Modul 5Sistem Komunikasi Bergerak(Mobile Communication)

Mobile Base StationMobile Base StationMobile Control EquipmentNetwork Interface EquipmentMobile OperatorBasic Mobile Telephone Service Network

Arsitektur Sistem Telepon BergerakLayanan bergerak tradisionalMirip dengan broadcasting TV.Sebuah transmitter yang kuat di lokasi yang tinggi untuk mengcover area yang cukup luas (radius sampai 50 km).Kapasitas kanal terbatas (kecil).Konsep selulerMenggunakan banyak transmitter dengan power rendah untuk megcover area tertentu.Satu area metropolitan dibagi dalam area-area kecil (cell) yang masing-masing dilayani oleh sebuah low power transmitter.Kapasitas kanal menjadi lebih besar. Secara teoritis menjadi n kali dibandingkan dengan sistem tradisional (di mana n adalah jumlah cell)Untuk menghindari terjadinya interferensi, cell yang berdekatan tidak boleh menggunakan frekuensi yang sama.

Jaringan Telepon Bergerak SelulerBTSRadio coverage areaFictitious coverage areaArea yang akan dicakup oleh jaringan dibagi menjadi sejumlah cell yang masing-masing dilayani oleh sebuah Radio Base Station (RBS) atau Base Transceiver Station (BTS)Setiap BTS dapat memancarkan sejumlah frekuensi (kanal radio) dalam waktu bersamaanPrinsip ini dikenal dengan Frequency Division Multiple Access (FDMA)BTS yang berbatasan menggunakan frekuensi radio yang berbeda untuk mencegah interferensi, tapi yang lainnya boleh menggunakan frekuensi yang sama (Frequency Re-use)Dalam praktek biasanya frekuensi yang sama boleh digunakan untuk jarak minimal 4 cell

Bentuk CellBase Transceiver Station (BTS)CoverageKenyataan sebenarnyaCoverage tiap cell berbeda-beda tergantung kondisi areanyaIdealCoverage tiap cell berbentuk lingkaran dengan radius yang samaFictitious (anggapan ideal)Coverage tiap cell berbentuk segi enam beraturan

UrbanUkuran CellUkuran cell dapat berbeda-beda tergantung dari daya pancar BTS, yang ditentukan oleh perkiraan banyaknya pengguna telepon di area tersebut.Di daerah perkotaan (urban) diameter cell bisa jauh di bawah 1 km, sedangkan di luar kota (rural) bisa mencapai radius 35 km.

Base Transceiver Station(BTS)Microwave Radio LinkCable LinkTo Mobile SwitchBase Transceiver Station (BTS)Traffic Channel (voice/data)Signaling Channel (Control)

Base Transceiver StationTransceiver = Transmitter (pemancar) dan Reciever (penerima) BTS memancarkan dan menerima transmisi dengan menggunakan frekuensi yang berbedaBTS menyediakan dua jenis kanal radio untuk setiap mobile phoneControl ChannelCall set up, handover, dllTraffic ChannelMenyalurkan trafik percakapan atau dataBTS dihubungkan dengan mobile switch dengan link microwave atau kabelDalam sistem seluler analog traffic channel menggunakan modulasi analog (FM), sedangkan signaling (control) channel menggunakan modulasi digital

Ukuran Cell vs FrekuensiKarena redaman terhadap frekuensi rendah relatif lebih rendah dibandingkan dengan terhadap frekuensi tinggi, maka penggunaan frekuensi yang lebih rendah memiliki coverage area yang lebih luas.Frekuensi 450 MHz memberikan coverage area yang lebih luas dibandingkan dengan 900 MHz, dengan demikian penggunaan frekuensi 450 MHz ideal untuk rural area.Penggunaan frekuensi 1800 MHz ideal untuk urban area (ukuran cell kecil dengan jumlah pemakai yang padat)450 MHz900 MHz1800 MHz

