5 Sistem Komunikasi Bergerak

SM241013 - Pengantar Sistem TelekomunikasiSemester genap 2006-2007

1

Modul 5Modul 5Sistem Komunikasi BergerakSistem Komunikasi Bergerak

(Mobile Communication)(Mobile Communication)


2

Mobile Base Station

Mobile Base Station

PSTN

Mobile Control Equipment

Network Interface Equipment

Mobile Operator

Basic Mobile Telephone Service Network


3

Arsitektur Sistem Telepon Bergerak• Layanan bergerak tradisional

– Mirip 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 seluler– Menggunakan 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.


4

Jaringan Telepon Bergerak Seluler

BTS

Radio coverage area

Fictitious coverage area

• Area 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 bersamaan

• Prinsip 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


5

Bentuk Cell

Base Transceiver Station (BTS)

Coverage

Kenyataan sebenarnyaCoverage tiap cell berbeda-beda tergantung kondisi areanya

IdealCoverage tiap cell

berbentuk lingkaran dengan radius yang sama

Fictitious (anggapan ideal)Coverage tiap cell berbentuk segi

enam beraturan

* **

* **

* *

*


6

Urban

Ukuran Cell

• Ukuran 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.


7

Base Transceiver Station(BTS)

Microwave Radio Link

Cable Link

To Mobile Switch

Base Transceiver Station (BTS)

Traffic Channel (voice/data)

Signaling Channel (Control)


8

• Transceiver = Transmitter (pemancar) dan Reciever (penerima)

• BTS memancarkan dan menerima transmisi dengan menggunakan frekuensi yang berbeda

• BTS menyediakan dua jenis kanal radio untuk setiap mobile phone– Control Channel

Call set up, handover, dll– Traffic Channel

Menyalurkan trafik percakapan atau data

• BTS dihubungkan dengan mobile switch dengan link microwave atau kabel

• Dalam sistem seluler analog traffic channel menggunakan modulasi analog (FM), sedangkan signaling (control) channel menggunakan modulasi digital

Base Transceiver Station


9

• Karena 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)

Ukuran Cell vs Frekuensi

450 MHz900 MHz 1800 MHz


10

Operasi Jaringan Seluler• Mobile on Idle

– Setiap telepon mobil telah diprogram dengan frekuensi dari semua control channel

– Ketika 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 lain

• Outgoing call– Nomor 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.


11

Operasi Jaringan Seluler• Hand-Over

– Apabila 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 Call– Mobile 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 Power– Sinyal 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.


12

Analogue Cellular Systems• Sistem seluler analog (Selular Generasi Pertama) menggunakan sinyal

radio dengan modulasi analog untuk mentransmisikan sinyal suara.• Berbagai standard sistem seluler analog di antaranya

– NMT (Nordic Mobile Telephones)• Dikembangkan di negara-negara Nordic oleh Swedia, Norwegia, Denmark dan

Finlandia• Terdapat 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 Amerika• Menggunakan frekuensi radio sekitar 800 MHz

– TACS (Total Access Communications System)• Dikembangkan di Inggris• Adaptasi dari AMPS karena perbedaan regulasi di Inggris dan Amerika, khususnya

ketentuan frequency band dan channel spacing• Beroperasi pada spektrum frekuensi radio sekitar 900 MHz

– Sistem analog lainnya• NAMTS (Nippon Automatic Mobile Telephone System)• C-Netz, di Jerman• Radiocom 2000, di Perancis


13

Mobile Switch• Fungsi

– Melakukan kontrol dalam membangun hubungan antar telepon mobil atau antara telepon mobil dengan PSTN.

