BAB II CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS. Konsep selular mulai muncul di akhir tahun 1940-an yang digagas oleh perusahaan

BAB II

CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS

2.1 Pendahuluan

Konsep selular mulai muncul di akhir tahun 1940-an yang digagas oleh perusahaan Bell Telephone di Amerika, yang sebelumnya menggunakan pemancar berdaya pancar besar dan ditempatkan di daerah yang tinggi dengan antenna yang menjulang. Di ubah menjadi pemancar berdaya kecil. Setiap pemancar ini dirancang untuk melayani daerah (disebut wilayah cakupan) yang kecil saja, sehingga disebut sel. Dari sini, sistem komunikasinya lalu disebut dengan sistem komunikasi selular. Dalam sistem seluler prinsipnya, kanal-kanal yang berupa frekuensi yang sama dapat digunakan secara berulang-ulang di sel-sel tertentu pada jarak antar sel tertentu pula, melalui pertimbangan yang matang sehingga pengaruh interferensinya (saling ganggu bertumpang tindih) dapat diabaikan. Penggunaan frekuensi yang sifatnya berulang ini dalam sistem seluler dinyatakan dengan sel berbentuk heksagonal yang mempunyai tanda huruf atau dapat juga berupa tanda angka yang sama.

Code division multiple access (CDMA) adalah sebuah bentuk pemultipleksan (bukan sebuah skema pemodulasian) dan sebuah metode tidak berdasarkan waktu (seperti pad dengan cara mengkodekan data dengan sebuah kode khusus yang diasosiasikan dengan tiap kanal yang ada dan menggunakan sifat-sifa itu untuk melakukan pemultipleksan.

CDMA juga mengacu pada sistem telepon selular digital yang menggunakan skema akses secara bersama ini,seperti yang diprakarsai oleh teknologi militer yang digunakan pertama kali pada Perang Dunia II oleh sekutu Inggris untuk menggagalkan usaha Jerman mengganggu transmisi mereka. Sekutu memutuskan

untuk mentransmisikan tidak hanya pada satu frekuensi, namun pada beberapa frekuensi, menyulitkan Jerman untuk menangkap sinyal yang lengkap. Sejak itu CDMA digunakan dalam banyak sistem komunikasi, termasuk pada terakhir didesain dan dibangun oleh Qualcomm, dan menjadi cikal bakal yang membantu insinyur-insinyur Qualcomm untuk menemuka teknologi yang diperlukan untuk menjadikan CDMA praktis dan efisien untuk komunikasi seluler terrestrial.[1]

2.2 Konsep Selular

Menurut Gatot Santoso (Sistem Selular CDMA) Ditinjau dari segi daerah jangkauan (coverage),maka sistem komunikasi bergerak dapat dibedakan menjadi dua macam :

1) Sistem Konvensional (Large Zone)

Pada sistem ini Base Station (BS) melayani wilayah yang sangat luas dengan radius 40 km. Keuntungan dari sistem ini adalah relatif mudah dalam hal switching, charging, dan transmisi. Sedangkan kekurangannya :

a. Kesanggupan pelayanan terbatas

Daya yang dipancarkan harus besar dan antena harus tinggi. Selain itu area pelayanan dibatasi oleh kelengkungan bumi. Ketika pelanggan sedang melakukan pembicaraan dan keluar dari suatu wilayah pelayanan, maka pembicaraan terputus karena tidak memiliki fasilitas Handover dan harus dilakukan inisialisasi ulang.

b. Unjuk kerja pelayanan yang kurang baik

Sistem konvensional ini hanya memiliki jumlah kanal yang sedikit, sehingga blocking menjadi besar.

c. Tidak efisien dalam penggunaan bandwidth

Tidak menggunakan pengulangan frekuensi sehingga jumlah kanal yang dialokasikan pada setiap sel akan sangat kecil.

2) Sistem Selular (Multi Zone)

Dalam sistem ini pelayanan dibagi menjadi daerah-daerah yang lebih kecil disebut sebagai sel dan setiap sel dilayani oleh sebuah Radio Base Station (RBS). Antara Radio Base Station (RBS) masing-masing sel saling terintegrasi dan dikendalikan oleh suatu Mobile Switching Centre (MSC). Prinsip dasar dari arsitektur sistem selular adalah :

a. Pemancar mempunyai daya pancar yang rendah dan cakupan yang kecil. b. Menggunakan prinsip penggunaan kembali frekuensi (frequency reuse). c. Pemecah sel (cell splitting) pada sel yang telah jenuh dengan

pelanggan.

Sistem ini memiliki banyak keuntungan dibandingkan sistem konvensional, yaitu a. Kapasitas pelanggan lebih besar.

b. Efisien dalam penggunaan pita frekuensi karena memakai prinsip pengulangan frekuensi.

c. Kemampuan adaptasi yang tinggi terhadap kepadatan lalu lintas atau traffic karena sel dapat dipecah.

d. Kualitas pembicaraan baik karena tidak sering terputus. e. Kemudahan bagi pemakai.

Konsep sistem selular adalah suatu sistem tanpa kawat (wireless) yang dirancang dengan pembagian suatu area besar ke dalam beberapa sel kecil dengan pemancar yang tinggi, pemancar yang rendah pada setiap sel, dan pengulangan frekuensi dari satu sel ke

sel lain setelah melewat i beberapa sel. Desain utama yang digunakan untuk menggunakan kembali frekuensi yang tersedia adalah pengulangan frekuensi (frequency reuse), interferensi co-channel, perbandingan carrier to interference, mekanisme Handover, dan cell splitting. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 2.1

Gambar 2.1. Konsep Selular Code Division Multiple Access (CDMA)[1]

2.2.1 Perkembangan Komunikasi Bergerak

Gelombang radio adalah gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh antena. Gelombang radio mempunyai frekuensi yang berbeda. Tabel 2.1 memperlihatkan spektrum radio frekuensi.

