuensi Dalam Satu Cell.- Pengaturan Level Transmit Bts.

   Jumlah Kanal / Slot Tiap Sel Antara 10 – 50 Buahtergantung Kepadatan Traffic Sel Tersebut.

AKSES MS KE BTS

   FDMA ( Frekuensi Division Multiple Access)- Pembedaan Antara Satu Saluran Dengan Saluran Yang lain Dilakukan Dengan Pembedaan Frekuensi.

   TDMA ( Time Division Multiple Access)- Pembedaan Antara Satu Kanal Dengan Kanal Yang Lain dilakukan Dengan Pembedaan Waktu (Penjadwalan)

   Slot.-Dapat Saja Dilakukan Akses Dengan Cara Tdma / FDMA. 

  Satu Frekuensi ( Fdma) Menyalurkan Beberapa Slot (TDMA) 

  CDMA ( Code Division Multiple Access)  Akses Oleh MS Dilakukan Pada Waktu Dan Frekuensi Yang Sama. 

  Pembedaan Dilakukan Hanya Dalam Pengkodean

   Frekuensi Re-use•

   Cell Splitting•

   Handover

  Karakteristik dasar System Cellular

  Technology Cellular.

  Perbandingan

   Selesai

  Selesai

Early Mobile Systems

   Early Mobile Radio Systems   Satu pemancar dengan daya pancar yang besar   Area cakupan yang bagus, tetapi tidak memungkinkan dilakukan penggunaan ulang (reuse) frekuensi yang sama (e.g., Bell Mobile System ‘70 -- max 12 calls over thousandsq. Miles)

Mobilitas dan Handover

   Sistem radio bergerak memenuhi dua kebutuhan dasar manusia yaitu berkomunikasi dan mobilitas, komunikasi

berarti pertukaran informasi antar manusia,

manusia dengan mesin, mesin dengan mesin dsb.

  

Handover memungkinkan komunikasi dapat

dilakukan bersamaan dengan mobilitas manusia.

Strategi Handover

   STA Initiated, Network Assisted

   Network Initiated, STA Assisted

STA Initiated, Network Assisted

  Seleksi optimal dari beberapa entitas Radio Upper Layer dilakukan oleh STA. dimana link management entities pada STA, memilih optimal radio link ketika terdapat beberapa jaringan yang tersedia.

  Kriteria handover didasarkan pada :

• kualitas link
• harga layanan
• karakteristik jaringan costumer prefere

STA Initiated, Network Assisted

  WLAN

  ISP 1 WLAN

  ISP 2 Wireless WAN

  Mobile Device Link x Link y Upper Layer Entity

Network Initiated Handover

   Entitas Upper Layer pada Jaringan memilih link radio yang optimal ketika dia mendeteksi berbagai jaringan yang dimonitor status linknya pada STA melalui interface standard.

  

Pada beberapa kasus, prosedur handover ini

lebih efsien

    _{Network Initiated Handover} W LAN (ISP 1)

  W ireless W AN/W M AN (ISP1)

  M o b ile D e v ic e ^{L in k x L in k y U p p e r L a y e r E n tity PH Y Layer Link Layer U pper Layer E ntity}

Layanan

  Pada layanan ini optimalisasi Handover dilakukan pada Layer 3 dan layer di atasnya, yaitu 802.3, 802.11, 802.16, Cellular .

  Layanan kuncinya adalah :

  1. L2 Triggers dan Laporan Pengukuran 802.11, 802.16 radios Enables Network Initiated Handovers

  2. L ayanan Informasi Optimum Network Discovery and Selection Lower Power operation for Multi-Radio devices

  3. Pesan-pesan Handover Antara Mobile Node (MN) dan Point of Service (PoS) (misal, BS/AP) Antara PoS

  1 dan PoS

  2 (Resource Query, HO Indication)

Solusi yang tersedia saat ini

  

Solusi handover yang tersedia dipusatkan disekitar handover

teknologi intra (AP to AP, BS to BS dan secara tipikal pada domain

AAA yang sama), solusi yang telah distandarkan :

Solusi IEEE 802.11

  1. Otentikasi awal (didefinisikan pada 802.11i)

  2. Fast BSS Transition (under Sponsor Ballot in TGr)

Solusi IEEE 802.16:

• Optimisasi proses Handover (didefinisikan pada 802.16e)

Solusi IEEE 802.1

  Solusi Roaming (reconnect) (under letter Ballot in 802.1af)

• Tujuan utama solusi diatas adalah mengurangi waktu untuk melakukan otentikasi akses jaringan yang didasarkan EAP.

  interface antar entitas

  Autentikasi Akses Jaringan

  Dalam keamanan handover terdapat tiga langkah keamanan akses jaringan yaitu : 1.

