Konsep sistem komunikasi seluler
Konsep seluler 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 antena yang menjulang, diubah menjadi pemancar berdaya kecil. Setiap pemancar ini dirancang hanya untuk melayani daerah (disebut wilayah cakupan) yang kecil saja, sehingga disebut sel. Dari sini, sistem komunikasinya lalu disebut dengan sistem komunikasi seluler (cellular).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, yang melaui pertimbangan 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.
Pemancar di setiap sel disebut stasiun induk (Base Station), yang sering disingkat dengan BTS (Base Transceiver Station), atau RBS (Radio Base Station). Pesawat teleponnya yang dapat ditaruh di saku sehinga dapat dibawa ke mana-mana disebut pesawat bergerak 'mobile station' yang disingkat MS, atau mobile phone, yang istilah populernya di media massa disebut handphone dengan singkatan populer 'HP'. Istilah lazim untuk di Indonesia adalah 'ponsel', singkatan dari 'telepon seluler'.
Tahap perkembangan generasi telepon seluler
Sistem seluler generasi pertama masih memakai teknologi analog. Sistem yang dikembangkan di Eropa dan Jepang bersamaan waktunya dengan yang di Amerika, yakni Advance Mobile Phone Sistem (AMPS). Di Inggris dikembangkan Total Access Communication Sistem (TACS), di Skandinavia Nordic Mobile Telephone Sistem (NMT), di Jepang Nippon Advanced Mobile Telephone Service (NAMTS). 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 biaya yang 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.
Sistem seluler generasi kedua yang menggunakan teknik digital secara global ada empat macam, yaitu:
- Di Eropa: yang juga digunakan secara internasional; Groupe Speciale Mobile (GSM) yang kini lebih dikenal dengan Global Sistem for Mobile.
- Di Amerika Utara: North American Digital Cellular (NADC) yang dikenal dengan IS-54.
- di Jepang: Japanese Digital Cellular (JDC).
GSM yang kita kenal sekarang ini melalui nama layanan komunikasi di Indonesia seperti: TELKOMSEL dengan kartu simpati-nya, dan PT INDOSAT dengan mentari-nya, dan PT EXELCOMINDO dengan Pro-XL-nya, merupakan sistem komunikasi seluler standar generasi kedua yang bertujuan untuk mengatasi masalah sistem yang operasionalnya secara teknis tidak bersesuaian dengan yang terjadi pada sistem seluler generasi pertama di Eropa (yang berlaku dalam pita 900 Mhz). Di Eropa, GSM pertama kali diperkenalkan di benua Eropa tahun 1991. Menjelang akhir tahun 1993, beberapa negara non-Eropa seperti di Amerika Selatan, Asia dan Australia ternyata mengacu ke teknik yang digunakan GSM, yaitu: DCS 1800, yang menangani layanan komunikasi personal, yang disebut Personal Communication Services (PCS) di pita 1,8 GHz sampai 2,0 GHz.
Kemampuan GSM dibanding sistem yang sudah lebih dulu ada adalah: penggunaan modul identitas pelanggan yang disebut Subscriber Identity Module (SIMcard), yang merupakan peranti memori yang menyimpan informasi seperti: nomor identifikasi (telepon) pelanggan, jaringan dan negara-negara tempat pelanggan berhak dilayani, kunci-kunci pribadi, dan informasi khusus bagi pengguna. SIM yang merupakan kartu cerdas ber-ukuran sekitar 2x3 cm ini dimasukkan ke dalam setiap telepon GSM yang dapat dilepas dan dibawa kemana-mana. Setiap ponsel GSM merek apapun tidak dapat dioperasikan tanpa SIM yang dimasukkan ke dalamnya.
Kemampuan kedua GSM yang mengherankan adalah kerahasiaan di udara yang disediakan oleh sistem. Tidak seperti telepon seluler analog yang bersifat FM yang dapat disadap, orang tidak bisa menyadap atau turut mendengarkan transmisi radio GSM. Kerahasiaan ini dibentuk oleh teknik yang dienkripsi digital (diacak dengan kode tertentu) di pemancar GSM sesuai dengan kunci kriptografi tertentu yang hanya diketahui oleh operator. Kunci ini dapat diubah-ubah untuk setiap pengguna. Setiap operator dan pabrik pembuat GSM harus menandatangani nota kesepahaman (memorandum of understanding) sebelum mengembangkan peralatan GSM maupun menyebarkan layanan sistemnya. Nota kesepakatan ini merupakan perjanjian internasional yang memungkinkan terciptanya pembagian algoritma kriptografi dan informasi yang menjadi haknya antara negara-negara, dengan para operatornya.
