GSM - 2G

GMS Picture

Merupakan Evolusi dari teknologi analog ke digital, circuit switching menjagi packet switching. Karena pengguna seluler semakin meningkat sedangkan AMPS (1G) tidak cukup untuk memenuhi permintaan tersebut yang disebabkan alokasi frekuensi terbatas sehingga teknologi generasi kedua (GSM/2G) muncul sebagai solusi.

GSM adalah teknologi ini dijadikan standar global untuk komunikasi seluler sekaligus sebagai teknologi seluler yang paling banyak digunakan orang di seluruh dunia. Teknologi telekomunikasi seluler modern, mulai dari 1G, 2G, dan seterusnya memungkinkan komunikasi dua arah secara downlink dan uplink (duplex transmission) dengan cara FDD dan TDD. GSM yang memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang dibagi berdasarkan waktu, mengkombinasikan antara teknik FDMA dan TDMA. Pada GSM900, Frequency band yang digunakan adalah 890-915MHz (mobile transmit/UL) dan 935-960MHz (base transmit/DL) atau 1710-1785MHz (UL) dan 1805-1880MHz (DL) pada GSM1800. Frekuensi lebih rendah digunakan oleh komunikasi uplink(UL) dikarenakan power uplink lebih rendah daripada downlink. GSM 900 dan 1800 merupakan standard yang dipakai pada jaringan GSM di Indonesia.

Untuk memaksimalkan jumlah akses user, tiap band dibagi ke dalam sub-sub berjumlah 124 frequency carrier selebar 200 KHz secara terpisah. Frekuensi tersebut selanjutnya dibagi lagi ke dalam 8 timeslots menggunakan TDMA. Sehingga satu frekuensi band GSM terdapat 8 physical channels dengan kata lain memungkinkan 8 panggilan telepon (atau 16 panggilan telepon dengan pengaturan halfrate penuh).Keterbatasan kanal frekuensi merupakan masalah utama dalam komunikasi wireless seluler. Oleh sebab itu, perlu adanya teknik untuk menempatkan beberapa subscriber dalam satu kanal frekuensi dan melakukan kegiatan komunikasi tanpa saling melakukan interference. Teknik inilah yang disebut sebagai Akses Jamak.

Terdapat beberapa akses jamak, yaitu :

1. FDMA
   Teknik ini membagi slot frekuensi menjadi kanal-kanal kecil yang BW-nya sama, dan digunakan secara individual oleh pengguna. Setiap pengguna memakai kanal frekuensi yang berbeda untuk menghindari interferensi.
   FDMA adalah teknologi akses jamak yang digunakan pada teknologi seluler 1G, yang pada akhinya juga digunakan pada teknologi 2G dengan menggabungkan TDMA. Masih rentannya penyadapan dan keamanan yang rendah serta alokasi frekuensi terbatas sehingga tidak memungkinkannya penambahan pengguna baru.
2. TDMA
   Pada TDMA, kanal frekuensi tidak secara langsung didedikasikan kapada mobile user secara individual, tetapi frekuensi tersebut digunakan secara bersama-sama dengan pengguna lain hanya dengan waktu yang berbeda. Perbedaan waktu dibagi menjadi bagian-bagian yang disebut TDMA Timeslot (8TS), yang kemudian akan diberikan secara individual kepada mobile user.
3. CDMA
   Pada CDMA, setiap mobile user tidak akan dibedakan oleh frekuensi ataupun waktu, tetapi menurut kode yang unik. bandwidth yang digunakan dalam CDMA cukup besar yaitu 5 Mhz. Teknologi CDMA adalah teknologi jaringan selular nirkabel yang membagi atau memisahkan setiap panggilan telepon menggunakan kode-kode khusus dan tidak berdasarkan waktu seperti pada teknologi GSM. Karena menggunakan kode-kode khusus, kemungkinan terjadinya komunikasi bocor atau salah sambung semakin kecil dan mungkin tidak ada. Sistem pengkodean ini pada awalnya digunakan di dunia militer namun saat ini sudah dapat digunakan oleh masyarakat banyak.Karena tidak menggunakan satuan waktu, jaringan CDMA memiliki kelebihan tetap dapat melakukan panggilan secara bersamaan walaupun jaringan atau sistem sedang penuh. Namun CDMA bukan tidak memiliki kekurangan, karena semakin penuh jaringan, maka kualitas komunikasinya pun dapat menurun, misalnya suara tidak terdengar dengan jelas, terputus-putus, dll.

