6
A. Global System for Mobile telecommunication (GSM) [5]
1 konfigurasi Jaringan GSM
Sebuah jaringan GSM dibangun dari beberapa komponen fungsional yang memiliki fungsi dan interface masing-masing yang spesifik. Secara umum jaringan GSM dapat dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu :Mobile Station (MS), Base Station Subsystem (BSS)danNetwork Subsystem.
Komponen-komponen pada jaringan GSM tersebut diperlihatkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Arsitektur jaringan GSM
MS terdiri dari Mobile Equipement (ME) yakni perangkat keras & perangkat lunak untuk transmisi radio yang dikenal dengan istilah telepon seluler (ponsel) dan Subcriber Identification Module (SIM).
Mobile equipment (ME) secara unik diidentifikasikan dalam
format International Mobile Equipment Identity (IMEI). SIM card berisi International Mobile Subscriber Identity (IMSI) yang digunakan untuk indentifikasi pelanggan ke sistem. Kunci rahasia (untuk autentifikasi) serta menyimpan informasi lainya seperti phone book atau pesan sms. SIM card dapat diproteksi dari penggunaan yang tidak terotorisasi dengan password atau personal identity number (PIN).
Base Station Subsytem (BSS) terdiri dari Base Tranciever System (BTS) dan Base Station Controler ( BSC ). Base Station Controllers (BSC) mengontrol dan mengatur beberapa BTS. BSC bertanggung jawab untuk memelihara koneksi ( hubungan radio ) saat panggilan dan kepadatan lalu lintas panggilan pada areanya dan meneruskannya ke Network Subsystem. BSC juga menangani setup radio-channel, frequency hopping , serta proses handover.
BTS merupakan alat transceiver radio (transmitter receiver radio) pada suatu area didefiniskan sebagai sebuah cell dan menangani protokol radio-link dengan Mobile Station lewat Um interface yang juga dikenal dengan air interface (radio link).
Network Subsystem terdiri dari Mobile Switching Centres (MSC) dan beberapa database yang terhubung dengannya seperi Home Location Register (HLR), Visitor Location Register (VLR), Authentication Center (AuC) serta Equipment Identity Register (EIR).
a. Mobile Switching Centers (MSC)
MSC berfungsi untuk switching suatu panggilan telepon dari jaringan internal atau dari jaringan lain (eksternal), call routing untuk pelanggan yang melakukan roaming (roaming subscriber), menyimpan informasi billing serta data base lain yang berisi informasi subscriber ID (IMSI).
b. Home Location Register (HLR) dan Visitor Location Register (VLR)
HLR dan VLR bersama dengan MSC mernyediakan call- routing dan fungsi roaming dari GSM.
c. Equipment Identity Register (EIR)
EIR merupakan database yang berisi suatu daftar valid mobile equipment pada jaringan.
d. Authentication Center (AuC)
AUC merupakan database proteksi yang akan menyimpan salinan dari kunci rahasia (secret key) yang terdapat pada setiap SIM card pelanggan. Proteksi ini digunakan untuk autentifikasi dan enkripsi pada channel radio.
Entitas Operations and Maintenance Center (OMC) tidak terlihat pada gambar namun perannya cukup vital yakni memonitor operasionalnya jaringan dalam sistem serta melakukan fungsi konfigurasi remote.
2 Antarmuka jaringan GSM [4]
Antarmuka (interface) merupakan penghubung subsystem satu dengan subsystem yang lain pada jaringan GSM. Ada empat antarmuka (interface) utama yang ada pada jaringan GSM, yaitu A interface, A-ter interface, A-bis interface dan Air Interface.
Gambar antarmuka pada jaringan GSM dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut.
Gambar 2.2 Antarmuka GSM a. A Interface
A Interface merupakan antarmuka antara MSC dan BSS atau lebih pastinya menghubungkan MSC dan TRAU.
b. A-ter Interface
A-ter Interface merupakan antara TRAU dan BSC.
c. A-bis Interface
A-bis Interface merupakan antarmuka antara BSC dan BTS.
d. Air Interface
Air Interface merupakan antarmuka antara BTS dan MS melalui frekuensi radio.
3 Metode Akses Jaringan GSM[4]
Metode akses yang digunakan pada jaringan GSM untuk berkomunikasi dua arah secara downlink dan uplink (duplex transmission) menggunakan teknik Frequency Division Duplex (FDD). Teknik FDD ini berfungsi untuk membedakan transmisi uplink dan downlink.