Tabel 2.1 Rentang Frekuensi Rentang Frekuensi Band

10 KHz s.d 30 KHZ Very Low Frequency(VLF) 30 KHz s.d 300 KHz Low Frequency(LF) 300 KHz s.d 3 MHz Medium Frequency(MF) 3 MHz s.d 30 MHz High Frequency(HF) 30 MHz s.d 144 MHz 144 MHz s.d 174 MHz 174 MHz s.d 328,6 MHz

328,6 MHz s.d 450 MHz 450 MHz s.d 470 MHz 470 MHz s.d 806 MHz 806 MHz s.d 960 MHz 960 MHz s.d 2,3 GHz 2,3 GHz s.d 2,9 GHz

Ultra High Frequency(UHF)

2,9 GHz s.d 30 GHz Super High Frequency(SHF) Lebih dari 30 Ghz Extremely High Frequency(EHF)

Pada sistem selular generasi pertama, masih memakai teknologi analog. Sistem ini dikembangkan di Eropa dan Jepang juga di kembangkan di Amerika, yakni Advance Mobile Phone Sistem (AMPS). Di Inggris dengan istilah Total Access Communication Sistem (TACS),sedangkan di Skandinavia mengembangkan Nordic Mobile Telephone Sistem, (NMT). Serta di Jepang dikembangkan Nippon Advanced Mobile Telephone Service (NAMTS). Sedangkan di Jerman Barat (Negara Jerman waktu itu masih terbagi menjadi dua; Jerman Barat dan Jerman Timur) mengembangkan NETZ-C (C-450).

Kemampuan standar masing-masing sistem tersebut di atas relatif sama tetapi spesifikasi operasionalnya secara teknik tidak mendunia, karena sistem dipilih dan dikembangkan di masing-masing negara untuk memenuhi kebutuhan mereka sendiri, termasuk pilihan frekuensinya yang ditentukan oleh pita frekuensi radio yang tersedia di setiap negara secara sendiri sendiri. Walaupun konsep penggunaan sel dalam komunikasi seluler secara teori memberikan kapasitas layanan komunikasi yang tidak terbatas melalui pemecahan sel jika komunikasi di suatu wilayah sudah padat, di dalam prakteknya, para operator tetap menghadapi kesulitan sejak dimulainya penggunaan radio seluler tahun 1990-an. Logikanya jika komunikasi semakin padat maka harus dibuat sel-sel baru yang ukurannya semakin lama menjadi makin kecil. Akan terjadi ganguan interferensi biayanya mahal untuk mendirikan BTS di lokasi padat dengan posisi fisik yang terbaik. Selain alasan ini, di Eropa misalnya, dengan banyak Negara dan penduduknya sering bepergian melintas antar negara, tidak akan memungkinkan bagi mereka menggunakan telepon seluler yang sama di Negara

tetangga yang dilintasi atau dikunjunginya. Dari keterbatasan inilah yang memunculkan komunikasi seluler generasi kedua, dengan kapasitas layanan yang lebih besar serta tingkat kesesuaian (kompatibiltas) antar beberapa negara.

Perkembangan teknologi elektronika dalam perangkat keras yang semakin lama menjadi semakin kecil bentuknya dan semakin canggih bekerjanya mendorong perkembangan yang pesat pula dalam sistem komunikasi bergerak. Dorongan perkembangan komunikasi bergerak juga terkait dengan factor-faktor seperti : adanya tuntutan dari segi kemudahan berkomunikasi dan kapasitas sistem, teknologi yang lebih murah, ukuran fisik sistem dan piranti yang lebih kemampuan komunikasi yang sedapat mungkin mendekati kemampuan komunikasi yang menggunakan transmisi kabel, yang berdimensi multimedia (suara, data, grafik dan gambar). Evolusi komunikasi nirkabel bergerak tampaknya sudah akan mulai masuk ke generasi keempat. Pada sistem seluler generasi pertama, transmisi data percakapan analog antara BTS atau stasiun induk di setiap sel dengan pengguna ponselnya memiliki laju rendah, dan tidak efisien. Tetapi , penyalurannya dari BTS ke MSC, (mobile switching center) atau Sentral Telepon. Sinyal-sinyal percakapan biasanya didigitalkan menggunakan format pemultiplekan divisi waktu (TDM) yang sudah distandarkan, dan selalu berbentuk digital dalam penyaluran selanjutnya dari MSC ke PSTN.

Sistem nirkabel pada tahap generasi kedua sudah menerapkan modulasi digital dengan kemampuan pemrosesan panggilan yang telah dikembangkan lagi. Contohnya adalah sistem GSM, sistem standar digital TDMA dan CDMA Amerika Serikat, atau sesuai dengan nama yang diberikan oleh Asosiasi Industri Telekomunikasi Amerika, yakni IS-54, dan IS-95, system CT2 untuk Inggris, Personal Access Communication System (PACS) dan DECT yang merupakan standar Eropa untuk telepon nirkabel maupun perkantoran. Sistem arsitektur pada generasi kedua ini kecil kemungkinan peningkatan antar data antara BTS dengan MSC yang distandarisasikan. Sehingga, para operator dapat menggunakan peralatan MSC maupun BSC

yang berasal dari pabrik pembuat yang berbeda-beda, sehingga ada pasar bebas akan bersaing bagi industri pembuat perangkat telekomunikasi bergerak.

