Transcript Materi 6

AKSES KECEPATAN TINGGI
KE RUMAH
(Sistem Komunikasi Seluler)
Materi 6 Jaringan Nirkabel
Struktur dasar jaringan komunikasi seluler
Jaringan komunikasi seluler disebut juga Public Land Mobile Network (PLMN)
2
The cells...
3
3 macam kanal radio
dalam jaringan seluler
(message lain yang dilewatkan pada kanal ini a.l.:
network identification, location information)
(dedicated channel: digunakan ketika
melakukan pembicaraan)
4
Metoda Akses
• Metoda akses: mekanisme “perebutan”
dedicated channel
5
Prinsip kerja jaringan seluler
6
Perkembangan
Sistem Komunikasi Seluler
FDMA
7
• 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)
8
Struktur Jaringan GSM
SIM : subscriber identity module
9
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
10
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
11
Handover/Handoff
12
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
13
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)
14
Prinsip kerja CDMA
15
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
16
Source: CDMA Development Group
17
3rd Generation (3G)
Mobile Communication
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-realtime video
19
• 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)
20
3G Eropa
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
22
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
23
3G Amerika Serikat
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
25
CDMA2000 1X
Key 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
26
CDMA2000 Network Diagram
Source: CDMA Development Group
27
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
28
• 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
29
Jalur evolusi ke 3G
30
Recaps
• Evolusi teknologi jaringan dari 1G ke 3G
31
Recaps (cont.)
• Evolusi layanan mobile dari 1G ke 3G
32
Evolusi layanan 3G
dari view yang berbeda
Source: UMTS Forum
33
Sistem Komunikasi Mobil
yang Lain
Yang akan kita kenali...
• Cordless Telephones
• Professional or Private Mobile Radio
(PMR)
• Radio Paging
35
Cordless Telephones
• Awalnya dikembangkan untuk pasar
residential
• Wilayah cakupannya hanya bersifat lokal
misalnya rumah dan taman
• Hanya mendukung local mobility
36
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)
37
Aplikasi Cordless Telephones (2)
BS
Source: Howstuff works
38
Aplikasi Cordless Telephones (3)
• Security Risks
– Pembicaraan dapat
disadap
– Penanggulangan:
menggunakan
teknologi radio spread
spectrum
39
Aplikasi Cordless Telephones (4)
• Cordless Telephones untuk telepoint dan
WLL
– Menggunakan teknologi second generation
cordless telephone technology (CT2) (digital)
40
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
41
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
42
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
43
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)
44
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
45
• Jaringan radio trunking yang digunakan
ada yang menggunakan teknologi analog
maupun digital
• Jaringan radio trunking analog berbedabeda 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)
46
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
47