KUIS SISTEM TELEKOMUNIKASI

Bagus Budi Laksono/ S1 ELKOM 2 - 2011 / 115514224

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTROJURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI SURABAYA2013

SOAL KUIS SISTEL :

1. Sebutkan kelebihan dan kekurangan jaringan GSM dan CDMA serta gambarkan skema kerjanya!

2. Jelaskan pengertian WIMAX dan aplikasinya!

3. Apa beda LEO, MEO, GEO dan beri contohnya!

4. Jelaskan sejarah perkembangan GSM!

NB: Dikumpulkan ke PK dalam bentuk softfile terakhir hari kamis jam 09.00 WIB, jika dalam waktu yang ditentukan belum dikumpulkan, silahkan mengumpulkan sendiri ke dosen yang bersangkutan.

JAWABAN1) CDMACDMA memiliki tingkat keamanan lebih baik dari jaringan GSM, hal ini disebabkan karena sistem CDMA menggunakan metode multiple division dengan code, dimana sinyal data ditumpangkan pada sinyal derau yang tersebar. Di sisi penerima dipasang suatu decoder yang mampu melakukan dekode sinyal transmisi yang diterima sehingga didapat sinyal asli yang dikirimkan. Sedangkan di lapisan yang lebih atas lagi, sistem CDMA memberlakukan otentikasi dengan ketat yang memperkecil kemungkinan untuk ditembus oleh pelanggan yang tidak valid dan perangkat yang tidak mendukung sistem keamanan misalnya terminal yang tidak mendukung A-key.

Kelebihan :a. Suara digital lebih jernih b. Kapasitas CDMA jauh lebih besar, untuk satu kanal 8 x kapasitas AMPS dan 4 x kapasitas GSM sehingga investasi operator jauh lebih rendah. c. Pada CDMAOne, kapasitas suara -yang dihitung dalam erlang- per sektor di BTS (base transceiver station) mencapai 52,5 erlang, pada GSM hanya 13,2 sampai 32,8 erlang. d. CDMA juga menghadirkan berbagai aplikasi canggih semisal LBS (location based service) pemetaan, mobile Internet kecepatan tinggi, pesan multimedia, permainan (games), gambar, konferensi video, dan banyak lagi yang melebihi kemampuan GSM.

Kekurangan :a. Luas cakupan BTS pada CDMA sangat tergantung dari berapa pelanggan yang menggunakannya. Beda dengan GSM, berapa pun yang menggunakan, cakupannya tetap. b. Cakupan CDMA (maksimal) sama dengan GSM, tergantung dari berapa frekuensi yang digunakan. Makin kecil frekuensinya, makin luas cakupannya. Kalau seluler, CDMA atau GSM, menggunakan frekuensi 1900 MHz, cakupannya hanya sekitar 2 km, dengan 800 MHz bisa sampai 5-6 km. Namun, dengan 450 MHz, seperti yang digunakan PT Mobisel, bisa sampai 30 km, bahkan hingga 120 km dengan antena khusus. c. GSM berkemampuan roaming. Pemilik GSM dapat menggunakan ponsel di luar domisili atau operatornya, CDMA belum mampu Struktur Jaringan CDMASecara umum jaringan CDMA dibagi menjadi tiga subsistem. Ketiga subsistem itu adalah Base Station Subsystem (BSS), Network Switching System (NSS), dan Network Management Subsystem (NMS).1. BSS BSS (Base Station Subsystem) adalah subsistem yang terdiri dua bagian yaitu: Base Transceiver Station (BTS) dan Base Station Controller (BSC). Komunikasi antara BTS dan BSC mempergunakan protokol A-bis yang memungkinkan komunikasi antar elemen tersebut. Secara sederhana struktur dan susunan dari BSS dapat dilihat dari Gambar 1.

Gambar 1 Struktur pada BSS

Base Transceiver Station (BTS)Tiap cell memiliki satu Base Transceiver Station (BTS) yang menjamin komunikasi radio antar mobile station dalam cell melalui air interface dan mobile station dengan jaringan tetap (PSTN). Fungsi utama dari BTS adalah menjaga dan memonitor koneksi ke mobile station dalam satu cell. BTS dapat mempergunakan antenna omnidirectional (ke segala arah) atau three directional (tiga arah).