Generasi ketiga mulai dipersiapkan sejak tahun 1992 ketika ITU menetapkannya dengan nama ‘IMT-2000’. Angka 2000 memiliki tiga arti, yakni menyatakan tahun ketika layanannya mulai tersedia di lapangan, rentang frekuensi dalam MHz yang akan digunakan, dan laju data dalam satuan kbps. Dalam perkembanganya, menginjak tahun 2002, Amerika di bagian utara telah menggunakan frekuensi yang direkomendasikan bagi IMT 2000 untuk layanan lain, dan kecepatan tinggi hanya dapat disediakan melalui sel-sel yang sangat kecil yang disebut dengan sel piko yang berada di dalam ruangan maupun di dalam bangunan. Dengan begitu walaupun ITU telah mendeskripsikan IMT 2000 sebagai sebuah standar tunggal yang bersifat mendunia, tetapi penentu kebijakan bidang telekomunikasi di beberapa negara, pabrik-pabrik pembuat peralatan dan para operator tidak dapat mencapai kesepakatan. Akibatnya IMT-2000 memiliki tiga mode operasi,yakni “code division multiple accesss” atau CDMA , “wide code division multiple accesss“ atau disingkat WCDMA dan “time division multiple access atau TDMA, yang tidak menjamin telepon dari satu mode akan dapat dioperasikan pada modemode lainnya. Di Eropa generasi ketiga diberi nama UMTS (Universal Mobile Telecommunication Sistem).[2]

2.2.2 Perkembangan Multiple Akses

Menurut Gatot Santoso pada bukunya yang berjudul Sistem Selular CDMA, akses jamak (multiple access) merupakan sekumpulan pengguna yang mampu melakukan akses dengan pengguna lainnya melalui lebar bidang spektrum frekuensi yang dialokasikan. Sistem komunikasi bergerak yang berbeda mungkin akan menerapkan teknik akses jamak yang berbeda pula.

Pada dasarnya ada 3 sistem yaitu FDMA ( Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access), dan CDMA (Code Division Multiple Access). Teknologi FDMA bekerja dengan membagi alokasi lebar bidang spektrum frekuensi yang tersedia menjadi bagian-bagian kecil spektrum frekuensi yang dialokasikan pada setiap penggunanya sebagai suatu kanal komunikasi, seperti terlihat pada Gambar 2.2. Dalam FDMA setiap pengguna diberikan alokasi bidang frekuensi tertentu selama melakukan proses percakapan, sehingga dalam waktu yang sama hanya satu pengguna yang dapat memanfaatkan kanal frekuensi tersebut, contohnya AMPS.

Gambar 2.2 Prinsip Dasar FDMA

Dalam TDMA setiap pengguna diberikan alokasi celah waktu (time slot) tertentu sebagai kanal komunikasi pada potongan spektrum frekuensi yang telah dialokasikan sehingga aliran informasi tidak terpotong-potong pada setiap slot waktu seperti terlihat pada Gambar 2.3. Karena selang antara celah waktu sangat pendek maka yang terdengar oleh pengguna seperti aliran informasi kontinyu biasa. Jadi beberapa panggilan menggunakan satu frekuensi yang sama dengan waktu yang berbeda, contohnya GSM

Gambar 2.3 Prinsip Dasar TDMA

Teknik CDMA adalah temuan yang lebih baru dibandingkan dengan FDMA dan TDMA. Teknik CDMA berawal pada tahun 1949 ketika Claude Shannon dan Robert Pierce (yang banyak jasanya untuk kemajuan teknologi telekomunikasi saat ini) menyampaikan ide dasar CDMA. Teknik ini merupakan temuan yang brilian karena kanal yang satu dengan lainnya tidak dibedakan dari frekuensi/FDMA atau waktu/TDMA yang secara awam lebih mudah dipahami, melainkan dengan perbedaan kode. Kode ini dikenal dengan pseudorandom code sequence. Cara kerja dari CDMA ini adalah dengan menebar/menggunakan kode-kode pada satu frekuensi yang lebih besar dari FDMA dan TDMA dan penggunaan waktu yang bersamaan. Jadi tiap panggilan diwakili satu kode pada frekuensi dan waktu yang sama. Jika ada beberapa frekuensi yang digunakan maka merupakan kombinasi FDMA-CDMA. Sistem yang memakai akses jamak ini adalah CDMA2000 1x. Jadi pada CDMA, seluruh pelanggan menggunakan frekuensi yang sama pada waktu yang sama.

Dalam diagram blok CDMA tampak bahwa data input(informasi masukan) dari satu pelanggan dikalikan dengan salah satu dari banyak kode PN (Pseudo Noise). Jumlah kemungkinan kode yang dihasilkan oleh generator kode PN identik dengan jumlah kanal yang disediakan. Jika generator kode PN mampu menghasilkan 100 kode, maka sebanyak itu pula kanal yang diperoleh. Oleh modulator hasil perkalian antara input data dengan kode PN ditumpangkan pada sinyal RF (Radio Frequency) agar dapat dikirim lewat udara.

Di penerima, demodulator memisahkan sinyal pesan dari sinyal RF yang ditumpanginya. Sinyal pesan yang mengandung kode ini dicocokkan dengan kode PN di penerima. Sinyal pesan akan dipisahkan dari kode dan diteruskan jika kode PN pada sinyal masuk sama dengan kode PN pada penerima.

CDMA juga disebut DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) yang merupakan salah satu dari dua jenis teknik murni SSMA (Spread Spectrum Multiple Access). Jenis lainnya dikenal sebagai FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). Kedua jenis ini tergolong SSMA karena sinyalnya tersebar (spread) pada spektrum pita frekuensi yang lebar. Pada CDMA, penyebaran sinyal diperoleh akibat proses perkalian data input (yang mempunyai waktu perubahan lambat) dengan kode PN (yang mempunyai waktu perubahan cepat).

Walaupun pita frekuensinya lebar, tegangan sinyal yang dihasilkan sangat kecil, menyerupai noise (derau) yang selalu menyertai gelombang radio. Sehingga apabila dimonitor oleh penerima lain, sinyal yang dipancarkan oleh pengirim berbasis CDMA hanya berupa noise (seolah-olah menunjukkan ketiadaan sinyal pancar) yang tidak mengganggu sinyal lain. Sifat CDMA yang lain adalah kemampuannya untuk tahan terhadap jamming (penutupan oleh sinyal yang lebih kuat) pada pita frekuensi sempit. Hal ini terjadi karena jamming pada pita frekuensi sempit itu tidak akan mengganggu sinyal-sinyal CDMA yang tersebar di pita frekuensi lain. Prinsip kerja CDMA diperlihatkan seperti pada Gambar 2.4.