Kontrol akses dan ciphering

  Entitasnya :

• MN: Mobile Node • PoA: Point of Attachment (e.g., Access Point)
• AS: Authentication Server (e.g., AAA server)

Skenario Handover

  Intra-technology Handovers

• Inter-technology Handovers •

Intra-technology Handovers

   Solusi yang tersedia saat ini di dipusatkan disekitar

handover teknologi intra (AP to AP, BS to BS dan secara

tipikal pada domain AAA yang sama) terdiri dari :

   Solusi IEEE 802.11 :

   Authentikasi awal (didefnisikan pada 802.11i)

   Fast BSS Transition (under Sponsor Ballot in TGr)

   Solusi IEEE 802.16 :

   Optimisasi proses Handover (didefnisikan pada 802.16e)

  

  IEEE 802.1 solution 

  Solusi Roaming (reconnect) (under letter Ballot in 802.1af) 

  Tujuan utama solusi diatas adalah mengurangi waktu untuk melakukan otentikasi akses jaringan yang didasarkan EAP.

  Inter-Technology Handovers

  1. Dual radio handover 

  MN mempunyai dua radio, dan kedua radio ditransmisikan pada waktu yang sama selama handovers. Penyiapan target dilakukan melalui radio target. Memungkinkan ‘make-before- break’ handover at L1/L2 dan as such service disruption can be avoided.

  2. Single radio handover: 

  MN mempunyai dua radio tapi hanya satu radio yang ditransmisikan pada satu waktu karena co-existence, interference, battery issues. Penyiapan target dilakukan oleh radio sumber. Pembatasan handover ‘break-before-make’

pada L1/L2 dan layanan seperti service disruption tidak dapat

dihindari tanpa optimisasi tambahan.

   Handover atau yang biasa juga disebut handof merupakan suatu proses pengalihan Radio Base Station (RBS) apabila pengguna melakukan suatu call (panggilan) dalam keadaan bergerak dari satu sel menuju sel yang lain.

   Proses ini terjadi agar pelanggan dapat mengirim atau menerima sinyal dengan baik walaupun pelanggan sedang dalam keadaan bergerak.

   Proses handover ini dilakukan pada saat sebuah Mobile Station (MS) menerima sinyal yang diterima atau dikirim lemah.

  dua kondisi untuk dilakukannya proses handover, yaitu: 

  Ketika Mobile Station berada pada perbatasan level sel, karena sinyal yang diterima akan melemah.

   Pada saat pengguna berada pada lubang

kekuatan sinyal (signal strength hole) yang

terdapat dalam suatu sel.

  Konsep Dasar Handof Handof terdiri dari dua jenis, yaitu: Handof yang berdasarkan pada kuat sinyal.

• Handof yang berdasarkan perbandingan carrier terhadap interferensi (carrier to interference ratio).

  Roaming 

  Roaming dapat terjadi apabila ada sambungan (link) antara mobile switches.

   Jadi, pengguna yang bergerak keluar dari daerahnya dan melakukan sebuah call (panggilan) dari daerah asing disebut dengan roamer.

   Sedangkan proses dari panggilan tersebut disebut roaming.

  Gambaran dari roaming itu sendiri seperti yang terlihat pada gambar

Konfgurasi Dasar Sistem Selular

  Mobile Station (MS)

  Pada sistem komunikasi bergerak selular terdapat tiga bagian komponen yang utama, yaitu: 

  Mobile Telephone Switching Ofce (MTSO)

MTSO berfungsi sebagai pusat penyambungan pembicaraan dan pencatat pulsa. MTSO juga dikenal sebagai MSC (Mobile Switching Central) dan

  lebih dikenal dengan sebutan “sentral”.

  Dalam sistem selular terdapat satu atau lebih MTSO yang mengendalikan seluruh kegiatan pelayanan sistem. MTSO terhubung ke PSTN melalui suatu antar muka (interface).

  Panggilan dari dan ke pelanggan bergerak dihubungkan oleh dan melalui MTSO. Selain itu MTSO juga menyiapkan signalling yang diperlukan untuk melakukan panggilan.

  

Base Transceiver Station (BTS)

  Base Tranceiver Station sering juga disebut dengan Radio Base Station (RBS). BTS merupakan penghubung antar terminal pelanggan dan sentral melalui kanal frekuensi radio. Sering disebut sebagai cell site.

  Untuk mencakup suatu daerah pelayanan dibutuhkan satu atau lebih BTS, tergantung jumlah sel di dalam pelayanan.

   Mobile Station (MS)

  Mobile Station merupakan peralatan yang kecil dan ringan

yang digunakan oleh pelanggan. Dengan kata lain, Mobile

Station (MS) ini dikenal dengan sebutan handset atau handphone

  Di dalam MS terdapat perangkat pemancar dan penerima, unit logika untuk signalling data dan peralatan telepon yang dilengkapi keypad. Hanya handset yang sah dan tercatat di sentral yang bisa mendapatkan layanan selular.

  Mobile IP

  Route Optimization

   Selesai