akses kecepatan tinggi ke rumah ( sistem komunikasi seluler )

AKSES KECEPATAN TINGGI KE RUMAH

(Sistem Komunikasi Seluler)

Materi 6 Jaringan Nirkabel

2

Struktur dasar jaringan komunikasi seluler

Jaringan komunikasi seluler disebut juga Public Land Mobile Network (PLMN)

3

The cells...

4

3 macam kanal radio dalam jaringan seluler

(message lain yang dilewatkan pada kanal ini a.l.:network identification, location information)

(dedicated channel: digunakan ketikamelakukan pembicaraan)

5

Metoda Akses• Metoda akses: mekanisme “perebutan”

dedicated channel

6

Prinsip kerja jaringan seluler

7

Perkembangan Sistem Komunikasi Seluler

FDMA

8

• Global System for Mobile communications (tadinya: Groupe Spécial Mobile)

• Beroperasi pada frek 900-MHz• DCS-1800 (Digital cellular system at 1,800 MHz)

– Berbasis teknologi GSM tetapi bekerja pada frekuensi 1800 MHz

• PCS-1900– Berbasis teknologi GSM tetapi bekerja pada frekuensi

1900 MHz (alokasi frekuensi GSM di Amerika Utara)

9

SIM : subscriber identity module

Struktur Jaringan GSM

10

HLR dan VLR• HLR: database tempat menyimpan secara

permanen seluruh data pelanggan• VLR: merupakan database yang menyimpan

seluruh vaiabel dan fungsi yang diperlukan untuk menangani panggilan ke dan dari pelanggan yang berada pada area yang berhubungan dengan VLR yang bersangkutan– Informasi akan disimpan di dalam VLR selama MS

berada di dalam area tersebut• Menyimpan data MS yang sedang roaming

– VLR berkomunikasi dengan HLR untuk menginformasikan lokasi pelanggan dan untuk memperoleh data pelanggan

11

Physical Channel

• Metoda akses yang digunakan pada GSM: FDMA dan TDMA• Lebar satu kanal frekuensi : 200 kHz

– Masing-masing kanal dibagi ke dalam 8 timeslot• Jumlah user yang menggunakan satu kanal frekuensi bisa sampai 8

• Komunikasi dua arah diimplementasikan menggunakan teknik FDD (frequency-division duplex) dan pemisahan dalam sisi waktu

– Duplex distance (jarak antar frekuensi transmisi):• 45 MHz untuk frekuensi 900 Mhz dan 75 MHz untuk frekuensi 1800 MHz

– Jaran antar timeslot untuk pemisahan dlm.sisi waktu adalah 3 timeslot• Transmisi dilakukan 3 timeslot setelah penerimaan

• FYI: Bandwidth GSM = 25 MHz

12

Handover/Handoff

13

GSM Enhanced Data Services• Pada awalnya GSM hanya menawarkan transmisi data berkecepatan

rendah (9,6 Kbps)– Circuit-switching based

• Untuk memenuhi naiknya permintaan transmisi data dilahirkanlah:– Teknologi pengkodean kanal baru sehingga throughput user bisa sampai 14,4

Kbps• User-user yang berdekatan dengan BS menggunakan pengkodean ini sehingga bisa

mencapai throughput 14,4 Kbps• User-user yang jauh dengan BS menggunakan teknologi pengkodean yang semula

sehingga throughputnya maksimum 9,6 Kbps (agar tidak terganggu interferensi)– Teknologi High-speed Circuit-switched Data (HSCSD)

• Throughput ditingkatkan dengan menggabungkan satu sampai empat timeslot di dalam satu frekuensi carrier

– Maximum user data rate = 4 × 14.4 Kbps = 57.6 Kbps.• Circuit-switching based

– GPRS (General Packet Radio Service)• Packet-switching based• Implement new coding schemes• Data rate: 56 up to 114 Kbps

– Enhanced Data rate in GSM Evolution (EDGE)• Data rate: up to 384 Kbps• 2,5 G Technology

14

CDMA

• CDMA = Coded Division Multiple Access

• Pada tahun 90-an, CDMA dipilih sebagai standard seluler digital Amerika Serikat– Disebut narrowband CDMA (N-CDMA) atau

Interim Standard-95 (IS-95)

15

Prinsip kerja CDMA

16

cdmaOne

• cdmaOne: Keluarga teknologi CDMA IS-95• IS-95A: The first CDMA cellular standard

– TIA/EIA IS-95 (Telecommunications Industry Association / Electronic Industries Association Interim Standard - 95)

– Menyediakan koneksi data berbasis circuit-switching pada kecepatan 14.4 kbps

• IS-95B: 2.5G– Disebut juga IS-95B revision– Sistem IS-95B komersial biasanya menawarkan

koneksi data berbasis packet-switching berkecepatan 64 kbps

17

Source: CDMA Development Group

3rd Generation (3G)Mobile Communication

19

Jaringan 3G dirancang untuk

• Meningkatkan secara signifikan kapasitas sistem agar melebihi generasi ke-2– Menjanjikan kecepatan:

• sampai 144 Kbps untuk user yang sedang menaiki mobil kecepatan tinggi

• sampai 384 Kbps untuk user yang sedang berjalan• sampai 2 Mbps untuk user yang sedang diam

• Men-support layanan berbasis IP: voice dan layanan multimedia– Terintegrasi dengan Internet

• Meningkatkan kualitas layanan (Quality of Service (Qos))– Sistem 3G dirancang untuk mendukung beragam kelas layanan:

real-time voice, best-effort data, streamingvideo,dan non-real-time video

20

• Tahun 90-an, ITU memulai proyek untuk mengembangkan sistem 3G masa depan– Proyek ini sekarang dikenal dengan sebutan

International Mobile Communications (IMT)-2000• Sebelumnya disebut Future Public Land Mobile

Telecommunications• Targetnya menjadi standard internasional, tetapi di dalam

prakteknya tidak mudah diwujudkan karena masing-masing negara tidak bisa sepakat

• Maka saat ini dikenal dua penerapan teknologi 3G yang utama yaitu UMTS (Eropa) dan CDMA2000 (Amerika Serikat)

3G Eropa

22

UMTS

• UMTS = Universal Mobile Telecommunications System

• Konsep Eropa untuk layanan mobile terintegrasi• Berdasarkan teknologi GSM dan GPRS• Menyediakan layanan multimedia dengan rate

sampai 2 Mbps untuk MS yang diam serta sampai 384 Kbps untuk MS yang bergerak

• Metoda akses yang digunakan adalah wideband CDMA (WCDMA)

• Bandwidth kanal: 5 MHz

23

HSDPA

• High Speed Downlink Packet Access• Merupakan layanan packet-based data service

dalam jaringan W-CDMA downlink • Kecepatan transmisi data sampai 8-10 Mbps

– Ada yang menyebut-nyebut bahwa HSDPA merupakan teknologi 3,5G

• HSDPA merupakan bagian dari teknologi pada UMTS yang disebut HSPA (High Speed Packet Access)– Pada sisi uplink, digunakan teknologi HSUPA (High

Speed Uplink Packet Access)– HSUPA speed: up to 5,5 Mbps

3G Amerika Serikat

25

CDMA2000

• CDMA2000 merupakan keluarga standard yang meliputi: – CDMA2000 1X– CDMA2000 1xEV-DO Technologies

• CDMA2000 1xEV-DO Rel 0 • CDMA2000 1xEV-DO Rev A • CDMA2000 1xEV-DO Rev B

– CDMA2000 EV-DV– Ultra Mobile Broadband - UMB

26

CDMA2000 1XKey features:• Voice Capacity

– Bisa mendukung 33-35 sampai 40 panggilan voice per satu kanal FDD 1.25 MHz

– Teknologi codec baru, 4GV, untuk CDMA2000 1X akan meningkatkan kapasitas voice sampai 40%

• High-Speed Data– Release 0 : up to 153 kbps– Release 1 : up to 307 kbps

• Aplikasi: – circuit-switched voice, short messaging service (SMS),

multimedia messaging service (MMS), games, GPS-based location services, music and video downloads

• Handset CDMA2000 1X backwards compatible dengan cdmaOne

27

Source: CDMA Development Group

CDMA2000 Network Diagram

28

CDMA2000 1xEV-DO Technologies• CDMA2000 1xEV-DO (Evolution-Data Optimized) menawarkan

peak data rates lebih dari 2 Mbps– CDMA200 1xEV-DO Release 0 (Rel 0) menawarkan high-speed data

access sampai 2.4 Mbps• Pada jaringan komersial, menawarkan throughput 300-700 pada forward link

dan 70-90 kbps pada reverse link– CDMA2000 1xEV-DO Revision A (Rev A)

• Evolusi dari CDMA2000 1xEV-DO Rel 0 yang menawarkan peak data rate sampai 3,1 Mbps pada forward link dan 1,8 Mbps pada reverse link

– Pada jaringan komersial menawarkan throughput 450-800 kbps pada forward link dan 300-400 kbps pada reverse link

– CDMA2000 1xEV-DO Revision B• Evolusi dari Rev A • Dapat memberikan peak rates 46.5 Mbps pada forward link dan 27 Mbps

pada reverse link• Baru akan ada tahun 2008

• CDMA2000 EV-DV (Evolution-Data/Voice)– Supports downlink (forward link) data rates up to 3.1 Mbit/s and uplink

(reverse link) data rates of up to 1.8 Mbit

29

• Baru tersedia secara komersial tahun 2009

• Ultra-high mobile broadband peak data rates – Up to 288 Mbps peak data rate on forward

link – Up to 75 Mbps peak data rate on reverse link

30

Jalur evolusi ke 3G

31

Recaps

• Evolusi teknologi jaringan dari 1G ke 3G

32

Recaps (cont.)

• Evolusi layanan mobile dari 1G ke 3G

33

Evolusi layanan 3G dari view yang berbeda

Source: UMTS Forum

Sistem Komunikasi Mobil yang Lain

35

Yang akan kita kenali...