CDMA sebagai generasi terakhir pada sistem akses jamak terus berkembang sehingga sampai saat ini telah ada beberapa generasi CDMA, yaitu :

1. IS-95 A 2. IS-95 B

3. CDMA2000 1x

4. CDMA2000 1X EVDO REV-0, REV-A, REV-B 5. CDMA 2000 EVDV

Perkembangan generasi CDMA ini diperlihatkan seperti pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Jalur Evolusi CDMA 2000

CDMA2000 merupakan salah satu teknologi sistem selular generasi ketiga yang kini sedang berkembang. Nilai 1x pada CDMA2000 1x menunjukkan bahwa bandwidth yang dipakai adalah 1x1.25 Mhz. Sehingga 1x menunjukkan 1.25 Mhz.

CDMA2000 1x selanjutnya dikembangkan menjadi CDMA2000 EV-DO (Evolution Data Only) dan CDMA2000 EV-DV (Evolution Data and Voice). Hal ini bertujuan agar dapat melayani komunikasi data yang jauh lebih cepat dari CDMA2000 1x biasa.

CDMA2000 EV-DO didesain agar dapat berinteroperasi dengan sistem-sistem CDMA sebelumnya, yaitu CDMA2000 1x. Hal ini dilakukan diantaranya dengan

menggunakan karakteristik frekuensi pembawa radio yang sama. CDMA2000 EV-DO sama-sama menggunakan bandwidth selebar 1.25 Mhz seperti sistem CDMA2000 1x, hanya saja terletak pada frekuensi yang berbeda.

Teknologi CDMA mendesak agar sistem pada 3G seperti CDMA2000 1x dan CDMA2000 EV-DO segera diimplementasikan. Perkembangan sistem komunikasi jaringan CDMA2000 melalui 1x dikenal dengan nama CDMA2000 EV. Sistem EV akan dibagi dalam dua step yakni : Sistem DO adalah singkatan dari Evolution Data Only sedangkan EV-DV adalah singkatan dari Evolution Data and Voice. Hal ini bertujuan agar dapat melayani komunikasi data yang jauh lebih cepat dari CDMA2000 1x biasa.

Untuk sistem CDMA2000 1x, kecepatan transfer data maksimum sebesar 153 Kbps sedangkan pada sistem CDMA2000 EV-DO sebesar 2,4 Mbps. Untuk EVDO Rev-A kecepatan transfer datanya bisa mencapai 3,1 Mbps untuk downlinknya sedangkan untuk uplinknya kecepatannya dapat mencapai 1,8 Mbps. Pada EVDO REV-B kecepatan transfer data maksimumnya dapat mencapai 9,3 Mbps untuk downlinknya dan untuk kecepatan pada uplinknya dapat mencapai 5,4 Mbps.[3]

Inti dari jaringan CDMA atau sentral untuk pelanggan ponsel adalah MSC (Mobile Switching Center) yang berfungsi menghubungkan pelanggan ponsel ke ponsel lainnya atau ke pelanggan PSTN (Public Switch Telephone Network).

BTS (Base Transceiver Station) adalah penghubung pengguna kepada jaringan melalui udara. Fungsi dasar dari BTS (Base Transceiver Station) adalah menangani radio interface ke terminal pelanggan dan melakukan routing voice atau data traffic dari dan ke switching. BTS berfungsi juga untuk menciptakan network interface ke BSC untuk pengiriman dan penerimaan voice atau data, serta menginformasikan alarms dan self-diagnostic routines untuk fault management.

BSC (Base Station Controller) diatur oleh BSM (Base Station Manager) dan mengontrol beberapa BTS yang terdiri dari beberapa radio (transceiver) dan mencakup satu, dua, atau tiga sel.

HLR (Home Location Register) menyimpan database data masing-masing pelanggan. Jika ingin berhubungan dengan data kecepatan tinggi atau internet, maka hubungan akan berlangsung dari BSC ke PDSN (Packet Data Serving Node).

Arsitektur jaringan pada CDMA2000 1x yaitu, komunikasi suara dilakukan dengan hubungan yang dilakukan dari BTS ke BSC kemudian langsung ke MSC dan kembali lagi.

2.2.3 Karakteristik CDMA

Menurut Muhammad Wicaksono (Spread Spectrum) CDMA adalah teknik multiple access yang berdasar pada sistem komunikasi spread spectrum. Spread spectrum adalah teknik modulasi dengan menebarkan energi sinyal bandwidth yang jauh lebih besar untuk menyalurkan informasi dengan bandwidth sempit.

Teknik spread spectrum yang umum dipakai adalah : 1. Direct Sequence Spread Spectrum (DS-SS) 2. Frequency Hopping Spread Spectrum (FH-SS)

Pada CDMA2000 1x teknik spread spectrum yang dipakai adalah Direct Sequence Spread Spectrum, dimana pada saat spreading informasi digital, data binary di scrambling dengan PN sequence untuk menghasilkan sinyal yang akan dipancarkan. Pada sisi penerima, sinyal yang diterima akan di de-scrambling dengan PN sequence dimana syarat pada proses despreading ini adalah PN sequence transmitter = PN sequence receiver (terjadi sinkronisasi). Kemudian proses recovery informasi akan dihasilkan. Proses Direct Spread Spectrum diperlihatkan pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Sistem Direct Sequence Spread Spectrum

Sistem komunikasi spread spectrum sebagai salah satu sistem komunikasi digital, memiliki beberapa kelebihan dibandingkan sistem komunikasi analog, yaitu :

a. Lebih kebal terhadap jamming (penutupan oleh sinyal yang lebih kuat). b. Mampu menekan interferensi.

c. Dapat dioperasikan pada level daya yang rendah. d. Kemampuan multiple access secara CDMA. e. Kerahasiaan lebih terjamin.