– Me-register lokasi telepon mobil dalam jaringan– Mengalokasikan radio channel dan BTS bagi telepon mobil ketika

bergerak dari satu cell ke cell yang lain• Dengan database, mobile switch dapat menyimpan dan meng-

update informasi pelanggan dalam volume yang besar• Mobile 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


14

Mobile Telephone Exchange

(MTX)

Mobile Telephone Exchange

(MTX)

P S T N

NMS

Base Station

Base Station

Base Station

Base Station

Base Station

Base Station

Analogue NMT Network


15

Digital Cellular Systems• Dalam sistem analog penggunaan standar yang berbeda

di setiap negara menyulitkan pelanggan yang melakukan perjalanan antar negara untuk menggunakan teleponnya

• Dikembangkan 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 negara

• GSM menggunakan frekuensi radio pada band 900 MHz dan 1800 MHz, yang dikenal secara luas sebagai GSM-900 dan GSM-1800


16

Sejarah Internasional 1982, Konferensi Administrasi Pos dan

Telekomunikasi Eropa (CEPT) memulai pembangunan “Groupe Spécial Mobile”

1987, Regulator & Operator Se-Eropa menandatangani MoU tentang GSM

1 Juli 1991 jaringan GSM pertama di Radiolinja, Finlandia, dibuka secara resmi

1992, semua operator besar di Eropa memulai pengoperasian jaringan GSM secara komersil

Sejarah GSM


17

Sejarah Nasional 1993, Pemerintah membuat project pilot GSM

pertama di Batam 1994, Satelindo beroperasi 1995, Telkomsel beroperasi 1996, Excelcomindo 2001, GPRS diluncurkan oleh IM3 2004, EDGE diluncurkan oleh Telkomsel

Sejarah GSM


18

M S CM S C

P S T N NMS

Base Station

Base Station

Base StationBase Station

Base Station

Base Station

B S CB S CB S CB S C

2 MB/s

2 MB/s

2 MB/s

LocationRegister

HLRVLR

GSM Cellular Network


19

GSM Features• Subscriber Identity Module (SIM)

– SIM card berupa mikroprosesor dengan memory– Ketika card dimasukkan ke pesawat telepon, jaringan melakukan pengecekan

apakah pelanggan ybs boleh melakukan call, dan apakah card tsb tidak dilaporkan hilang

– Beban penggunaan telepon dikenakan kepada pemilik card• Short Message Service (SMS)

– Penerimaan pesan dalam bentuk karakter alphanumeric• Mobile Data Transmission

– Data dapat ditransmisikan dengan kecepatan 9,6 Kbit/s melalui packet switched network

• Location Register– Jaringan GSM memiliki dua database, yaitu Home Location Register (HLR) dan

Visitor Location Register (VLR)• HLR berisi informasi telepon mobil yang merupakan pelanggan dari MSC ybs• VLR berisi informasi telepon mobil dari MSC lain yang sedang roaming

• Cell Broadcast– Pengiriman pesan ke semua telepon mobil yang berada di satu area

• Security– Teknik encryption agar percakapan atau data yang ditransmisikan tidak dapat

disadap


20

Time Division Multiple Access (TDMA)• Dalam teknik transmisi digital

memungkinkan beberapa percakapan menggunakan frekuensi yang sama

• Teknik transmisi digital tersebut dikenal dengan Time Division Multiple Access (TDMA) yang memungkinkan banyak vice channel dan control channel menggunakan frekuensi yang sama tanpa saling mengganggu

• Setiap telepon mobil akan mentransmisikan data burst pada waktu yang berbeda-beda dengan frekuensi yang sama

TDMAData Burst

TDMAData Burst

BTS


21

International Roaming dengan GSM• Dengan GSM roaming di seluruh Eropa dan negara-negara lain di dunia

dilakukan secara otomatis• Apabila 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 dipanggil

• Tromboning Effect– Apabila dua telepon mobil yang sedang roaming internasional ke satu negara

kemudian melakukan percakapan, maka akan terjadi dua kali tarif internasional• Panggilan diroutekan ke negara asal, beban dikenakan kepada pemanggil• Selanjutnya panggilan diroutekan ke negara di mana pihak yang dipanggil berada.

Beban dikenakan kepada yang dipanggil– Beban biaya percakapan menjadi mahal

• Optimal Call Routing– MSC dilengkapi dengan software yang dapat mendeteksi bahwa pihak yang

memanggil dan yang dipanggil sedang melakukan roaming dan berada pada jaringan negara yang sama

– MSC di mana kedua pihak berada dapat menghubungkan langsung tanpa diroutekan dulu ke negara asal kedua pihak

– Percakapan menjadi lebih efisien, dan operator ybs dapat menawarkan tarif roaming internasional yang lebih murah