Frequency Division Duplex (FDD) merupakan pentransmisian komunikasi secara uplink dan downlink menggunakan frekuensi yang berbeda. Jarak antara frekuensi uplink dan downlink disebut dengan duplex distance.
Sedangkan multiple access (akses jamak) yang digunakan pada sistem GSM adalah multiple access jenis Time Division Multiple Access (TDMA).Teknik multiple access ini digunakan untuk menghindari adanya interference saat melakukan kegiatan komunikasi yang dikarenakan adanya penempatan beberapa user dalam satu kanal frekuensi.
Pada TDMA, kanal frekuensi tidak secara permanen didedikasikan kepada mobile user secara individual, tetapi frekuensi tersebut digunakan secara bersama-sama dengan user lain hanya dengan waktu yang berbeda.
Perbedaan waktu tersebut dibagi menjadi bagian-bagian yang dinamakan
TDMA time slot, yang kemudian akan diberikan secara individual kepada mobile user.
4 Alokasi Frekuensi GSM[4]
Di Eropa, pada awalnya GSM didesain untuk beroperasi pada band frekuensi 900 MHz, dimana untuk frekuensi uplink-nya digunakan frekuensi 890-915 MHz, dan frekuensi downlink-nya menggunakan frekuensi 935-960 MHz. dengan bandwidth sebesar 25 MHz yang digunakan ini (915-890 = 960-935 = 25 MHz), dan lebar kanal sebesar 200 KHz, maka akan didapat 125 kanal, dimana 124 kanal digunakan untuk voice dan 1 kanal untuk signaling. Pada perkembangannya, jumlah 124 kanal tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan yang disebabkan pesatnya pertambahan jumlah subscriber. Untuk memenuhi kebutuhan kanal yang lebih baik banyak ini, maka regulator GSM di Eropa mencoba menggunakan tambahan frekuensi untuk GSM pada band frekuensi di range 1800 MHz, yaitu band frekuensi di range 1800 MHz, yaitu band frekuensi 1710-1785 MHz sebagai frekuensi uplink dan frekuensi 1805- 1880 MHz sebagai frekuensi downlink-nya. Kemudian GSM dengan bandfrekuensi 1800 MHz ini dikenal dengan sebutan GSM 1800 atau DCS 1800. Pada GSM 1800 ini tersedia bandwidth sebesar 73 MHz (1880-1805 = 1785-1710). Dengan lebar kanal tetap sama seperti GSM 900 yaitu 200 KHz, maka pada GSM 1800 akan tersedia kanal sebanyak 375 kanal.
5 Kanal Pada Sistem GSM[4]
Gambar 2.3 Pembagian kanal pada jaringan GSM Global System for Mobile Communication (GSM) menggunakan metode akses Time Division Multiple Access (TDMA). Dalam Akses Time Division Multiple Access (TDMA) setiap frame Time Division Multiple Access (TDMA) dibagi menjadi kanal-kanal yang berfungsi sebagai media sehingga informasi dapat ditransmisikan. Kanal tersebut diklasifikasikan menjadi dua (2) yaitu :
a. Kanal Fisik (Phisical Channel)
Kanal fisik ini merupakan timeslot yang merupakan bagian dari frame. Jumlah timeslot dalam satu (1) frame adalah delapan (8) buah.
b. Kanal Logik (Logical Channel)
Kanal logik ditumpangkan pada kanal fisik. Isinya tergantung dari jenis informasi yang ditransmisikan antara MS dan BTS.
Kanal logik ini dibagi menjadi dua (2) jenis yaitu :
1) Trafficc Channel (TCH)
Kanal ini digunakan untuk membawa informasi speech atau data dalam arah up/down link pada komunikasi point to point. Ada dua (2) tipe Trafficc Channel (TCH) berdasarkan trafiknya, yaitu :
a) Full Rate TCH (TCH/F), (FR/EFR speech : 13/12.2 kbit/s ; data : 9,6 kbit/s.
b) Half Rate TCH (TCH/H), (HR speech : 5.6 kbit/s;
data 4.8/2.4/1.2/0.6/0.3 kbit/s).
2) Control Channels (CCH)
Control Channel membawa informasi signalling yang digunakan oleh MS untuk mencari RBS, sinkronisasi itu sendiri dengan RBS, dan penerimaan informasi digunakan untuk pelaksanaan call set-up. Ada tiga kategori dari Control Channel, yaitu:
a) Broadcast Channels (BCH)
Semua BCH ditransmisikan point to multi-point ke arah downlink. Kanal ini digunakan untuk membawa informasi dalam arah downlink untuk sinkronisasi MS dan informasi .