Arsitektur GSM

Secara umum, network element dalam arsitektur jaringan GSM dapat dibagi menjadi:

1. Mobile Stasion (MS)
2. Base Stasion Sub-System (BSS)
3. Network Sub-System (NSS)
4. Operation and Support System

Secara bersama-sama, keseluruhan network element di atas akan membentuk sebuah PLMN (Public Land Mobile Network).

Mobile Station (MS), merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan. Terdiri atas:

• Mobile Equipment (ME) atau handset, merupakan perangkat GSM yang berada di sisi pengguna atau pelanggan yang berfungsi sebagai terminal transceiver (pengirim dan penerima sinyal) untuk berkomunikasi dengan perangkat GSM lainnya.
  
• Subscriber Identity Module (SIM) atau SIM Card, merupakan kartu yang berisi seluruh informasi pelanggan dan beberapa informasi pelayanan. ME tidak akan dapat digunakan tanpa SIM didalamnya, kecuali untuk panggilan darurat. Data yang disimpan dalam SIM secara umum, adalah:
  1. International Mobile Subscriber Identity (IMMSI), merupakan penomoran pelanggan.
  2. Mobile Subscriber ISDN (MSISDN), nomor yang merupakan nomor panggil pelanggan.
  

Base Station System (BSS), terdiri atas:

• Base Transceiver Station (BTS), perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS dan berfungsi sebagai pengirim sinyal.
• Base Station Controller (BSC), perangkat yang mengontrol kerja BTS-BTS yang berada di bawahnya dan sebagai penghubung BTS dan MSC.
• Transcoder, berfungsi untuk translasi MSC dari 64 Kbps menjadi 16 Kbps dan juga untuk efisiensi kanal trafik.

Network Sub System (NSS), terdiri atas:

• Mobile Switching Center (MSC), merupakan sebuah network element central dalam sebuah jaringan GSM. MSC sebagai inti dari jaringan seluler, dimana MSC berperan untuk interkoneksi hubungan pembicaraan, baik antar selular maupun dengan jaringan kabel PSTN, ataupun dengan jaringan data.
• Home Location Register (HLR), yang berfungsi sebagai sebuah database untuk menyimpan semua data dan informasi mengenai pelanggan agar tersimpan secara permanen.
• Visitor Location Register (VLR), yang berfungsi untuk menyimpan data dan informasi pelanggan.
• Authentication Center (AuC),yang diperlukan untuk menyimpan semua data yang dibutuhkan untuk memeriksa keabsahaan pelanggan. Sehingga pembicaraan pelanggan yang tidak sah dapat dihindarkan.
• Equipment Identity Registration (EIR), yang memuat data-data pelanggan.
• Inter Working Function, berfungsi sebagai antarmuka antara jaringan GSM dengan jaringan ISDN.
• Echo Canceller, digunakan untuk sambungan dengan PSTN, yang berfungsi untuk mengurangi echo (gema).

Pada referensi ^[2], element selanjutnya adalah Operation and Support System (OSS), merupakan sub sistem jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian, diantaranya fault management, configuration management, performance management, dan inventory management. Dalam referensi ^[1], OSS tidak disebutkan melainkan Operation & maintenance System (OMS), yang terdiri dari Operation and Maintenance Centre (OMC) dan Network Management Centre (NMC) yang pada dasarnya memiliki fungsi sama yaitu untuk membentuk dan memelihara jaringan dari lokasi sentral yang digunakan oleh network provider.