Ranging adalah mengukur jarak transmisi untuk mengetahui kapan sinyal yang dikirim akan sampai di receiver.

Skema struktur jaringan CDMA2000 1x secara umum terdiri dari :

1. User terminal, terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut:

a. Fixed terminal berfungsi untuk membentuk, memelihara, dan memutuskan hubungan dengan Radio Network melalui antarmuka radio-packet.

b. Portable / handheld berfungsi untuk mengumpulkan data autentifikasi, autorisasi dan akunting yang diperlukan oleh AAA (Authentication Authorization and Accounting)

a. Base Transceiver Station (BTS)

BTS bertanggung jawab untuk mengalokasikan daya digunakan oleh pelanggan serta berfungsi sebagai antarmuka yang menghubungkan jaringan CDMA2000 1x dengan perangkat pelanggan. BTS terdiri dari perangkat radio yang digunakan untuk mengirimkan dan menerima sinyal CDMA.

b. Base Station Controller (BSC)

BSC bertanggung jawab untuk mengontrol semua BTS yang berada di dalam daerah cakupannya serta mengatur rute paket data dari BTS ke PDSN atau sebaliknya serta trafik dari BTS ke MSC atau sebaliknya.

c. Packet Data Serving Network (PDSN)

Merupakan komponen baru yang terdapat dalam sistem seluler berbasis CDMA2000 1x yang bertujuan untuk mendukung layanan paket data. Fungsi PDSN antara lain untuk membentuk, memelihara dan memutuskan sesi Point-to-Point Protocol (PPP) dengan pelanggan.

3. Circuit Core Network (CCN), terdiri dari beberapa komponen berikut: a. Mobile Switching Center (MSC)

MSC diletakkan di pusat jaringan mobile communication dan juga bekerja dengan jaringan lain seperti PSTN, PLMN, dll.

b. Home Location Register (HLR)

HLR merupakan tempat yang berisi informasi pelanggan yang digabungkan dengan pengantar layanan paket data. Layanan informasi dari HLR diambil dalam Visitor Location Register (VLR) pada jaringan switch selama proses registrasi berhasil.

VLR secara temporari menyimpan dan mengontrol semua informasi dari Mobile Station (MS) yang berada pada area kontrol. Ketika pelanggan melakukan panggilan maka VLR mentransmit semua informasi yang berhubungan dari MSC.

d. SMSC (Short Message Service Center)

SMSC bertanggung jawab dalam penyampaian, penyimpanan dan pengajuan suatu pesan singkat.

ISMSC (Intelligent Short Message Service) merupakan gateway untuk menyelenggarakan interworking dengan jaringan PSTN dan GSM.

4. Packet Core Network (PCN), terdiri dari beberapa komponen berikut: a. Router

Router berfungsi untuk merutekan paket data dari dan ke berbagai elemen jaringan yang terdapat pada jaringan CDMA2000 1x serta bertanggung jawab untuk mengirimkan dan menerima paket data dari jaringan internal ke jaringan eksternal atau sebaliknya. Fire Wall berfungsi untuk mengamankan jaringan terhadap akses dari luar.

b. Authentication, Authorization and Accounting (AAA)

AAA menyediakan fungsi untuk authentication bertalian dengan PPP dan hubungan mobile IP, melakukan autorisasi yaitu layanan profil dan kunci keamanan distribusi dan manajemen dan accounting untuk jaringan paket data dengan menggunakan protokol Remote Access Dial in User Service (RADIUS) AAA server juga digunakan oleh PDSN untuk berhubungan dengan jaringan suara dari HLR dan VLR.

2.2.4 Struktur Kanal CDMA

Struktur kanal pada CDMA 2000 1x terbagi menjadi dua arah dari BS ke MS. Kanal fisiknya dibedakan menjadi kanal dedicated dan common. Dedicated Physical Channel (DPHCH) merupakan kumpulan semua kanal fisik yang membawa informasi yang sifatnya point to point antara BS dan MS. Sedangkan Common Physical Channel (CPHCH) merupakan kumpulan semua kanal fisik yang membawa informasi akses, sifatnya point to point, multi point antara BS dan MS.

Kanal CDMA terdiri dari ”Logical Channel” sebagai berikut: A.Kanal Trakfik Forward.

Kanal trafik ini membawa (carry) phone call yang sesungguhnya dan membawa voice dan power control informasi MS dari BS ke pesawat pelanggan. Kanal forward CDMA2000 1x ini ditunjukkan seperti pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Kanal Forward CDMA2000 1x

Forward channel meliputi power control dan power bit control yang berfungsi untuk meminta MS untuk menaikkan atau menurunkan daya yang dipancarkan. Panjang frame forward channel sebesar 20 ms yang dibagi menjadi 16 channel, besar tiap channelnya 1.25

ms. Tiap power control channel mempunyai bit control power, dimana kecepatan dari reverse fast power-nya adalah 800 bps.

Fungsi dari forward channel antara lain: 1. F-PICH (Forward Pilot Channel)

a. Mengirimkan sinyal yang diterima oleh MS ke pilot channel

b. Menyediakan channel gain dan phase estimation

c. Mendeteksi multi-path signals

d. Menerima cell forward channel dan handoff

2. F-TDPICH (Forward Transmit Diversity Pilot Channel) a. Bekerja bersama-sama dengan F-PICH

3. F-ATDPICH (Forward Auxiliary Transmit Diversity Pilot Channel ) a. Beam shaping

b. Supporting the application of a smart antenna 4. F-BCCH (Forward Broadcast Control Channel)

Berfungsi untuk meneruskan dan menyebarkan informasi yang ditransmisikan oleh F-PCH pada sistem IS-95 oleh Base Station. F-BCCH dapat bekerja secara discontinues. Dapat ditransmisikan secara berulang-ulang saat transfer data F-BCCH lambat. Untuk mengurangi daya pancarnya, bersama-sama dengan F-CCH mentransmisikan sinyal secara berulang-ulang, sehingga MS menerima time diversity gain dengan cara mengkombinasikan kedua kanal tersebut dengan sinyal informasi. Base Station dapat menyesuaikan kapasitas yang berlebih dengan cara mengurangi kekuatan daya pancarnya.