Setiap ponsel GSM akan diberi nomor identitas khusus yang disebut dengan singkatan IMEI (International Mobile Equipment Identity) yang berupa deretan angka sepanjang 15 digit, atau IMEISV (International Mobile Equipment Identity and Software Version Number) 16 digit. IMEI maupun IMEISV memiliki sebuah struktur yang mencakup sandi persetujuan tipenya yang disingkat dengan TAC (type approval code), dan kode perakitan finalnya yang disebut FAC (final assembly code).
Sel-sel menggunakan kanal frekuensi berulang
Karena Sistem radio seluler menerapkan sistem sel yang memiliki cakupan wilayah layanan yang tidak begitu luas, maka kanal-kanal frekuensi transmsinya dapat digunakan berulang-ulang pada jarak antar sel tertentu. Jarak antar sel ini mempertimbangkan batas minimum yang diperhitungkan tidak mungkin akan terjadi antara kanal yang berfrekuensi sama. Setiap BTS sebagai pusat dari sebuah sel akan diberi alokasi sekelompok kanal radio BTS di sel-sel yang berbatasan dengan-nya akan memperoleh sekelompok kanal atau frekuensi lain yang sama sekali berbeda dengan sel-sel yang mengitarinya. Jatah frekuesi keseluruhan yang diberikan oleh pemerintah kepada sistem (operator) akan dihabiskan dengan cara dibagi-bagi dalam 'sekelompok sel' yang disebut 'cluster'. Pada cluster yang saling bertetangga ini, sel yang memiliki frekuensi kanal yang sama disebut 'co-channel cell'.Analisis tentang perancangan pemilihan dan alokasi kelompok-kelompok kanal bagi semua BTS yang akan dibangun oleh operator telekomunikasi, disebut: penggunaan ulang frekuensi atau disingkat dengan 'perulangan frekuensi' saja. Pada gambar 11.3 mengilustrasikan peta perulangan frekuensi, yang ditandai dengan pemberian label atau penomoran sel-sel dengan label atau nomor sama.
Bentuk heksagonal seperti yang diilustrasikan pada Gambar 11.3 di bawah adalah untuk menggambarkan sebuah sel yang merupakan bentuk penyederhanaan model cakupan radio dari sebuah BTS yang telah umum digunakan untuk mempermudah analisis secara matematik pada sistem seluler.
Persamaan matematika untuk jatah kanal radio yang diberikan kepada operator telekomunikasi dinyatakan dengan:
S = kN
Persamaan tersebut menyatakan bahwa jatah frekuensi yang diberikan kepada operator adalah jatah kanal frekuensi yang ada di setiap sel dikalikan dengan jumlah sel dalam satu kelompok, ini diasumsikan bahwa: setiap sel memiliki jumlah kanal yang sama. Dengan demikian, sekelompok sel (nomor sel 1 sampai dengan 7) yang disebut cluster inilah yang secara kolektif menggunakan jatah frekuensi keseluruhan yang dimiliki oleh operator. Dalam penggunaan ulang frekuensi, sel yang nomornya sama memiliki kanal frekuensi yang sama. Inilah yang disebut penggunaan ulang frekuensi.
Penduplekan dalam kawasan waktu dan frekuensi
Agar dapat dilakukan komunikasi secara dupleks penuh, yakni berbicara dan mendengar secara serentak, dibutuhkan dua saluran atau kanal sekaligus yang disebut penduplekan. Penduplekan dengan cara menggunakan frekuensi yang berbeda antara kanal terima dan kanal kirim disebut 'penduplekan divisi frekuensi' atau FDD. Di sini, untuk setiap pengguna disediakan dua pita frekuensi untuk kanal komunikasinya. Pita tuju (kanal kirim) digunakan sebagai kanal penghubung dari BTS ke pesawat komunikasi, dan pita balik (kanal terima) digunakan sebagai kanal penghubung dari pesawat komunikasi ke BTS. Jarak rentang pemisahan frekuensi antara kanal tuju dan kanal balik memiliki nilai yang tetap di dalam keseluruhan sistemnya, tidak bergantung pada nomor-nomor kanal yang digunakan.Cara lain untuk menciptakan penduplekan adalah dalam kawasan waktu, yang disebut 'penduplekan divisi waktu' atau disingkat dengan TDD (Komunikasi dikirim pada waktu yang berbeda, tetapi pada frekuensi yang sama). Jika waktu pemisahan antara kanal tuju dan kanal balik yang menggunakan frekuensi yang sama ini bernilai cukup kecil yang disebut dengan 'slot waktu', maka pengiriman dan penerimaan percakapan yang sudah berupa data digital yang berbentuk bit-bit akan terdengar serentak dalam waktu yang bersamaan oleh para penggunanya karena perbedaannya tidak terasa.
0 komentar :
Posting Komentar
Terima kasih, atas saran atau usulan anda.