Operasi Jaringan SelulerMobile on IdleSetiap telepon mobil telah diprogram dengan frekuensi dari semua control channelKetika dihidupkan, telepon mobil akan memilih frekuensi control channel dari BTS di dekatnya yang sinyalnya paling kuat Telepon mobil memiliki kode identitas yang unik yang dikirimkan melalui control channel dan lokasi cell di mana dia berada diregistrasi agar apabila ada panggilan yang masuk dapat diteruskan.Apabila sinyal kontrol menjadi lemah, telepon mobil kembali melakukan prosedur pemilihan frekuensi control channel, dan dilakukan hand over ke cell yang lainOutgoing callNomor telepon yang akan dipanggil dimasukkan ke memori melalui keypad.Telepon mobil mengirim signaling message yang berisi nomor yang dipanggil ke base station, kemudian diteruskan ke mobile switch.Mobile switch meneruskan panggilan ke jaringan dan mengirim perintah ke BTS untuk mengalokasikan frekuensi traffic channel untuk telepon mobil ybs.

Operasi Jaringan SelulerHand-OverApabila telepon mobil bergerak menuju batas coverage area, sinyal yang diterima BTS makin lemah.BTS dari cell berikutnya yang dimasuki akan memonitor kekuatan sinyal control channel.Telepon mobil diinstruksikan untuk pindah ke channel frequency yang baru, dan pada waktu yang bersamaan hubungan dialihkan ke cell baru.Database pada location register di-update untuk menunjukkan lokasi yang baru dari mobile telepon ybs.Proses ini disebut hand over dan akan berulang setiap kali mobil telepon melintasi perbatasan antara dua cell.Incoming CallMobile network selalu mengetahui di cell mana sebuah telepon mobil berada.Incoming call diroutingkan ke mobile switch yang terdekat ke cell di mana telepon mobil yang dituju terdaftar pada saat itu.BTS ybs menghubungi telepon mobil yang dituju melalui control channel.Mobile Transmit PowerSinyal dari telepon mobil dimonitor oleh BTS.Untuk mengurangi interferensi ke kanal lain, serta menghemat battere, BTS dapat menginstruksikan ke telepon mobil untuk menurunkan atau menaikkan power yang dipancarkan dengan menggunakan signaling dan control channel.

Analogue Cellular SystemsSistem seluler analog (Selular Generasi Pertama) menggunakan sinyal radio dengan modulasi analog untuk mentransmisikan sinyal suara.Berbagai standard sistem seluler analog di antaranyaNMT (Nordic Mobile Telephones)Dikembangkan di negara-negara Nordic oleh Swedia, Norwegia, Denmark dan FinlandiaTerdapat dua versi NMT, yaitu NMT-900 (beroperasi pada frekuensi sekitar 900 MHz, dan NMT-450 (beroperasi pada frekuensi sekitar 450 MHz)AMPS (Advanced Mobile Phone System)Dikembangkan di AmerikaMenggunakan frekuensi radio sekitar 800 MHzTACS (Total Access Communications System)Dikembangkan di InggrisAdaptasi dari AMPS karena perbedaan regulasi di Inggris dan Amerika, khususnya ketentuan frequency band dan channel spacingBeroperasi pada spektrum frekuensi radio sekitar 900 MHz Sistem analog lainnyaNAMTS (Nippon Automatic Mobile Telephone System)C-Netz, di JermanRadiocom 2000, di Perancis

Mobile SwitchFungsiMelakukan kontrol dalam membangun hubungan antar telepon mobil atau antara telepon mobil dengan PSTN.Me-register lokasi telepon mobil dalam jaringanMengalokasikan radio channel dan BTS bagi telepon mobil ketika bergerak dari satu cell ke cell yang lainDengan database, mobile switch dapat menyimpan dan meng-update informasi pelanggan dalam volume yang besarMobile switch dapat berkomunikasi dengan mobile switch lain dalam menentukan lokasi telepon mobil yang sedang roaming.Network Management System (NMS)Salah satu bagian yang penting dari mobile network adalah Network Management System (NMS)NMS dapat memonitor dan megkofigurasi berbagai parameter dalam jaringan