5. Q-PCH (Forward Quick Paging Channel)

Quick Paging Channel adalah sinyal modulasi-OOK yang dapat dimodulasikan oleh MS secara cepat dan mudah. Tiap channel mengambil 80 ms sebagai QPCH time

slot-nya. Tiap-tiap time slot-nya dibagi lagi menjadi paging indicator, configuration change indicator dan broadcast indicator, ketiganya digunakan untuk menginformasikan MS untuk menerima paging message, broadcast message atau sistem parameter F-CCCH atau F-PCH.

B.Kanal Trafik Reverse

Kanal ini membawa setengah phone call lainnya yang aktif, membawa voice dan power control informasi dari MS ke BS. Fungsi R-ACH,R-FCH,R-SCCH sama seperti pada IS-95. Fungsi dari Reverse Pilot Channel(R-PICH) untuk menginisialisasi sinyal, tracing, reverse coherent demodulation, power control measurement.

Reverse CDMA 2000 channel

R-ACH R-TCH Operation (RCI-2) R-EACH operation R-CCCH operation R-TCH Operation (RC3~8) R-FCH R-SCCH R-PICH R-EACH R-PICH R-CCH R-PICH R-DCCH 0~1 0~2 R-PC

Gambar 2.8 Kanal Reverse CDMA 2000 1X C. Kanal Pilot

Kanal Pilot sering disebut dengan Up dan Down link. Digunakan oleh pesawat pelanggan untuk mendapatkan inisial sistem sinkronisasi dan membedakan cell site yaitu mengenal dan mensinkronkan kode generator yang dikirim dari BTS. Setiap sektor dari masing-masing cell site memiliki kanal pilot yang unik. Kanal pilot pada MS juga menyediakan time, frekuensi dan phase tracking signal dari cell site.

D.Kanal Sync

Menyediakan MS dengan network information yang berhubungan dengan identifikasi cell site, pilot transmit power dan cell set PN offset dengan informasi tersebut, MS dapat menetapkan sistem time sesuai dengan level transmit power yang digunakan untuk memulai suatu call.

E.Kanal Paging

Menyediakan komunikasi BS ke MS. Dari kanal ini BS, dapat mem-paging MS dan dapat mengirim call set-up dan penempatan kanal trafik informasi.

F. Kanal Access

Menyediakan komunikasi dari MS ke BS ketika MS tidak menggunakan areal trafik. Kanal access hanya terdapat direverse link. Areal access digunakan pada permukaan call dan juga untuk merespon paging, order dan permintaan registrasi.[3]

2.2.5 Sifat-Sifat Code Division Multiple Access (CDMA)

Pada dasarnya sistem selular Code Division Multiple Access (CDMA) memiliki berbagai sifat antara lain :

1) Multi Diversitas

Diversitas adalah usaha untuk mengurangi fading. Ada tiga tipe diversitas yang sering digunakan yaitu diversitas waktu, frekuensi, dan ruang.

2) Daya pancar yang rendah

Disamping peningkatan kapsitas secara langsung, hal lain adalah menurunnya Eb/E0 yang dibutuhkan untuk mengatasi noise dan interferensi. Ini berarti penurunan level daya pancar yang dibutuhkan.

3) Keamanan (privacy)

memungkinkan tingka privacy yang tinggi. Meskipun sistem Code Division Multiple Access (CDMA) sudah memiliki tingkat privacy yang tinggi, system isi masih tetap mungkin untuk dikembangkan dengan menggunakan teknik pengacakan (encryption) yang ada.

4) Soft Handover

Soft Handover memungkinkan kedua sel melayani Mobile Station (MS) secara bersama-sama.

5) Kapasitas

Pada system Code Division Multiple Access (CDMA) kapasitas yang besar diperoleh terutama karena frekuensi yang sama dapat dipakai oleh semua sel.

6) Deteksi Aktivitas Suara

Pada komunikasi full duplex dua arah, aktivitas percakapan (duty cycle) biasanya hanya sekitar 40 %, sisa waktu lainnya dipakai untuk mendengar. Karena pada system Code Division Multiple Access (CDMA) semua pengguna memakai kanal yang sama, maka bila ada pengguna yang tidak sedang berbicara, akan menyebabkan berkurangnya interferensi sekitar 60 %. Hal ini berakibat berkurangnya daya rata-rata yang dipancarkan oleh Mobile Station (MS).

7) Peningkatan Kapasitas dengan Sektorisasi

Pada system Code Division Multiple Access (CDMA) sektorisasi digunakan untuk meningkatkan kapasitas. Dengan membagi sel menjadi tiga sektor maka diperoleh kapasitas hampir tiga kalinya.

8) Soft Capacity

Pada sistem Code Division Multiple Access (CDMA),hubungan antara jumlah pengguna dengan tingkat pelayanan (grade of service) tidak begitu tajam. Sebagai contoh operator dari sistem dapat mengijinkan meningkatnya bit error rate sampai

batas toleransi tertentu, dengan demikian terjadi peningkatan jumlah pelanggan yang dapat dilayani selama jam tersibuk. Kemampuan ini sangat berguna khususnya untuk mencegah terjadinya pemutusan pembicaran pada proses Handover karena kekurangan kanal. Pada sistem Code Division Multiple Access (CDMA), panggilan tetap dapat dilayani dengan peningkatan bit error rate yang masih dapat diterima sampai panggilan lain berakhir.[1]

2.3 Sistem Pancar Terima

Teknik direct-sequence menebarkan spectral sinyal yang ditransmisikan secara langsung dari sinyal yang tersusun atas deretan acak semu (pseudorandom sequence). Deretan acak semu (PSG : pseudorandom generator). Model dasar sistem direct-sequence yang termodulasi BPSK (Binary Phase Shift Key) ditunjukkan oleh Gambar 2.9 dan Gambar 2.10.