1) Frequency Correction Channel (FCCH)
FCCH berguna untuk sinkronisasi frekuensi dengan MS.
2) Synchronization Channel (SCH)
SCH berguna untuk sinkronisasi waktu dengan MS yang berisi angka frame TDMA dan Base Station Identity Code (BSIC)
3) Broadcast Control Channel(BCCH)
BCCH digunakan untuk menyiarkan informasi umum ke semua MS. Informasi mengenai frekuensi sel tetangga, identitas operator, dan lain-lain.
b) Common Control Channel (CCCH)
CCCH dapat digunakan untuk komunikasi arah uplink maupun downlink pada saat pengaksesan awal sebelum MS melakukan panggilan baik telepon maupun SMS. Kanal ini terdiri dari tiga jenis yaitu,
1) Pagging Channel (PCH)
PCH digunakan oleh BS untuk mencari keberadaan MS pada saat Mobile Terminating Call. Informasi PCH dikirim melalui downlink.
2) Random Access Channel (RACH)
RACH digunakan oleh MS untuk meminta kanal dedicated atau akses dari jaringan. RACH dikirim melalui uplink.
3) Access Grant Channel (AGCH).
AGCH merupakan respon dari BS untuk MS jika mendapatkan kanal dedicated.
2) Dedicated Control Channel (DCCH)
DCCH dapat digunakan untuk komunikasi dalam arah downlink dan uplink. Kanal ini terdiri dari tiga jenis yaitu : a) Stand-alone Dedicated Control Channel (SDDCH)
Kanal SDCCH digunakan untuk membawa informasi signaling antara MS dan BS, selama call set- up sebuah TCH.
b) Slow Associated Control Channel (SACCH)
Kanal SACCH digunakan besama dengan TCH dan SDCCH, yang membawa informasi kontrol dan parameter-parameter pengukuran.
c) Fast Associated Control Channel (FACCH).
Kanal FACCH akan menggantikan kanal trafik (TCH) jika dibutuhkan pensinyalan yang lebih pada saat koneksi.
6 Pengalokasian Kanal [4]
Penentuan nomor kanal pada sistem GSM mengikuti persamaan berikut :
Uplink : Fu = 890.2 + 0.2 * (N-1) MHz Downlink : Fd = 935.2 + 0.2 * (N-1) MHz Fd = Frekuensi Downlink
Fu = Frekuensi Uplink N = 1,2,3,…,124
Jumlah kanal yang tersedia adalah : 124 kanal Contoh :
Kanal 1 : Uplink : 890,2 Downlink : 935,2 MHz
Kanal 2 : Uplink : 890,4 Downlink : 935,4 MHz
…….
Kanal 124 : Uplink : 914,8 Downlink : 959,8 MHz
7 Enhuanced Data rates for GSM Evolution (EDGE) [1]
EDGE yang merupakan singkatan dari Enhanced Data rates for GSM Evolution, arsitektur jaringannya pada dasarnya sama dengan GPRS. termasuk antar mukanya, protocol dan prosedur aksesnya. Tujuan EDGE adalah menawarkan efisiensi lebar pita yang lebih tinggi lagi, sehingga lebih banyak pengguna dkomunikasi data dapat ditangani pada pita selebar 200 kHz itu.
a. Arsitektur EDGE[1]
Enhuanced Data rates for GSM Evolution (EDGE) merupakan salah satu standar untuk komunikasi data wireless yang diimplementasikan pada jaringan selular GSM dan merupakan tahapan lanjutan dalam evolusi menuju mobile multimedia communication. EDGE merupakan evolusi terakhir teknologi sistem seluler GSM menuju UMTS/UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network) dengan kecepatan paket data 473,6 kbps
Gambar 2.4 Arsitektur EDGE b. Teknik Modulasi EDGE [1]
Perubahan utama GSM untuk mendukung laju data yang tinggi yaitu dengan memperkenalkan modulasi baru ( 8PSK).
Modulasi 8 – PSK membawa 3 bit per simbol sedangkan modulasi GMSK hanya satu bit per simbol. Kecepatan laju data dalam EGPRS/EDGE dapat ditingkatkan sampai 3 kali dengan menyesuaikan kanal fading fluctuation dan pemilihan coding scheme yang sesuai.