Mobile Telephone Exchange(MTX)P S T N NMSBase StationBase StationBase StationBase StationBase StationAnalogue NMT Network

Digital Cellular SystemsDalam sistem analog penggunaan standar yang berbeda di setiap negara menyulitkan pelanggan yang melakukan perjalanan antar negara untuk menggunakan teleponnyaDikembangkan sistem seluler digital (Seluler Generasi Kedua)GSM (Groupe Speciale Mobile), yang selanjutnya lebih dikenal dengan Global System for Mobile, adalah standar untuk komunikasi bergerak digital yang digunakan di banyak negaraGSM menggunakan frekuensi radio pada band 900 MHz dan 1800 MHz, yang dikenal secara luas sebagai GSM-900 dan GSM-1800

Sejarah Internasional1982, Konferensi Administrasi Pos dan Telekomunikasi Eropa (CEPT) memulai pembangunan Groupe Spcial Mobile1987, Regulator & Operator Se-Eropa menandatangani MoU tentang GSM1 Juli 1991 jaringan GSM pertama di Radiolinja, Finlandia, dibuka secara resmi1992, semua operator besar di Eropa memulai pengoperasian jaringan GSM secara komersilSejarah GSM

Sejarah Nasional1993, Pemerintah membuat project pilot GSM pertama di Batam1994, Satelindo beroperasi1995, Telkomsel beroperasi1996, Excelcomindo2001, GPRS diluncurkan oleh IM32004, EDGE diluncurkan oleh Telkomsel

Sejarah GSM

M S C*P S T N NMSBase StationBase StationBase StationBase StationBase StationBase StationB S C*B S C2 MB/s2 MB/s2 MB/s

LocationRegisterHLRVLR

GSM Cellular Network

GSM FeaturesSubscriber Identity Module (SIM)SIM card berupa mikroprosesor dengan memoryKetika card dimasukkan ke pesawat telepon, jaringan melakukan pengecekan apakah pelanggan ybs boleh melakukan call, dan apakah card tsb tidak dilaporkan hilangBeban penggunaan telepon dikenakan kepada pemilik cardShort Message Service (SMS)Penerimaan pesan dalam bentuk karakter alphanumericMobile Data TransmissionData dapat ditransmisikan dengan kecepatan 9,6 Kbit/s melalui packet switched networkLocation RegisterJaringan GSM memiliki dua database, yaitu Home Location Register (HLR) dan Visitor Location Register (VLR)HLR berisi informasi telepon mobil yang merupakan pelanggan dari MSC ybsVLR berisi informasi telepon mobil dari MSC lain yang sedang roamingCell BroadcastPengiriman pesan ke semua telepon mobil yang berada di satu areaSecurityTeknik encryption agar percakapan atau data yang ditransmisikan tidak dapat disadap

Time Division Multiple Access (TDMA)Dalam teknik transmisi digital memungkinkan beberapa percakapan menggunakan frekuensi yang samaTeknik transmisi digital tersebut dikenal dengan Time Division Multiple Access (TDMA) yang memungkinkan banyak vice channel dan control channel menggunakan frekuensi yang sama tanpa saling menggangguSetiap telepon mobil akan mentransmisikan data burst pada waktu yang berbeda-beda dengan frekuensi yang samaTDMAData BurstTDMAData BurstBTS

International Roaming dengan GSMDengan GSM roaming di seluruh Eropa dan negara-negara lain di dunia dilakukan secara otomatisApabila seseorang yang sedang melakukan roaming internasional mendapat panggilan dari telepon di negara salnya, beban percakapan untuk tarif lokal dibebankan kepada pihak yang memanggil, sedangkan tarif internasional dibebankan kepada yang dipanggilTromboning EffectApabila dua telepon mobil yang sedang roaming internasional ke satu negara kemudian melakukan percakapan, maka akan terjadi dua kali tarif internasionalPanggilan diroutekan ke negara asal, beban dikenakan kepada pemanggilSelanjutnya panggilan diroutekan ke negara di mana pihak yang dipanggil berada. Beban dikenakan kepada yang dipanggilBeban biaya percakapan menjadi mahalOptimal Call RoutingMSC dilengkapi dengan software yang dapat mendeteksi bahwa pihak yang memanggil dan yang dipanggil sedang melakukan roaming dan berada pada jaringan negara yang samaMSC di mana kedua pihak berada dapat menghubungkan langsung tanpa diroutekan dulu ke negara asal kedua pihakPercakapan menjadi lebih efisien, dan operator ybs dapat menawarkan tarif roaming internasional yang lebih murah