BPSK Modulator

Pseudorandom Code a(t)

Data

b(t) d(t) x(t)

fc

Gambar 2.9 Direct-sequence transmitter

Gambar 2.10 Direct-sequence receiver

Pada bagian pengirim, sinyal informasi/data biner dimodulasi secara BPSK BPSK Modulator

Pseudorandom Code a(t-d)

Noise

n(t)

y(t) d(t)

fc

menghasilkan sinyal informasi termodulasi d(t) yang memiliki laju data Rm (bit/detik) kemudian dimodulasi lagi dengan sinyal biner acak semu (pseudonoise) a(t), yang akan menghasilkan sinyal spektral tersebar x(t). Sinyal a(t) adalah sinyal pengkode yang memiliki lajubit sinyal pengkode Rc lebih besar dibandingkan laju data sinyal informasi. Keacakan sinyal a(t) ditentukan berdasarkan pola pembangkitnya dari pseudorandom. Kode tersebut bersifat unik dan saling bebas terhadap sinyal informasi atau terhadap deretan acak semu yang dihasilkannya.

Apabila sinyal pengkode mempunyai lebar pita sebesar Wss dan lebar pita sinyal informasi termodulasi sebesar Bm maka, lebar pita sinyal spektral yang ditransmisikan adalah Wss, lebih besar dibandingkan lebar pita sinyal informasi termodulasi. Sinyal pengkode disebut juga sinyal penebar karena menebarkan spektral sinyal informasi termodulasi. Proses penebaran spektral sinyal informasi termodulasi ke seluruh lebar pita sistem dinamakan spreading. Modulator yang digunakan disebut modulator spreading.

Pada bagian penerima, sinyal yang diterima, y(t) dikalikan kembali dengan sinyal acak semu yang merupakan salinan dari sinyal a(t) pada pengirim. Sinyal ini disebut dengan sinyal referensi yang diperoleh dari proses sinkronisasi kode. Jika diasumsikan proses sinkronisasi terjadi dengan sempurna maka, a(t) = a (t-t). Proses mendapatkan kembali sinyal informasi termodulasi dari sinyal spektral tersebar dinamakan despreading. Demodulator yang digunakan disebut demodulator spreading. Sinyal d(t) selanjutnya didemodulasi dan difilter untuk memperoleh kembali sinyal informasi biner.

2.4 Mekanisme Kerja CDMA

Cara kerja dari CDMA ini adalah dengan menebar/menggunakan kode-kode Pseurandom Code Sequence satu frekuensi yang lebih besar dari FDMA dan TDMA dan

penggunaan waktu yang bersamaan. Jadi tiap panggilan diwakili satu kode pada frekuensi dan waktu yang sama. Jika ada beberapa frekuensi yang digunakan maka merupakan kombinasi FDMA-CDMA. Sistem yang memakai akses jamak ini adalah CDMA2000 1x. Jadi pada CDMA, seluruh pelanggan menggunakan frekuensi yang sama pada waktu yang sama.

Dalam diagram blok CDMA tampak bahwa data input dari satu pelanggan dikalikan dengan salah satu dari banyak kode PN (Pseudo Noise). Jumlah kemungkinan kode yang dihasilkan oleh generator kode PN identik dengan jumlah kanal yang disediakan. Jika generator kode PN mampu menghasilkan 100 kode, maka sebanyak itu pula kanal yang diperoleh. Oleh modulator hasil perkalian antara input data dengan kode PN ditumpangkan pada sinyal RF (Radio Frequency) agar dapat dikirim lewat udara.

Di penerima, demodulator memisahkan sinyal pesan dari sinyal RF yang ditumpanginya. Sinyal pesan yang mengandung kode ini dicocokkan dengan kode PN di penerima. Sinyal pesan akan dipisahkan dari kode dan diteruskan jika kode PN pada sinyal masuk sama dengan kode PN pada penerima.

2. 5 Gambaran Umum SCBS-408L

SCBS-408L, base transceiver station (BTS) dijaringan, berfungsi menghubungkan CDMA 2000 1X dengan mobile station (MS) dibawah kendali base station control (BSC).

SCBS-408L menghubungkan mobile station melalui udara, dan mendukung IS-2000 dengan cammon air interface (CAI). Dengan kata lain, SCBCS-408L menyediakan suatu layanan dengan standar IS 2000.

SCBS-408L menggunakan teknologi ATM untuk berkomunikasi dengan BSC. Protocol komunikasi ATM menambahkan addressed overhead bit pada setiap pesan agar penggunaan link terbatas dapat secara efisien. Selain itu, SCBS-408L menggunakan link

EI/TI dengan BSC, dengan demikian semua sinyal kendali dan sinyal trafik diproses dengan stabil dan cepat, maka SCBS-408L dapat menyediakan jaringan yang lebih dapat diandalkan.

SCBS-408L dipasang didalam ruangan, yang mengginakan tipe omni maupun sektor tergantung kondisi lokasi instalasi. Ketika menggunakan omni, dapat menyadiakan maksimum 7 FA pada rak dasar sendiri. Ketika menggunakan tipe sektor, dapat menyediakan maksimum 7 FA setiap sektor jika rak perluasan dipasang pada SCBS-408L.