• Cordless Telephones

• Professional or Private Mobile Radio (PMR)

• Radio Paging

36

Cordless Telephones

• Awalnya dikembangkan untuk pasar residential

• Wilayah cakupannya hanya bersifat lokal misalnya rumah dan taman

• Hanya mendukung local mobility

37

Aplikasi Cordless Telephones

• Penggunaan pada residential– Keuntungannya dibandingkan telepon biasa:

handset merupakan handset wireless– BS dihubungkan ke saluran telepon yang ada– Sistem yang banyak dipakai merupakan first

generation cordless phones (CT1) (analog)

38

Aplikasi Cordless Telephones (2)

Source: Howstuff works

BS

39

Aplikasi Cordless Telephones (3)

• Security Risks– Pembicaraan dapat

disadap– Penanggulangan:

menggunakan teknologi radio spread spectrum

40

Aplikasi Cordless Telephones (4)

• Cordless Telephones untuk telepoint dan WLL– Menggunakan teknologi second generation

cordless telephone technology (CT2) (digital)

41

Aplikasi Cordless Telephones (5)

• Telepoint– Beberapa BS dipasang

pada beberapa lokasi yang strategis (mall, perkantoran dsb.)

• BS terhubung ke jaringan telepon

– Pengguna bisa memakai cordless telephone milikinya atau membeli khusus ke operator telepoint

– Pengguna bisa melakukan panggilan tetapi tidak bisa menerima panggilan

BS

42

Aplikasi Cordless Telephones (6)• Wireless Local Loop (WLL)

– Layanan telepon tanpa kabel– Kalah bersaing oleh

murahnya biaya jaringan telepon seluler

• Cordless corporate network– Beberapa teknologi

• DECT (Digital European Telecommunications)

• PACS (personal access communication system)

– Di USA

43

Professional or Private Mobile Radio (PMR)

• PMR merupakan sistem radio mobile yang dedicated dan independent– Dedicated dan independent artinya bersifat tertutup (tidak terbuka untuk umum)

• Contoh PMR mulai dari yang serupa dengan walkie-talkie sampai berupa jaringan yang lebih kompleks yang serupa dengan jaringan seluler untuk publik

• Contoh suatu PMR adalah jaringan radio yang digunakan oleh perusahaan taxi

• Biasanya setiap perusahaan yang menggunakan PMR membangun jaringannya sendiri-sendiri yang tidak tergantung (independent) pada jaringan perusahaan lain

• Sistem yang lebih modern menggunakan prinsip yang disebut trunking artinya beberapa kanal radio digunakan secara bersama oleh beberapa organisasi

– Kanal-kanal radio digunakan sesuai dengan permintaan • Seperti sebuah panggilan telepon yang menggunakan satu kanal pada trunk antar

sentral telepon– Untuk setiap organisasi dibentuk suatu VPN (Virtual Private Network)

• Setiap VPN beroperasi seperti jaringan yang terpisah secara fisik– Jaringan trunking di-manage oleh suatu operator jaringan

44

Prinsip kerja PMR konvensional (dispatch)

• Pada contoh di atas ada tiga jaringan radio dispatch yang berbeda dan masing-masing telah diberi alokasi satu kanal radio

• Misalnya ada 3 permintaan panggilan yang bersamaan, 2 request dalam organisasi 1 dan 1 request dalam organisasi 3– Pada kondisi ini akan ada satu panggilan ter-block (pada

organisasi 1) padahal ada 1 kanal yang free (kanal yang dimiliki oleh organisasi 2)

45

Prinsip kerja trunked PMR

• Dalam contoh ini tiga kanal radio dipakai secara bersama oleh tiga organisasi

• Kanal-kanal dialokasikan berdasarkan permintaan panggilan

• Blocking akan terjadi bila jumlah panggilan total melebihi tiga

• Untuk meningkatkan utilisasi frekuensi radio jaringan trunking juga menggunakan teknologi dan struktur seluler

46

• Jaringan radio trunking yang digunakan ada yang menggunakan teknologi analog maupun digital

• Jaringan radio trunking analog berbeda-beda antara satu negara dengan negara lain bahkan di dalam satu negara bisa ada lebih dari satu jaringan yang tidak kompatibel

• Jaringan radio trunking yang baru (digital) sudah dikembangkan misalnya yang digunakan di Eropa yaitu Terrestrial Trunked Radio (TETRA)

47

Radio Paging

• Sistem paging merupakan sistem simplex (satu arah) yang digunakan untuk mengirimkan teks pendek atau bahkan hanya untuk membangkitkan suara beep

• Ada dua jenis jaringan radio paging– On-site pagers

• Cakupannya terbatas (bersifat lokal), misalnya pada lingkungan gedung atau rumah sakit

– Wide-area pagers• Cakupannya bisa seluruh pelosok negeri

• Penggunaan radio paging menurun akibat hadirnya teknologi seluler yang memberikan layanan serupa tetapi dengan kualitas yang lebih baik dan bisa dua arah