Gambar 2 Antena BTS omnidirectional dan three directionalBTS berisi semua peralatan radio yang diperlukan untuk operasi pada sel. BTS sebagian besar terdiri dari hardware yang mempunyai fungsi, yaitu: Encoder, multiplexing, modulate sinyal RF (radio frequency) ke antena. Transcoding dan rate adaptation. Sinkronisasi frekuensi. Komunikasi suara melalui kanal speech, full rate atau half rate. Mengontrol frekensi hoping. Mendeteksi rondom access. Timing advance. Measurement uplink kanal radio.BTS merupakan bagian yang berhubungan langsung dengan Mobile Station (MS) melalui gelombang radio. BTS disebut juga modem radio.Base Station Controller (BSC)BSC adalah penghubung antara sejumlah BTS dan MSC. Tiap BSC mengontrol satu BTS atau lebih. Area di mana BTS - BTS dikontrol oleh satu BSC dinamakan base station area atau BSC area.Tugas BSC diantaranya meliputi : Interfacing ke arah MSC, BTS dan OMS. Mengendalikan BTS - BTS yang ada di bawah pengawasannya. Manajemen radio resource (alokasi kanal radio, radio measurement dan power kontrol). Mengatur proses handover. Menangani fungsi - fungsi Operation and Maintenance (O&M) BSS.2. NSS NSS (Network Switching Subsystem) merupakan subsistem yang berfungsi untuk melakukan switching bagi MS, sehingga MS dapat terhubung ke jaringan tetap (PSTN/ISDN) atau ke jaringan radio lainnya. NSS juga mengatur database (data pelanggan dan data jaringan) dan macam-macam signaling yang dipergunakan untuk membuat atau memutuskan hubungan.NSS merupakan pusat pemrosesan yang terdiri dari empat komponen pokok yaitu : Mobile Service Switching Center (MSC), Home Location Register (HLR), Visitor Location Register (VLR), dan Authentication Center (AuC).

Gambar 3 Hubungan antara jaringan BSS dan NSSMobile Service Switching Centre (MSC)MSC adalah sentral di PLMN yang berfungsi untuk : Gateway ke jaringan lain, sehingga jaringan PLMN dapat terhubung ke jaringan PSTN. Menghubungkan elemen - elemen jaringan NSS ke elemen - elemen jaringan BSS yangterdapat dalam satu PLMN service area. Selain mempunyai fungsi dasar yang sama dengan fungsi sentral pada jaringan tetap (PSTN), MSC mempunyai fungsi khusus yang tidak dimiliki oleh sentral tetap.Fungsi - fungsi dasar MSC adalah: Melakukan pemilihan route. Melakukan pembentukan hubungan traffik dan signalling. Mengawasi hubungan komunikasi antar pelanggan yang terbentuk. Message accounting. Pengukuran traffik. Menangani beban lebih (overload). Mendukung servis telekomunikasi.Fungsi - fungsi khusus mobile pada MSC adalah: Memperluas fungsi - fungsi dasar ke dalam PLMN (seperti: sel oriented routing nomer pelanggan). Mobility management : introgation, paging, handover dan location update. Akses ke data base PLMN. Melakukan fungsi keamanan khusus. Melakukan fungsi interworking (IWF) untuk pelayanan data GSM. Mengontrol queue operation dengan tingkatan prioritas untuk BSS.Visitor Location Register (VLR)VLR adalah sebuah database yang menyimpan IMSI dan informasi dari pelanggan secara sementara untuk setiap roaming subscriber yang mengunjungi coverage area dari MSC tertentu.Home Location Register (HLR)HLR adalah sebuah database yang menyimpan data dari pelanggan dan informasi lokasi dari pengguna yang bertempat tinggal sama dengan kota tempat MSC berada.Authentication Center (AuC)AuC memiliki fungsi utama sebagai sistem pengamanan jaringan CDMA. Dengan adanya AuC kita dapat mencegah terjadinya pencurian informasi dari orang-orang yang memang bukan haknya. 3. NMSNMS memiliki peranan lebih ke arah software yang akan mengangani masalah Topology Management, Fault Management, Configuration Management, dan Performance Management. Dengan adanya NMS, kita tidak perlu pergi langsung ke titik peralalatan, contohnya BTS, untuk melakukan upgrading, akan tetapi hal tersebut dapat dilakukan secara remote.