Personal Communication Network (PCN)PCN adalah sistem telepon bergerak yang beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi (1800 dan 1900 MHz)Yang termasuk PCN antara lain DECT (Digital European Cordless Telephone)GSM-1800GSM-1900

DECTDigital cordless systemDigunakan dalam area terbatas di dalam gedung, misalnya dalam satu kantorPopuler digunakan pada implementasi cordless PBX dan Wireless Local Loop (WLL)GSM-1800Menggunakan standard yang sama dengan GSM-900, dengan perbedaan pada frekuensi yang digunakan pada BTS, yaitu 1800 MHzKarena frekuensi yang digunakan lebih tinggi, ukuran cell lebih kecil dibandingkan dengan GSM-900, tetapi mampu melayani jumlah pelanggan yang lebih banyakPopuler digunakan di kota besar dengan kepadatan populasi yang tinggiGSM-1900Digunakan pada operasi GSM di USA

Penggunaan GSM-900 dan GSM-1800GSM-900AustraliaChinaFijiFinlandHong KongHungaryIndiaIndonesiaIranOmanPortugalRussiaUnited KingdomVietnam GSM-1800ChileChinaFranceGermanyHong KongMalaysiaSingaporeSwedenSwitzerlandThailandUkraineUnited Kingdom

FDMATDMACDMAFDMA, TDMA, CDMA

FDMA

Ilustrasi GSM-TDMA

Ilustrasi CDMA

GSM(Global System for Mobile Communication) is the most widely adopted mobile standard in the world.GPRS(General Packet Radio Service) allows large amounts of data to be sent over mobile networks at speed 3 to 4 times greater than conventional GSM systems.EDGE(Enhanced Data Rates for Global Evolution) is a 3G technology that delivers broadband-like data speed to mobile devices. WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) the worlds leading 3G technologyPerkembangan GSM

Fasilitas komunikasi data berkecepatan tinggi dan akses internet via handphone,komputer atau PDA* Terbagi menjadi beberapa kelas yang menunjukan kecepatan aksesnyaPerkembangan Teknologi GPRS

TypeUplinkDownlinkGSM CSD9.6 14 Kbps9.6 14 KbpsHSCSD28 Kbps28 KbpsGPRS14 Kbps28 64 Kbps

Evolusi layanan komunikasi data dengan kecepatan jauh lebih tinggi> 5-6 kali dibanding GPRS> 3-4 kali dibanding jalur kabel telepon> 2 kali dibanding CDMA 2000 1XMampu memberikan layanan 3G> High Quality audio Streaming> Video Streaming> Online Gamming> High speed downloadEDGE

Upgrade GSM via GPRS atau EDGEDiadopsi sebagai standar oleh ITU dibawah nama IMT-2000 secara langsung meluasTeknologi terbaik untuk menghandle jumlah tinggi dari voice dan data trafficSatu-satunya teknologi yang mendukung layanan video telephony komersilKecepatan akses datanya dapat mencapai lebih dari 10Mbps WCDMA (Wideband CDMA)

Mobile Satellite SystemKomunikasi bergerak satelit umumnya menggunakan frekuensi 1Ghz 30 GHz yang kita kenal dengan nama microwave.Keuntungan satelit dapat mengcover seluruh permukaan bumi.Satelit mobil pertama digunakan untuk hubungan pantai dengan kapal, karena dengan radio terestrial agak sulit akibat pergerakan kapal dalam pelayarannya. Sistem ini juga cocok untuk digunakan bagi penerbangan dan kendaraan bergerak.Konsorsium yang menyelenggakakan komunikasi satelit mobil adalah INMARSAT (International Maritime Satellite)Disamping keperluan diatas eksplorasi minyak dan tambang dapat menggunakan INMARSAT untuk hubungan yang lebih cepat dan fleksibel.