2.5.1 Konfigurasi Jaringan

SCBS-408L dikendalikan oleh BSC via kabel dan terhubung dengan mobile station via radio untuk melaksanakan fungsinya menghubungkan panggilan CDMA 2000 1X. jaringan terdiri dari:

a. Mobile Switching Center (MSC)

MSC adalah sistem switching dijaringan. Sistem ini berfungsi mengadakan panggilan antara mobile station sendiri dengan yang lain dan menyediakan jasa tambahan dalam hubungan dengan sistem yang lain

b. Home Location Register (HLR)

HLR adalah suatu data base yang menyimpan dan mengatur informasi langganan CDMA 2000 1X dan mempunyai struktur dan konfigurasi toleransi kesalahan yang menyediakan proses database real time. HLR melaksanakan fungsinya berinteraksi denga MSC, pusat layanan pesan singkat, pusat kendali jaringan, dan pusat pelanggan.

c. Data Core Network (DCN)

DCN adalah suatu jaringan terpisah yang diperlukan untuk menyediakan pelanggan mobile dengan jasa paket data komunikasi seperti internet. DCN terdiri dari PSDN

(packet data serving node). Router pintu gerbang, NMS (network management sistem). PSDN menyediakan hubungan antara BSC dan DCN.

d. Inter Working Function (IWF)

IWF adalah suatu sistem yang diperlukan untuk menyediakan pelanggan mobile dengan rangkaian jasa komunikasi data seperti fax dan modem serta mempunyai suatu modem khusus didalamnya. Atas permintaan MS atau PSTN untuk data rangkaian, IWF menyediakan jasa menyediakan sumber utama modem.

e. Base station Manager (BSM)

BSM menediakan fungsi operasi dan memelihara untuk BSC dan BTS, BSM menyediakan suatu graphical user interface (GUI) yang mudah digunakan oleh operator untuk memeriksa status sistem dan membuat perintah untuk menjalankan proses tertentu.

f. Base station Controller (BSC)

BSC menghubungkan data dan panggilan suara antar BTS dan MSC. Untuk panggilan suara, berfungsi sebagai vecoder dan menyediakan pemeliharaan dan operasi ke BSS (Base station Sistem) dibawah kendali BSM.

g. Base station Transceiver Sistem (BTS)

BTS menyediakan pelangganan mobile layanan komunikasi mobile dengan bantuan mobile station via radio. Alat penghubung antara base station dan mobile station mengikuti standar IS-2000

2.5.2 Fasilitas SCBS-408L

SCBS-408L mendukung berbagai tipe fasilitas jaringan berikut, mencakup proses panggilan dasar :

a. Kapasitas Langganan Besar

SCBS-4008L menggunakan suatu kartu saluran sangat terintegrasi untuk mengakomodasi sampai 648 saluran (saluran suara) pada suatu rak dasar tersendiri. Jika dua rak perluasan ditambahkan, kapasitas meningkat tiga kali lipat. Sebagai tambahan, SCBS-408L dapat digunakan sebagai tipe omni atau sektor dengan sumber saluran yang sama yang dapat dipili dan digunakan untuk penyatuan saluran. Seperti halnya mendukung alokasi saluran berbeda, SCBS-408L dapat secara efisien dikendalikan oleh sumber.

b. Struktur Modul Sistem

SCBS-408L terdiri dari modul perangkat keras. Oleh karena itu, relokasi dapat dengan mudah diterapkan pada sistem yang terpasang dengan pemasangan modul yang sesuai tanpa merubah konfigurasi sebelumnya. Perangkat lunak yang bekerja dalam SCBS-408L’S prosessor mudah diprogram ulang. Oleh karena itu, penambahan dan modifikasi fungsi perangkat lunak dapat dilakukan dengan perubahan modul perangkat lunak yang dapat diterapkan, maka perubahan sistem dan gangguan layanan dapat diperkecil secara simultan.

c. Pengoperasian Sistem yang Mudah

Operator dapat mengendalikan SCBS-408L dengan mudah melaui BSM dalam kantor. BSM diterapkan dengan graphic interface sedemikian rupa sehingga operator dapat memonitor status sistem dengan mudah dan mengambil tindakan sesuai. d. Alat Pelengkap

SCBS-408L terdiri dari alat bantu untuk meningkatkan fungsi-fungsi dasar radio pada kebijaksanaan operator. Hpping Pilot Beacon mendukung interfrekuensi stabil

handoff yang sulit. BTS test Unit (BTU) memungkinkan operator untuk menguji status dan kemampuan SCBS-408L menggunakan berbagai metoda.

2.5.3 Konfigurasi Sistem

SCBS-408L perangkat keras terdiri dari empat blok fungsional: a. Blok Kendali BTS

Blok kendali BTS beroperasi dan menjaga BTS. Ini juga menghubungkan antara BTS dan BSC, dan menyediakan jalur komunikasi antara masing-masing processor BTS. Blok kendali BTS menghasilkan dan menyediakan jam untuk BTS.

b. Blok Elemen Saluran

Blok elemen saluran memodulasi sinyal baseband, yang mana diterima dari blok kendali BTS, kedalam sinyal IF, dan memodulasi sinyal IF, yang mana diterima dari blok transceiver, menjadi sinyal baseband dan men-transcodes-nya ke sel ATM untuk transmisi kepada blok kendali BTS.

c. Blok Transceiver

Blok ttansceiver mengkonversi ke atas frekuensi sinyal IF yang diterima dari saluran blok proses, dan mengkonversi kebawah frekuensi sinyal CDMA 2000 1X yang diterima dari blok RF untuk demodulasi ke dalam sinyal IF.

d. Blok Frekuensi Radio

Untuk melaksanakan ini, blok RF memfilter bandwidth yang sesuai dari sinyal yang diterima dari blok transceiver, dan menyatu frekuenso untuk dipancarkan antenna. Juga menfilter bandwidth yang sesuai dari sinyal yang diterima dari antenna, memperkuat sinyal, dan mendistribusikannya pada blok transceiver.