EDGE menggunakan kanal 200 kHz dan delapan slot waktu
seperti halnya pada GSM dan GPRS. Tetapi pada EDGE inidipergunakan modulasi PSK-8 (Phase Shift Keying) disamping GMSK 0,3 yang digunakan GSM. Dengan PSK-8 ini berarti ada delapan perubahan sudut fasa gelombang yang masing - masing mewakili tiga bit data. Delapan sudut fasa itu adalah : 00, 450, 900, 1350, 1800, 2250, 2700, 3150. Setiap perubahan sudut fasa sinyal berarti menyatakan perubahan dari kelompok deretan tiga bit. Laju simbolnya tetap 270833,3 simbol per detik seperti halnya pada GSM. Tetapi, setiap simbol sekarang mewakili 3 bit.Jika GPRS memiliki laju data kasar 160 kbps, EDGE dapat 384 kbps.
c. EDGE Dynamic Abis Pool (EDAP)[2]
1. Pengenalan A-BIS Interface
A-bis Interface adalah antarmuka yang menghungkan BTS dengan BSC yang kinerjanya dikontrol oleh PCU. A-bis digunakan pada sistem GSM dan GPRS, tetapi untuk sistem EDGE terdapat teknik khusus pada pentransmisian pada A-bis agar dapat mencapai kecepatan timeslot 59,2 kbps.
2. Alokasi Statis Abis Interface
Satu buah kanal trafik (16 kbps) membutuhkan satu buah subtimeslot A-bis dalam satu kanal. Dan satu frame atau satu TRX pada air interface terdiri dari 8 timeslot TCH yangdirepresentasikan dalam Abis interface ke dalam 8 subtimeslot Abis. Satu TRX dalam A-bis memerlukan dua buah
kanal E1 (64 Kbps) terdiri dari 8 bit, dalam satu kanal tersebut dibagi menjadi 4 buah subtimeslot yang masing-masing besarnya 16 Kbps (2bit).
3. Persyaratan pada A-bis Interface untuk EDGE
Untuk data rate radio timeslot (RTSL) antara 8,8 sampai 59,2 Kbps, pengalokasian A-bis secara konvensional (16 Kbps), yang digunakan GPRS, tidak lagi sesuai dalam transmission resources dan alokasi A-bis yang permanen untuk sejumlah link akan sangat tidak fleksibel serta mahal.
Oleh karena itu, dynamic A-bis feature diperkenalkan untuk mendapatkan optimalisasi dalam pengiriman data, dengan pemisahan pulse Code Modulations (PCM) dalam timeslot permanen yang digunakan untuk signaling dan voice serta menyediakan sebuah dynamic pool untuk data.
4. EDGE Dynamic Abis Pool (EDAP)
EDAP terdiri dari sejumlah kanal pada Abis resources yang dialokasikan sebagai tambahan untuk kanal EDGE.Abis pool bersifat dinamik karena besarnya subtimeslot yang dialokasikan atau dipergunakan dapat berubah-ubah, bergantung pada kondisi link (CIR) dan MCS pada saat transfer data terjadi.
EDAP akan digunakan pada sat suatu sel memerlukan tambahan alokasi kapasitas link transmisi Abis per TRX untuk sambungan EDGE yang berada dalam sel tersebut.
Dalam A-bis PCM, EDAP dialokasikan berdasarkan estimasi kebutuhan akanthroughput yang ingin dicapai untuk suatu sambungan data. Pada Abis PCM, Alokasi statis 16 Kbps per TCH masih akan tetap digunakan, baik untuk suara atau data. Di dalam suatu panggilan paket data, subtimeslot yang dialokasikan pada TRX EDGE disebut kanal utama (master)A- bis.
Radio timeslot untuk data GSM / GPRS dapat dialokasikan pada 1 subtimeslot 16 kbps dalam A-bis interface.
Abispool dibagi dalam sambungan dasar untuk meningkatkan kapasitas diatas 16 kbps per timeslot, yaitu dengan mengalokasikan ekstra slave subtimeslot sampai dengan 4.
5. Pengaturan Dynamic A-bis Pool
Pengaturan dynamic A-bis pool ini berfungsi karena : a) EDAP berdasarkan penjadwalan TRX untuk
EDGE
b) Pengaturan sumber daya (pada arah downlink, radio timeslot untuk MCS menjadi terbatas apabila tidak cukup tersedia EDAP resource.
c) Untuk mengoptimalakan A-bis, maka pointer re- transmission digunakan untuk retransmisi EDGE.