PSTNSatelliteInmarsatTerminalVehicle MobileInmarsat System

LEO dan MEOPenggunaan satelit bagi komunikasi bergerak makin mengedepankan kemudahan sejalan dengan perkembangan jaringan satelit global bagi sistem komunikasi mobil. LEO dan MEO digunakan untuk komunikasi tersebut.Salah satu jaringan yang sudah dicanangkan namun secara operasional belum berjalan sempurna adalah IRIDIUM.Jaringan ini terdiri dari 66 satelit yang bergerak mengelilingi bumi pada orbit rendah beada pada jarak kurang lebih 780 Km diangkasa. Satelit tersebut berfungsi sebagai Base Station yang bergerak dan sebagai switching, dan dapat menghubungkan seluruh permukaan bumi denagn perantaran ke 66 satelit tersebut. IRIDIUM menggunakan teknologi GSM.Handset yang dugunakan relatif kecil dengan daya rendah, bisa berkomunikasi bagi pengguna yang beada baik di gurun, lautan maupun kutub.Jenis lain jaringan satelit mobil adalah Global Star dapat digunakan untuk pengguna sistim komunikasi mobil di Australia dan Eropa.Satelit mobile phone menggunakan dualmode yaitu satelit dan terestrial selular.

LEO

Perkembangan Sistem Telekomunikasi BergerakPerkembangan telepon bergerak : harga turun, tambah populer/diminati orang dan layanan bertambah bukan saja suara tapi juga data, fax dan personal interactive video service. Generasi ke-3 dikenal dengan nama UMTS (Universal Mobile Telecommunication Services)* yang dapat memberikan akses terhadap B-ISDN dan layanan multimedia.Faktor yang dominan dalam perkembangan sistem mobil masa depan adalah Bandwidth dan Kapasitas. Frekuensi sangat terbatas dan bandwidth ditentukan oleh frekuensi oleh karena itu digunakan Frequency Re-use. Disamping itu teknologi selnyapun didesain sedemikian rupa agar memenuhi kebutuhan kapasitas dengan penggunaan Macrocells, Microcells dan Picocells.

Dual Band dan Dual Standard Phones.Dual Band adalah sistem cellular yang menggunakan frekuensi 900 Mhz dan 1800 MHz.Dual StandardAdalah sistem yang menggunakan sistem GSM/TDMA dan CDMA.

Generasi Pertama *: yaitu sistem selular analog, mis. AMPS, NMT Generasi Kedua : yaitu sistem seluler digital mis. GSM, CDMA* (2G* dan 2.5G*) Generasi Ketiga* : Didefinisikan sebagai UMTS, FPLMTS (IMT- 2000) Generasi Keempat ?Generasi Sistem Telepon Bergerak

Evolusi

Fitur dari sistem IMT-2000Dapat bekerja dengan semua sistem komunikasi.Didesain dengan derajat yang tinggi secara world wideKompatibel dengan fixed sistemTingkat kualitas dan integritas sama dengan fixed.Penyediaan layanan dilakukan oleh lebih dari satu jaringanDidukung oleh berbagai jenis terminal.Penggunaan spektrum radio yang efisien.Arsitektur yang bersifat terbuka memudahkan dalam pengembangan.Sistem modular memudahkan untuk pertumbuhan.Layanan tidak terbatas: indoor, outdoor, laut, atau di udara.Universal Personal TelecommunicationKonsep ini domotori oleh ITU-T, layanan ini memungkinkan setiap individu dapat melakukan komunikasi dimana saja, kapan saja dengan perangkat apa saja menggunakan nomor UPT yang unik. Banyak sekali masalah yang perlu diatasi antara lain teknis, roaming dunia, pentarifan dan lain-lain, ITU menjadi penentu sebagai badan kordinator agar UPT ini dapat dioperasikan dan digunakan oleh publik.