GSM

Keamanan dan mekanisme autentifikasi yang terdapat pada GSM membuat GSM sebagai jaringan komunikasi yang aman, khususnya jika dibandingkan dengan sistem analog. Bagian yang menjadikan GSM aman yaitu adanya sistem digital yang mengenkripsikan pembicaraan, GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) modulasi digital, dan TDMA (Time Division Multiple Access). Untuk memotong dan merekonstruksi sinyal GSM diperlukan peralatan yang khusus dan mahal. Spesifikasi GSM yang di desain oleh konsorsium GSM bersifat rahasia dan hanya didistribusikan hanya untuk perusahaan pembuat telepon selular untuk mengetahui dasar-dasar dari perangkat keras dan perangkat lunak dan hanya untuk operator GSM. Spesifikasi GSM tidak disebarluaskan ke umum untuk mencegah terjadinya pembelajaran tentang proses autentifikasi dan algoritma enkripsi terhadap model keamanan GSM. Konsorsium GSM berdasar atas prinsip keamanan dengan ketidakkenalan, maksudnya adalah algoritma enkripsi akan sulit di pecahkan jika algoritma tersebut tidak dipublikasi.

TDMA Pada Jaringan GSM

2) WiMax adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan standar dan implementasi yang mampu beroperasi berdasarkan jaringan nirkabel IEEE 802.16, seperti WiFi yang beroperasi berdasarkan standar Wireless LAN IEEE802.11. Namun, dalam implementasinya WiMax sangat berbeda dengan WiFi.

Pada WiFi, sebagaimana OSI Layer, adalah standar pada lapis kedua, dimana Media Access Control (MAC) menggunakan metode akses kompetisi, yaitu dimana beberapa terminal secara bersamaan memperebutkan akses. Sedangkan MAC pada WiMax menggunakan metode akses yang berbasis algoritma penjadualan (scheduling algorithm). Dengan metode akses kompetisi, maka layanan seperti Voice over IP atau IPTV yang tergantung kepada Kualitas Layanan (Quality of Service) yang stabil menjadi kurang baik. Sedangkan pada WiMax, dimana digunakan algoritma penjadualan, maka bila setelah sebuah terminal mendapat garansi untuk memperoleh sejumlah sumber daya (seperti timeslot), maka jaringan nirkabel akan terus memberikan sumber daya ini selama terminal membutuhkannya.

Standar WiMax pada awalnya dirancang untuk rentang frekuensi 10 s.d. 66 GHz. 802.16a, diperbaharui pada 2004 menjadi 802.16-2004 (dikenal juga dengan 802.16d) menambahkan rentang frekuensi 2 s.d. 11 GHz dalam spesifikasi. 802.16d dikenal juga dengan fixed WiMax, diperbaharui lagi menjadi 802.16e pada tahun 2005 (yang dikenal dengan mobile WiMax) dan menggunakan orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) yang lebih memiliki skalabilitas dibandingkan dengan standar 802.16d yang menggunakan OFDM 256 sub-carriers. Penggunaan OFDM yang baru ini memberikan keuntungan dalam hal cakupang, instalasi, konsumsi daya, penggunaan frekuensi dan efisiensi pita frekuensi. WiMax yang menggunakan standar 802.16e memiliki kemampuan hand over atau hand off, sebagaimana layaknya pada komunikasi selular.

Banyaknya institusi yang tertarik atas standar 802.16d dan .16e karena standar ini menggunakan frekuensi yang lebih rendah sehingga lebih baik terhadap redaman dan dengan demikian memiliki daya penetrasi yang lebih baik di dalam gedung. Pada saat ini, sudah ada jaringan yang secara komersial menggunakan perangkat WiMax bersertifikasi sesuai dengan standar 802.162.