6. Penjadwalan Data Arah Downlink Dengan EDAP
Aliran data EDAP pada arah downlink pada EDAP terdapat
dua contoh kasus yang sering terjadi yaitu :
a) No Need to Share. Pada kasus ini, A-bis memiliki EDAP resources yang cukup untuk digunakan semua frame dan permintaan MCS.
b) Sharing Case. Karena EDAP resources dibagi untuk banyak timeslot EDGE, maka bukan tidak mungkin menghadapi kondisi EDAP resources yansg tersedia tidak lagi mampu mencukupi.
7. Besarnya EDAP Yang Dialokasikan
EDAP adalah common resources yang dibagi secara dinanis oleh beberapa TRX EDGE. Trafik data Yang lebih banyak membutuhkan kanal aktif EDGE lebih banyak, sehingga dibutuhkan pool yang lebih besar.
B. 3G / UNIVERSAL MOBILE TELECOMUNICATIONS SYSTEM (UMTS)[1]
Perkembangan menuju sistem komunikasi wireless generasi ke-3 (UMTS/IMT-2000) dapat diterangkan seperti gambar di bawah ini :
GENERASI 1 GENERASI 2 GENERASI 3 GENERASI 4
JEPANG NTT
JTACS
AMERIKA NAMPS AMPS
EROPA TACS
NMT
PDC ARIB
W-CDMA
CDMA one ANSI-41
IS-95B ANSI-41
Wideband CDMA one
D-AMPS ANSI-41
IS-136+
ANSI-41
IS-136 HS ANSI-41+
GSM MAP GPRS MAP UMTS MAP+
Gambar 2.5 Evolusi menuju W-CDMA
Berikut ini adalah dua variasi dalam UMTS yang menggunakan metode akses yang berbeda, yaitu:
1. Mode FDD (Frequency Division Duplex) atau yang disebut Wideband CDMA (WCDMA). Sistem ini merupakan versi Eropa. WCDMA adalah DS-CDMA dengan bandwidth yang tinggi, diperkenalkan di beberapa negara Eropa selama tahun 2003.
2. Mode TDD atau yang disebut Time Division Synchronous CDMA (TDSCDMA). Sistem ini merupakan versi China, yang berbasis pada TDD (Time Division Duplex) dan DS- CDMA.TDD secara sederhana berarti komunikasi dua arah yang dicapai dengan mendefisikan waktu.
1 Arsitektur jaringan 3G[5]
Gambar 2.6 Arsitektur jaringan 3G
Jaringan arsitektur UMTS digambarkan seperti gambar , dimana menggunakan air interface WCDMA dan merupakan evolusi atau
perkembangan dari jaringan inti GSM, terdiri atas 3 daerah yang saling berinteraksi, yaitu :
a. Core Network (CN)
Core Network dibagi dalam daerah Circuit Switched dan Packet Switched.
1) Circuit Switched
Beberapan elemen dari Circuit Switched adalah Mobile services Switching Centre (MSC), MSC merupakan interface yang menangani MS untuk menangani circuitswitched data, Gateway MSC (GMSC) merupakan gerbang penghubung antara UMTS dan jaringan luar circuit switched seperti PSTN, Visitor Location Register (VLR), dan Gateway MSC.
2) Packet Switched
Elemen Packet Switched adalah Serving GPRS Support Node (SGSN), SGSN merupakan interface yang berfungsi sama dengan MSC tetapi digunakan untuk layanan packet switched dan Gateway GPRS Support Node (GGSN), GGSN merupakan gerbang yang menghubungkan UMTS menuju jaringan packet switched. Beberapa elemen jaringan yang lain seperti HLR dan AUC digunakan bersama oleh kedua daerah tersebut.
b. UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN)
UTRAN terdiri dari satu atau lebih Radio Network System (RNS), dimana RNS tersebut terdiri dari sebuah pengendali jaringan radio yang disebut dengan Radio Network Controller (RNC), beberapa node B (UMTS Base Station) danUser Equipment. UTRAN terhubung pada bagian Core Network (CN) melalui Interface Iu dan menggunakan Interface Iub untuk mengontrol node B. Sedangkan Interface Iur yang menghubungkan antar RNC berfungsi untuk mengatur terjadinya soft handover diantara RNC tersebut.
1) Radio Network Controller (RNC)
RNC berfungsi untuk mengendalikan sumber-sumber radio dari beberapa node B, fungsinya serupa dengan BSC di GSM. RNC juga berperan penting untuk mengontrol radio resources UTRAN, seperti power control (PC) atau handover control (HC), dimana sebagian diantaranya terdapat pada bagian RNC.
