Evolusi Sistem Telekomunikasi Seluler

Jadi begini, semakin kesini masyarakat membutuhkan informasi yang dapat diakses dimana saja dan kapan saja. Baik berupa informasi suara, video, bahkan sampai data. Biasanya masyarakat mengambil informasi dari TV, telepon seluler, telepon kabel, dan internet. Dari keempat konten tersebut, telepon seluler adalah salah satu primadona dalam akses informasi yang paling populer karena bersifat portable dan menarik. Terlebih setelah fitur TV dan internet ditanam ke dalam telepon seluler yang membuatnya bukan hanya sekedar untuk telepon atau SMS.

Untuk itu perlu dikembangkan lebih lanjut suatu model jaringan telepon seluler agar lebih memudahkan masyarakat dalam mengakses informasi. Tentunya dengan tetap memenuhi empat aspek penting, yaitu biaya operasional yang rendah, kapasitas kanal yang besar, fleksibilitas yang tinggi, dan memiliki daya tarik untuk selalu dikembangkan oleh operator jaringan telekomunikasi. Karenanya, 3rd Generation Partnership Project (3GPP) mengembangkan suatu standar generasi kelanjutan dari jaringan broadband mobile yang dikenal sebagai Long Term Evolution (LTE).

Jadi 3GPP ini tugasnya adalah bikin aturan standar yang diterapkan secara global untuk sistem telekomunikasi seluler seperti Global System for Mobile Communication (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE), High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA), High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA), dan Long Term Evolution (LTE).

Nah balik lagi ke topik awal, LTE adalah bentuk evolusi terakhir dari GSM (untuk saat ini) dan sedang dikembangkan di negara kita, Indonesia. Ada baiknya kita tau gimana proses evolusi dari GSM sampai LTE sehingga mampu melihat dan memprediksi trend masyarakat kedepannya di Indonesia serta kepandaian dalam membeli telepon seluler. Khususnya juga menambah ilmu kita terkait perkembangan dunia industri telekomunikasi.

Secara umum dapat digambarkan evolusi sistem telekomunikasi seluler seperti pada Gambar 1. Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) adalah nama lain dari sistem telekomunikasi seluler yang sudah disebutkan sebelumnya. Adapun LTE berada pada UMTS Release 8 atau UMTS R8.

gambar 1

Gambar 1.

Sebagai starting point, arsitektur GSM bisa diliat di Gambar 2. GSM biasa dikenal dengan istilah Second Generation (2G). Sistem telekomunikasi seluler ini punya ciri-ciri air interface (frekwensi radio) dengan bandwidth 200 KHz, pakai Circuit Switch (CS) untuk komunikasi suara/SMS, data ratenya berkisar di 2,4 kbps, 4,8 kbps, 9,6 kbps.

Nah, GSM ini diimplementasikan zaman dulu banget ketika telepon seluler baru muncul dengan layar monochrome dan suara monophonyc-nya. Pernah lihat model telepon seluler merk Nokia 6110? Nah seperti itu contoh telepon seluler GSM. Hanya bisa komunikasi suara dan SMS. Sebenarnya sekarang pun GSM masih digunakan sebagai sistem telekomunikasi seluler di daerah-daerah pelosok/terpencil.

gambar 2

Gambar 2.

Kemudian selanjutnya GSM berevolusi menjadi GPRS. Biasanya GPRS dikenal sebagai Second Point Five Generation (2,5G). Cirinya masih pakai air interface dengan bandwidth 200 KHz dan ada tambahan Packet Switch Core (PS Core) yang terpisah dari Circuit Switch Core (CS Core).

Dengan sistem GPRS ini, telepon seluler sudah bisa mengirim Multimedia Message Service (MMS), e-mail, dan internet akses yang berbasiskan paket data melalui PS Core. Sedangkan layanan komunikasi suara/SMS diteruskan ke CS Core. Namun akses internet di sistem ini gak terlalu cepat karena data ratenya baru kisaran 56-114 kbps. Pernah coba pakai Nokia Communicator? Nah, jenis telepon seluler itu mendukung GPRS. Tandanya bisa dilihat ketika internetan, ada logo “G” didalam “kotak” pada bagian pojok atas layar telepon seluler.

Evolusi setelah GPRS adalah EDGE. EDGE tidak banyak berubah pada sisi arsitektur jaringannya. Tetapi ada modifikasi pada encoding dan modulasi sehingga data ratenya bisa meningkat jadi 236 kbps sampai 473 kbps. EDGE biasa dikenal juga dengan Third Generation (3G). Gambar arsitektur GPRS/EDGE bisa dilihat pada Gambar 3.

gambar 3

Gambar 3.

Nah evolusi selanjutnya dari EDGE adalah UMTS R99. Ini adalah versi UMTS yang pertama muncul sehingga sistem ini bisa disebut sebagai UMTS. Disini ada perubahan air interface dari Time Division Multiple Access (TDMA) yang menggunakan bandwidth 200 KHz menjadi Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) yang menggunakan bandwidth 5 MHz. Dengan makin besarnya bandwidth maka layanan yang dipersembahkan juga semakin bagus kualitasnya, baik itu komunikasi suara maupun paket data.

Pada UMTS R99, arsitektur jaringan tetap terbagi dua yaitu PS Core untuk paket data dan CS Core untuk komunikasi suara/SMS. Pada PS Core data rate untuk uplink mencapai 128 kbps dan untuk downlink mencapai 384 kbps. Sedangkan pada CS Core, data rate mencapai angka 64 kbps.