22

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-1800– GSM-1900


23

• DECT– Digital cordless system– Digunakan dalam area terbatas di dalam gedung, misalnya

dalam satu kantor– Populer digunakan pada implementasi cordless PBX dan

Wireless Local Loop (WLL)• GSM-1800

– Menggunakan standard yang sama dengan GSM-900, dengan perbedaan pada frekuensi yang digunakan pada BTS, yaitu 1800 MHz

– Karena frekuensi yang digunakan lebih tinggi, ukuran cell lebih kecil dibandingkan dengan GSM-900, tetapi mampu melayani jumlah pelanggan yang lebih banyak

– Populer digunakan di kota besar dengan kepadatan populasi yang tinggi

• GSM-1900– Digunakan pada operasi GSM di USA


24

Penggunaan GSM-900 dan GSM-1800

GSM-900– Australia– China– Fiji– Finland– Hong Kong– Hungary– India– Indonesia– Iran– Oman– Portugal– Russia– United Kingdom– Vietnam

GSM-1800– Chile– China– France– Germany– Hong Kong– Malaysia– Singapore– Sweden– Switzerland– Thailand– Ukraine– United Kingdom


25

FDMA TDMA CDMA

Power

Frequency

TimeCode

FDMA, TDMA, CDMA


26

Frequency - 2Frequency - 3

Frequency - 1

FDMA


27

TS-2

TS-3

TS-1

The same carrier frequency

Ilustrasi GSM-TDMA


28

Frequency – 1 Code - 2

Frequency – 1 Code - 3

Frequency – 1 Code-1

Ilustrasi CDMA


29

• 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 world’s leading 3G technology

Perkembangan GSM


30

Fasilitas komunikasi data berkecepatan tinggi dan akses internet via handphone,komputer atau PDA

Terbagi menjadi beberapa kelas yang menunjukan kecepatan aksesnya

Perkembangan Teknologi

Type Uplink DownlinkGSM CSD 9.6 – 14 Kbps 9.6 – 14 Kbps

HSCSD 28 Kbps 28 Kbps

GPRS 14 Kbps 28 – 64 Kbps

GPRS


31

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 1X

Mampu memberikan layanan 3G> High Quality audio Streaming> Video Streaming> Online Gamming> High speed download

EDGE


32

Upgrade GSM via GPRS atau EDGE Diadopsi sebagai standar oleh ITU dibawah nama

IMT-2000 secara langsung meluas Teknologi terbaik untuk menghandle jumlah tinggi

dari voice dan data traffic Satu-satunya teknologi yang mendukung layanan

video telephony komersil Kecepatan akses datanya dapat mencapai lebih

dari 10Mbps

WCDMA (Wideband – CDMA)


33

Mobile Satellite System

Komunikasi 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.


34

PSTN

Satellite

InmarsatTerminal

Vehicle Mobile

Inmarsat System


35

LEO dan MEO

Penggunaan 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.


36

LEO


37

Perkembangan Sistem Telekomunikasi Bergerak

Perkembangan 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.


38

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


39

PDC*

GSM

cdmaOne IS-95A

HSCSD* GPRS*

cdmaOne IS-95B

57.6 Kbps 115 Kbps

1998 1999

EDGE*

384 Kbps

2001

IMT-2000 ITU

UMTS/ WCDMA*

Cdma2000 * IS-95C 1X, 3X

DS FDD 2002

MC FDD 2002

Harmonized wideband CDMA standard

2000

64 Kbps

2G 2.5G 3G

14.4 kbps 64 - 144 kbps 0.144 - 2 Mbps

EvolusiEvolusi


40

Fitur dari sistem IMT-20001. Dapat bekerja dengan semua sistem komunikasi.2. Didesain dengan derajat yang tinggi secara world wide3. Kompatibel dengan fixed sistem4. Tingkat kualitas dan integritas sama dengan fixed.5. Penyediaan layanan dilakukan oleh lebih dari satu jaringan6. Didukung oleh berbagai jenis terminal.7. Penggunaan spektrum radio yang efisien.8. Arsitektur yang bersifat terbuka memudahkan dalam pengembangan.9. Sistem modular memudahkan untuk pertumbuhan.10. 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.

5 Sistem Komunikasi Bergerak

Documents

Transcript of 5 Sistem Komunikasi Bergerak