2) Node B
BS di UMTS disebut dengan node B. Node B pada jaringan ini sama seperti pada GSM Base Station (BS/BS), merupakan unit untuk sistem pengiriman dan penerimaan radio dari sel. Node B menunjukkan proses dari air interface yang digunakan (WCDMA), meliputi channel coding, interleaving, rate adaptation, dan spreading. Node B juga
memungkinkan terjadinya softer handovers dan power control.
Ikatan antara RNC dan node B disebut dengan Radio Network Subsystem (RNS), yang memiliki interface Iub.
Tidak seperti ekuivalennya, yakni interface Abis dalam GSM, interface Iub memiliki standar yang terbuka sehingga dimungkinkan masing-masing node B dan RNC dibuat oleh pabrik yang berbeda. Jika dalam GSM tidak ada hubungan antar BSC, dalam UMTS yang disebut dengan UTRAN justru sebaliknya. RNC satu dihubung dengan RNC lainnya melalui interface Iur. UTRAN dihubungkan ke jaringan inti melalui interface Iu.
c. User Equipment (UE) atau Mobile Station (MS).
User Equipment (UE) mempunyai prinsip yang sama seperti pada GSM Mobile Station (MS), memiliki modul identitas user, yang serupa dengan SIM pada GSM. UE terdiri dari dua bagian, yaitu Mobile Equipment (ME) dan UMTS Subscriber Identity Module (USIM) yang dihubungkan oleh interface Cu. ME adalah perangkat untuk pengiriman radio, sedangkan USIMmerupakan sebuah kartu yang memuat identitas user dan informasi pribadi.
2 Jaringan komunikasi [4]
Jaringan-jaringan transmisi digunakan untuk mengoneksikan elemen-elemen yang berbeda yang terintegrasi dalam semua jaringan.
a. Interface Uu.Terletak diantara User terminal dan jaringan UTRAN. Interface-nya menggunakan teknologi WCDMA.
b. Interface Um .Interface ini menghubungkan antara BTS dengan MS.
c. Interface Iu. Iu merupakan Interface yang menghubungkan core network dengan Access Network UTRAN.
d. Interface Iu-CS. Iu-Cs digunakan ketika jaringan berbasis pada komutasi paket dan menghubungkan jaringan UTRAN dengan MSC.
e. Interface lu-PS. Interface ini menghubungkan jaringan akses dengan SGSN dari core network.
f. Interface Iu-Bis. Interface ini menghubungkan RNC dengan Node B.
g. Interface A bis. Interface ini menghubungkan BTS dengan BSC.
h. Interface Gb. Interface ini menghubungkan BSC dengan SGSN.
i. Interface Gs. Interface ini menghubungkan SGSN dengan MSC/VLR.
j. Interface Gp. Interface ini menghubungkan SGSN dengan GGSN.
k. Interface Hgrb. Interface ini menghubungkan Auc dengan HLR.
3 Sistem Generasi Ketiga (UMTS)[9]
a. Karakteristik sistem WCDMA
1) CDMA merupakan suatu sistem wideband Direct-Sequence Code Division Multiple Access (DS-CDMA), dalam penjelasannya, bit-bit informasi ditebar pada sebuah wide bandwidth dengan cara perkalian antara data user dengan bit- bit quadsi-random (disebut chip-chip) yang berasal dari kode- kode spreading CDMA.
2) Chip rate dengan nilai 3.84 Mbps memandu sinyal user pada sebuah carrier bandwidth yaitu kira-kira 5 MHz. Sistem DS- CDMA biasanya yang dipakai sebelumnya dengan bandwidth sekitar 1 MHz, seperti pada IS-95, secara umum digunakan sebagai dasar narrowband pada sistem CDMA.
Sudah menjadi sifat dari wide carrier bandwidth dari WCDMA mendukung high user data rate dan juga memiliki performansi keuntungan tertentu, seperti meningkatkan multipath diversity. Sesuai dengan lisensi operasinya, network
operator dapat merancang dengan multiple sinyal carrier 5 MHz untuk menaikkan kapasitas.
3) Sistem WCDMA mendukung variabel data rates user yang cukup besar. Data rate user dijaga konstan selama tiap 10, 20, 40 dan 80 ms frame tergantung kebutuhan QoSnya. Namun, kapasitas data diantara user-user dapat berubah dari frame to frame.
4) WCDMA mendukung operasi dua mode dasar : Frequency Division Duplex (FDD) dan Time Division Duplex (TDD).