Istilah Base Transceiver Station (BTS) dan Base Station Controller (BSC) diganti dengan NodeB dan Radio Network Controller (RNC). Lebih jelasnya, arsitektur jaringan sistem UMTS R99 dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4

Gambar 4.

Evolusi selanjutnya dari UMTS R99 adalah UMTS R4. Tidak ada perubahan pada data rate di UMTS R4, namun ada penambahan Bearer Independent Call Controll (BICC) dan soft-switch pada CS Core. BICC digunakan untuk mendukung layanan ISDN yang melewati jaringan broadband tanpa mengganggu layanan yang sudah ada. Jadi sepeti membuat kanal tersendiri pada suatu jaringan. Sedangkan soft-switch difungsikan untuk menghubungkan antara jaringan circuit dan jaringan packet. Tentunya ini membuat sistem telekomunikasi seluler lebih efisien. Arsitektur UMTS R4 dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5

Gambar 5.

Evolusi selanjutnya adalah UMTS R5. Pada sistem ini diperkenalkan IP multimedia Subsystem (IMS) yang menjadikan jaringan telekomunikasi berbasiskan IP Address. Sehingga CS Core sebagai pengontrol komunikasi suara dan jembatan antara circuit-packet dialihfungsikan ke IMS. Tentunya ini memudahkan pengembangan lebih lanjut pada arsitektur sistem telekomunikasi seluler. Salah satunya adalah diperkenalkannya Session Initiation Protocol (SIP), yaitu suatu signaling protocol yang berjalan pada layer aplikasi dan memiliki fungsi untuk memulai atau mengakhiri suatu panggilan multimedia yang melibatkan beberapa pengguna/user.

UMTS R5 biasa dikenal sebagai HSDPA. Troughput downlink bisa mencapai angka 14,4 Mbps. Jelasnya dapat dilihat di Gambar 6.

gambar 6

Gambar 6.

Evolusi setelah UMTS R5 adalah UMTS R6. UMTS R6 biasa dikenal sebagai HSUPA. Kecepatan uplink bisa mencapai 5,76 Mbps. UMTS R6 juga memperkenalkan layanan baru yaitu Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS). MBMS ini dapat dimanfaatkan sebagai sarana aliran data broadcast atau multicast pada telepon seluler. Karena seringkali aliran data secara unicast menimbulkan maslaah berupa padatnya lalu lintas aliran data pada kanal yang terbatas. Padahal jenis data yang dialirkan ke tuap telepon seluler sama saja. Maka dari itu MBMS sangat berfungsi untuk mengefisienkan aliran data yang sama pada kanal jaringan. Arsitektur dari UMTS R6 dapat dilihat pada Gambar 7.

gambar 7

Gambar 7.

UMTS R6 kemudian berevolusi menjadi UMTS R7. Dikenal sebagai HSPA/HSPA “plus”. Biasanya diindikasikan dengan munculnya icon “H” atau “H+” pada bagian atas layar telepon seluler kita ketika sedang mengakses internet. UMTS R7 memperkenalkan Multiple Input Multiple Output (MIMO) pada sistem antena. MIMO memanfaatkan diversity pada pemancar dan penerima sehingga dihasilkan data rate terbaik untuk keperluan transmisi.

UMTS R7 juga memperkenalkan teknik modulasi 64 QAM untuk downlink dan 16 QAM untuk uplink. Kecepatan uplink pada UMTS R7 mencapai angka 11 Mbps sedangkan downlink berada di angka 28 Mbps. Gambar 8 menunjukkan arsitektur UMTS R7.

gambar 8

Gambar 8.

Evolusi selanjutnya adalah UMTS R8. Pada sistem ini diperkenalkan Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (EUTRAN) atau yang dikenal sebagai LTE dan Evolve Packet Core (EPC). EUTRAN mengurangi latency dengan menggabungkan RNC dan NodeB. Istilah penggabungan itu dikenal dengan Evolve NodeB (eNodeB).

Selain itu, EUTRAN juga mendukung bandwidth 1.4, 3, 10, 15, dan 20 MHz. Jika digunakan 2×2 MIMO dan teknik modulasi 64 QAM, maka akan menghasilkan kecepatan uplink 11 Mbps dan downlink 42 Mbps.

Pada EPC, istilah SGSN dan GGSN diubah menjadi Serving Gateway (SGW) dan Packet data Network Gateway (PGW). Sedangkan yang mengatur mobilitas telepon seluler dan paging adalah Mobility Management Entity (MME). Adapun arsitektur UMTS R8 dapat dilihat pada Gambar 9.

gambar 9

Gambar 9.

Konektifitas EPC semuanya berbasiskan IP address. PS Core pada LTE melibatkan MME untuk mengontrol jaringan akses LTE pada eNodeB, SGW sebagai perute dan pemforward paket data, dan PGW sebagai penyedia konektifitas ke jaringan lain. EPC juga dikenal sebagai System Architecture Evolution (SAE) yang memiliki tujuan untuk mendukung data rate yang tinggi, latency yang rendah, serta optimasi paket.

gambar 10

Gambar 10.

Air interface pada EUTRAN menggunakan Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) untuk downlink dan Single Carier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) untuk uplink. Baik OFDMA maupun SC-FDMA support terhadap Frequency Division Duplex (FDD) dan Time Division Duplex (TDD). Sistem antena MIMO juga digunakan pada transmitter dan receiver guna mendapatkan hasil transmisi yang optimal.

gambar 11

Gambar 11.

Target dari implementasi LTE :

adad

bcbcb

3 Responses

  1. terima kasih ilmunya kang kalo bisa minta detail dari setiap komponen arsitektur release 8 om hhe.. maakasih ilmunya ..

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to Top