Spesifikasi WiMax membawa perbaikan atas keterbatasan-keterbatasan standar WiFi dengan memberikan lebar pita yang lebih besar dan enkripsi yang lebih bagus. Standar WiMax memberikan koneksi tanpa memerlukan Line of Sight (LOS) dalam situasi tertentu. Propagasi Non LOS memerlukan standar .16d atau revisi 16.e, karena diperlukan frekuensi yang lebih rendah. Juga, perlu digunakan sinyal muli-jalur (multi-path signals), sebagaimana standar 802.16n.

APLIKASINYA PADA . . . .Radio WiMAX

Inti dari WiMAX adalah Radio WiMAX itu sendiri . Sebuah radio terdiri dari sebuah transmitter ( pengirim ) dan sebuah receiver ( penerima ) .

WiMAX Radios menjalankan proses listrik osilasi pada sebuah frekwensi yang dikenal sebagai carrier frekwensi ( pada WiMAX biasanya diantara 2 dan 11 GHz . Sebuah radio dapat disamakan dengan sebuah perangkat networking seperti router atau bridge yang didalam perangkat tersebut di manage oleh software dan dibentuk pada papan sirkuit yang berisikan kumpulan chip set yang komples .

WiMAX aristektur merupakan arsitektur yang simple , dibangun dengan dua komponen utama yaitu radio dan antenna . Banyak produk WiMAX yang menawarkan perangkat radio base station terpisah dengan antennanya . Sebaliknya , banyak perangkat CPE yang ditawarkan merupakan 2 jenis solusi yaitu CPE dengan sebuah antenna untuk luar gedung dan CPE sebagai perangkat langganan didalam ruangan , seperti gambar berikut :

3) LEO (Low Earth Orbit) Satelit pada lingkaran low earth orbit ditempakan sekita 161 hingga 483 km dari permukaan bumi. Karena sifatnya yang terlalu dekat dengan permukaan bumi menyebabkan satelit ini akan bergerak sangat cepat untuk mencegah satelit tersebut terlempar keluar dari lintasan orbitnya. Satelit pada orbit ini akan bergerak sekitar 28163 km/jam. Satelit pada orbit ini dapat menyeselaikan satu putaran mengeliling bumi antara 30 menit hingga 1 jam. Satelit pada low orbit hanya dapa terlihat oleh station bumi sekitar 10 menit. MEO, Medium Earth Orbit Satelit dengan ketinggian orbit menengah dengan ketinggian 9656 km hingga 19312 km dari permukaan bumi. Pada orbit ini satelit dapat terlihat oleh stasiun bumi lebih lama sekitar 2 jam atau lebih. Dan waktu yang diperlukan untuk menyeleseaikan satu putaran mengitari bumi adalah 2 jam hingga 4 jam. GEO, or Geostationary Earth Orbit. Satelit dengan orbit GEO mengitari bumi 24 jam dan relative diam terhadap bumi (berputar searah rotasi bumi). Sama dnegan waktu yang dibutuhkan bumi berotasi pada sumbunya. Umumnya ditempatkan sejajar dengan equator bumi. Karena relative diem terhadap bumi maka spot (wilayah radiasi sinyal ) juga tidak berubah. Jarak ketinggian dari permukaan bumi sekitar 35895 km. GEO satelit akan selalu terlihat oleh stasion bumi dan sinyalnya dapat mengjangkau 1/3 dari permukaan bumi. Sehingga 3 buah GEO satelit dapat mengjangkau seluruh permukaan bumi kecuali pada wilayah kutub Utara dan kutub Selatan. Untuk Orbit LEO dan MEO , umumnya merupakan Polar Orbit karena inklinasi lintasan terhadap ekuator sangat besar.

4) Teknologi komunikasi selular sebenarnya sudah berkembang dan banyak digunakan pada awal tahun 1980-an, diantaranya sistem C-NET yang dikembangkan di Jerman dan Portugal oleh Siemens, sistem RC-2000 yang dikembangkan di Prancis, sistem NMT yang dikembangkan di Belanda dan Skandinavia oleh Ericsson, serta sistem TACS yang beroperasi di Inggris. Namun teknologinya yang masih analog membuat sistem yang digunakan bersifat regional sehingga sistem antara negara satu dengan yang lain tidak saling kompatibel dan menyebabkan mobilitas pengguna terbatas pada suatu area sistem teknologi tertentu saja (tidak bisa melakukan roaming antar negara).