Pada mode FDD, frekuensi-frekuensi carrier dipisah 5 MHz untuk penggunaan uplink dan downlink masing-masing, sedangkan pada mode TDD hanya satu frekuensi 5 MHz dengan waktu yang dipakai bergantian (time-shared) antara uplink dan downlink. Dengan uplink sebagai koneksi dari mobile user ke arah base station, dan downlink sebagai koneksi dari base station ke arah mobile.
b. Metode Akses
Dalam sistem telekomunikasi WCDMA, teknik multiple access yang digunakan adalah Code Divison Multiple Access. Pada teknik multiple access ini, setiap user menggunakan resourcefrekuensi dan waktu yang sama namun dibedakan oleh kode masing – masing yang unik. Hal ini lah yang memungkinkan WCDMA memiliki kecepatan transmisi data yang jauh lebih tinggi
dari pada GSM. Di samping itu, kelebihan dari WCDMA adalah kapasitas pengguna yang dapat dilayani pada suatu sel sifatnya lebih fleksibel dan dapat diatur. Hal ini dapat dilakukan juga karena sistem multiple akses CDMA. Antara pengguna satu dengan pengguna lain akan berperan sebagai noise bagi sesamanya.
Kapasitas dapat diatur berdasarkan level kualitas yang dimungkinkan atau yang dikehendaki dalam suatu sel. Semakin tinggi kualitas layanan yang ditetapkan pada suatu sel maka kapasitas pengguna pun berkurang, begitu juga sebaliknya jika kualitas layanan dikurangi, maka kapasitas pengguna pada suatu sel akan meningkat.
c. Kanal pada UMTS [2]
Kanal - kanal pada UMTS terbagi atas tiga bagian yaitu seperti terlihat pada Gambar 2.4 berikut ini :
Gambar 2.7 Kanal pada UMTS 1) Kanal Logic[2]
Digunakan sebagai interface antara RLC dan layer MAC yang berisi tipe-tipe informasi yang akan di kirimkan.
a) Control Channel (CCH)
1) Broadcast Control Channel (BCCH)
Merupakan kanal yang digunakan pada saat downlink untuk mentransmisikan informasi sistem seperti: : informasi sel, informasi operator yang digunakan (PLMN).
2) Pagging control Channel (PCCH)
Merupakan kanal yang diberikan ke MS apabila terdapat panggilan melalui satu atau lebih sel.
3) Common Control Channel (CCCH)
Merupakan kanal yang digunakan pada saat uplink oleh terminal yang belum memiliki koneksi sama sekali dengan jaringan.
4) Dedicated Control Channel (DCCH)
Merupakan kanal kontrol point to point dua arah antara MS dan jaringan untuk mengirimkan informasi kontrol.
2) Kanal Transport[2]
Digunakan sebagai interface antara MAC dan layer Physical yang berisikan bagaimana data dikirimkan melalui radio interface WCDMA.
a) Jenis kanal Common transport adalah:
1) Random Access Channel (RACH). Kanal yang digunakan pada saat uplink ketika pelanggan ingin mengakses jaringan atau sebagai signaling dari pelanggan.
2) Common Packet Channel (CPCH). Sebuah kanal berbasis contention digunakan untuk transmisilalu lintas data.
3) Forward Akses Channel (FACH). Downlink channel umum tanpa kontrol daya loop tertutup yang digunakan untuk transmisi jumlah yang relatif kecil data.
4) Downlink Shared Channel (DSCH). Sebuah kanal downlink bersama oleh beberapa UES membawa didedikasikan data kontrol atau lalu lintas.
5) Uplink Shared Channel (USCH). Sebuah kanal uplink bersama oleh beberapa UES membawa didedikasikan data kontrol atau lalu lintas.
6) Broadcast Channel (BCH). Sebuah kanal downlink digunakan untuk siaran informasi sistem ke seluruh sel.
7) Paging Channel (PCH). Sebuah kanal downlink digunakan untuk siaran informasi kontrol ke
dalam sel memungkinkan seluruh prosedur modus tidur efisien UE.
8) High Speed Downlink Shared Channel (HS-DSCH).
Sebuah kanal downlink dibagi antara UES oleh alokasi kode individu.
b) Jenis kanal Dedicated Transport[2]
1) Dedicated Channel (DCH) Sebuah kanal yang didedikasikan untuk satu UE digunakan dalam uplink atau downlink.
2) Sebuah klasifikasi umum dari kanal logik dibagi menjadi dua kelompok, Control Channels dan Traffic Channels.