Frekuensi pada 3 Operator Terbesar di Indonesia

1. Indosat : 890 – 900 Mhz (10 Mhz)
2. Telkomsel : 900 – 907,5 Mhz (7,5 Mhz)
3. Excelcomindo : 907,5 – 915 Mhz (7,5 Mhz)

Keunggulan teknologi GSM

GSM, sebagai sistem telekomunikasi selular digital memiliki keunggulan yang jauh lebih banyak dibanding sistem analog, di antaranya:

1. Kapasitas sistem lebih besar, karena menggunakan teknologi digital di mana penggunaan sebuah kanal tidak hanya diperuntukkan bagi satu pengguna saja sehingga saat pengguna tidak mengirimkan informasi, kanal dapat digunakan oleh pengguna lain.
2. Sifatnya yang sebagai standar internasional memungkinkan roaming mancanegara.
3. Dengan teknologi digital, tidak hanya mengantarkan suara, tapi memungkinkan servis lain seperti teks, gambar, dan video.
4. Keamanan sistem yang lebih baik.
5. Kualitas suara lebih jernih dan peka.
6. Mobile (dapat dibawa ke mana-mana).

Bagaimanapun, keunggulan GSM yang beragam pantas saja membuatnya menjadi sistem telekomunikasi selular terbesar penggunanya di seluruh dunia.

Daftar Istilah

• Downlink : Power yang dipancarkan (dBm) dari antenna menuju ke handset atau mobile phone, pada saat handset dalam keadaan idle, akan terus menerima level yang di downlink kan oleh BTS. Pengukuran ini dapat dilihat secara manual pada HP, yaitu pada level bar sinyal yang ada pada HP itu sendiri, semakin jauh dari BTS maka sinyal yang diterima akan semakin lemah.
• Uplink : Adalah kebalikan dari downlink, yakni power yang dipancarkan dari handset sampai ke BTS.Jadi bandwith frekwensi uplink dan downlink aka pasti berbeda bila komunikasi yang digunakan ada di dua arah secara langsung.
• BTS : Singkatan Base Transmitter Station, yaitu lokasi atau perangkat dimana adanya modul yang mengubah frekwensi broadcasting pada coverage area. BTS mengeluarkan power frekwensi yang sudah di modulator, dan di tarik ke atas sam pai ke antenna menggunakan kabel fedeer, Kemudian antenna akan memancarkan dari titik tinggi tower pemancar ke coverage area.
• Packet Switching : Sebuah sistem komunikasi dimana suatu informasi dikirim dalam dalam bentuk paket dari ukuran yang telah diatur. Paket-paket ini memiliki alamat headers dan mencari jalan sendiri untuk mencapai tujuan dengan cara memilih jalur (route) paling efisien dalam jaringan.
• Circuit Switching : Suatu metode dalam telekomunikasi dimana sebuah sirkuit diperuntukan semetara untuk bandwidth konstan yang dibangun antara dua jarak endpoints pada jaringan. Terutama digunakan untuk lalu-lintas voice.

Daftar Singkatan

AMPS : Advanced Mobile Phone System
CDMA : Code Division Multiple Access
FDD : Frequency Division Duplex
FDMA : Frequency Division Multiple Access
GSM : Global System for Mobile Communication
TDD : Time Division Duplex
TDMA : Time Division Multiple Access

Referensi

• [1] Wardhana, Lingga dan Makodian, Nuraksa. 2010. “Teknologi Wireless Communication dan Wireless broadband”. Yogyakarta : Penerbit ANDI.
• [2] http://id.wikipedia.org/wiki/
• [3] http://drivetestoptimization.blogspot.com/
• [4] http://www.cellular.co.za/
• [5] http://harga-hp.com/