Teknologi analog yang berkembang, semakin tidak sesuai dengan perkembangan masyarakat Eropa yang semakin dinamis, maka untuk mengatasi keterbatasannya, negara-negara Eropa membentuk sebuah organisasi pada tahun 1982 yang bertujuan untuk menentukan standar-standar komunikasi selular yang dapat digunakan di semua negara Eropa. Organisasi ini dinamakan Group Special Mobile (GSM). Organisasi ini memelopori munculnya teknologi digital selular yang kemudian dikenal dengan nama Global System for Mobile Communication atau GSM.

GSM muncul pada pertengahan 1991 dan akhirnya dijadikan standar telekomunikasi selular untuk seluruh Eropa oleh ETSI (European Telecomunication Standard Institute). Pengoperasian GSM secara komersil baru dapat dimulai pada awal kuartal terakhir 1992 karena GSM merupakan teknologi yang kompleks dan butuh pengkajian yang mendalam untuk bisa dijadikan standar. Pada September 1992, standar type approval untuk handphone disepakati dengan mempertimbangkan dan memasukkan puluhan item pengujian dalam memproduksi GSM. Pada awal pengoperasiannya, GSM telah mengantisipasi perkembangan jumlah penggunanya yang sangat pesat dan arah pelayanan per area yang tinggi, sehingga arah perkembangan teknologi GSM adalah DCS (Digital Cellular System) pada alokasi frekuensi 1800 Mhz. Dengan frekuensi tersebut, akan dicapai kapasitas pelanggan yang semakin besar per satuan sel. Selain itu, dengan luas sel yang semakin kecil akan dapat menurunkan kekuatan daya pancar handphone, sehingga bahaya radiasi yang timbul terhadap organ kepala akan dapat di kurangi. Pemakaian GSM kemudian meluas ke Asia dan Amerika, termasuk Indonesia. Indonesia awalnya menggunakan sistem telepon selular analog yang bernama AMPS (Advances Mobile Phone System) dan NMT (Nordic Mobile Telephone). Namun dengan hadir dan dijadikannnya standar sistem komunikasi selular membuat sistem analog perlahan menghilang, tidak hanya di Indonesia, tapi juga di Eropa. Pengguna GSM pun semakin lama semakin bertambah. Pada akhir tahun 2005, pelanggan GSM di dunia telah mencapai 1,5 triliun pelanggan. Akhirnya GSM tumbuh dan berkembang sebagai sistem telekomunikasi seluler yang paling banyak digunakan di seluruh dunia.

Di Eropa, pada awalnya GSM didesain untuk beroperasi pada frekuensi 900 Mhz. Pada frekuensi ini, frekuensi uplinks-nya digunakan frekuensi 890915 MHz , sedangkan frekuensi downlinksnya menggunakan frekuensi 935960 MHz. Bandwith yang digunakan adalah 25 Mhz (915890 = 960935 = 25 Mhz), dan lebar kanal sebesar 200 Khz. Dari keduanya, maka didapatkan 125 kanal, dimana 124 kanal digunakan untuk suara dan satu kanal untuk sinyal. Pada perkembangannya, jumlah kanal 124 semakin tidak mencukupi dalam pemenuhan kebutuhan yang disebabkan pesatnya pertambahan jumlah pengguna. Untuk memenuhi kebutuhan kanal yang lebih banyak, maka regulator GSM di Eropa mencoba menggunakan tambahan frekuensi untuk GSM pada band frekuensi di range 1800 Mhz dengan frekuensi 1710-1785 Mhz sebagai frekuensi uplinks dan frekuensi 1805-1880 Mhz sebagai frekuensi downlinks. GSM dengan frekuensinya yang baru ini kemudian dikenal dengan sebutan GSM 1800, yang menyediakan bandwidth sebesar 75 Mhz (1880-1805 = 17851710 = 75 Mhz). Dengan lebar kanal yang tetap sama yaitu 200 Khz sama, pada saat GSM pada frekuensi 900 Mhz, maka pada GSM 1800 ini akan tersedia sebanyak 375 kanal. Di Eropa, standar-standar GSM kemudian juga digunakan untuk komunikasi railway, yang kemudian dikenal dengan nama GSM-R.