3) Kanal Fisik[5]
Sinyal yang di transmisikan melalui kanal radio untuk arah uplink dan downlink.
Gambar 2.8 Pembagian Kanal pada UMTS[5]
1) Broadcast Control Channel (BCCH)
Sebuah kanal downlink untuk informasi penyiaran sistem kontrol.
2) Paging Control Channel (PCCH)
Sebuah kanal downlink yang mentransfer informasi paging. Saluran ini digunakan ketika jaringan tidak tahu lokasi sel kesana, atau, UE dalam keadaan sel dihubungkan.
3) Common Control Channel (CCCH)
Bi-directional kanal untuk transmisi informasi kontrol antara jaringan dan UES.
4) Dedicated Control Channel (DCCH)
Saluran bi-directional point-to-point yang didedikasikan mengirimkan informasi kontrol antara UE dan jaringan.
5) Shared Channel Control Channel (SHCCH)
Bi-directional saluran yang mengirimkan informasi kontrol untuk saluran uplink dan downlink dibagi antara jaringan dan UES.
d. Lalu Lintas Saluran
1) Dedicated Traffic Channel (DTCH)Sebuah Dedicated Traffic Channel (DTCH) adalah channel point-to-point, yang didedikasikan untuk satu UE.
2) Common Traffic Channel (CTCH): A point-to-multipoint unidirectional saluran untuk transfer informasi pengguna didedikasikan untuk semua atau sekelompok UES ditentukan.
C. GSM VERSUS WCDMA[6]
Sistem WCDMA mempunyai beberapa kemiripan dengan teknologi GSM , meskipun secara teknik, keduanya sangat berbeda dalam pengaksesan jamak. WCDMA memungkinkan beberpa user untuk menggunakan spektrum frekuensi yang sama, beberapa keunggulan sistem WCDMA , antara lain :
1. Soft Handover
Tidak seperti pada sistem GSM, yang menerapkan sistem hard handover (koneksi BTS) yang lama diputus sebelum melakukan koneksi denganBTS yang baru), pada sistem Soft Handover UE secara simultan terhubung dengan beberapa node B.
2. Multipath Reception
Rake receiver yang terpasang pada UE memungkinkan untuk men- decode beberapa sinyal yang melewati halangan halangan yang berbeda saat terkirim dari node B ke UE.
3. Power Control
Pentransmissian sinyal dari UE harus dapat dikontrol sehingga Node B menerima sinyal yang berkekuatan sama dari beberapa UE. Apabila tidak diemplementasikan power control, maka efek near-far dapat terjadi, dengan kondisi sinyal UE yang berbeda dekat dengan node B akan memancarkan power yang lebih kuat daripada UE yang yang berada dekat dengan node B akan memancarkan power yang lebih kuat daripada UE yang berjarak jauh dapat mempunyai power yang lemah.
4. Soft Capacity
Kapasitas dan jangkauan saling berhubungan pada sistem WCDMA, kapasitas bergantung dari jumlah user yang dapat ditampung oleh sistem dan juga batas interferensi yang diperbolehkan. Apabila batas ini terlampaui, maka akan terjadi blocked call pada user yang ingin melakukan panggilan. Dengan melakukan pengaturan pada batas interferensi lebih rendah, maka coverage akan semakin luas, tetapi kapasitas semakin sedikit. Sebaliknya, apabila batas interferensi diatur lebih tinggi, maka coverage akan semakin sempit, tetapi jumlah user yang dapat ditampung semakin besar.
Tabel 2.1 Perbandingan antara sistem WCDMA dan GSM [6]
WCDMA GSM
Lebar Carrier
5 MHz CDMA 200 Khz TDMA
Frequency Reuse
1 4 sampai 8
Teknik Handover
Soft Handover (komunikasi simultan dengan beberapa node B)
Hard Handover dilakukan (koneksi dengan lama diputus sebelum koneksi dengan BTS
baru dilakukan)
Frequency Diversity
Rake Receiver digunakan untuk demodulasi sinyal
yang mengalami multipath
Frequency Hopping digunakan untuk meminimalkan
interferensi
Kapasitas Sistem
Soft, bergantung dari batas interferensi yang ditentukan dalam system
Hard, bergantung dari jumlah time slot dan frekuensi yang
dimiliki
Prosedur search cell
Menggunakan kanal sinkronisasi dan kode
scrambing
Menggunakan kanal frekuensi
Transmit Diversity
Ada untuk komunikasi downlink
Tidak ada
