Struktur jaringan GSM
Global System for Mobile
Communication (GSM mulanya singkatan dari Groupe Spécial Mobile) adalah sebuah
teknologi komunikasi selular yang bersifat digital. Teknologi GSM banyak
diterapkan pada komunikasi bergerak, khususnya telepon genggam. Teknologi ini memanfaatkan
gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang dibagi berdasarkan waktu, sehingga
sinyal informasi yang dikirim akan sampai pada tujuan. GSM dijadikan standar
global untuk komunikasi selular sekaligus sebagai teknologi selular yang paling
banyak digunakan orang di seluruh dunia.
Sejarah dan perkembangan
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 Perancis, 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 miliar pelanggan. Akhirnya GSM tumbuh dan berkembang sebagai
sistem telekomunikasi seluler yang paling banyak digunakan di seluruh dunia.
Macam macam jaringan gsm
Pada smartphone Android dan
iPhone Anda akan sering menemui lambang E/3G/H atau lambang GPRS/EDGE/3G pada
Blackberry. Dengan adanya lambang ini Anda mengetahui bahwa smartphone Anda
bisa untuk digunakan berinternet. Apakah pengertian dan perbedaan dari lambang
jaringan internet tersebut? Pada artikel ini penulis akan mencoba menjawab
pertanyaan tersebut bagi Anda yang belum mengetahuinya. Penulis akan memulai
penjelasan teknologi seluler ini dari teknologi generasi pertama 1G.
Teknologi generasi pertama, 1G
Paseban ingin melakukan sedikit
flashback untuk memaparkan generasi teknologi seluler. Teknologi seluler di
bagi dalam beberapa generasi, yaitu Generasi pertama atau 1G merupakan
teknologi ponsel pertama yang menggunakan sistem analog, seperti AMPS (Advanced
Mobile Phone System). Teknologi ini mulai digunakan tahun 1970 seiring penemuan
mikroprosesor untuk komunikasi nirkabel. Tapi, meningkatnya jumlah pelanggan
tidak bisa ditampung generasi pertama. Teknologi 1G hanya bisa melayani
komunikasi suara.
Teknologi generasi kedua, 2G
Selanjutnya lahirlah teknologi
generasi ke dua atau 2G, yang sudah menggunakan teknologi digital. Standar
teknologi 2G yang paling banyak digunakan saat ini adalah GSM (Global System
for Mobile Communication) yang beroperasi di frekuensi 900, 1800 dan 1900 MHz.
GSM juga mendukung komunikasi data berkecepatan 14,4 kbps. Keunikan GSM
dibanding 1G adalah layanan SMS(Short Message Service), yaitu layanan dua arah
untuk mengirim pesan pendek sebanyak 160 karakter.
Setelah 2G, lahirlah generasi
2.5G yang merupakan pengembangan dari 2G. 2.5G ini mempunyai kemampuan transfer
data yang lebih cepat. Yang terkenal dari generasi ini adalah GPRS dan EDGE.
GPRS
General Packet Radio Service,
atau GPRS dapat digunakan untuk transfer data dalam bentuk paket data yang
berkaitan dengan e-mail, MMS(Multimedia Messaging) , WAP(Wireless Application
Protocol), dan World Wide Web (WWW). Dalam teorinya GPRS menjanjikan kecepatan
mulai dari 56 kbps sampai 115 kbps, sehingga memungkinkan akses internet,
pengiriman data multimedia ke komputer, notebook dan handheld komputer.
EDGE
Enhanced Data Rates for GSM
Evolution, atau EDGE merupakan teknologi yang masih pada generasi 2.5G.
Sebelumnya pada GPRS menawarkan kecepatan data sebesar 115 kbps, sedangkan pada
EDGE kecepatan datanya sebesar 384 kbps. Secara umum kecepatan EDGE tiga kali
lebih besar dari GPRS.
Teknologi generasi ketiga, 3G
Generasi ketiga, 3G, ini juga
dikenal dengan sebutan WCDMA(Wideband – Coded Division Multiple Access).
Kelebihan teknologi generasi 3G dibanding generasi 2G terletak pada kecepatan
transfer data. Pada generasi ketiga ini, sama seperti generasi kedua, juga
terdapat versi perkembangannya 3.5G. Yang terkenal dari generasi ketiga 3G ini
adalah UMTS, sementara versi perkembangannya, 3.5G, adalah HSPA dan HSPA+.
UMTS
Universal Mobile
Telecommunication System atau UMTS, merupakan teknologi generasi ketiga (3G)
untuk GSM. Teknologi ini menggunakan Wideband-AMR (Adaptive Multi-Rate) untuk
kodifikasi suara sehingga kualitas suara yang didapat menjadi lebih baik dari
generasi sebelumnya. Sementara kecepatan UMTS atau WCDMAmasih 384 kbps.
HSPA
High Speed Packed Access atau
HSPA adalah koleksi protokol telepon genggam dalam ranah 3,5G yang memperluas
dan memperbaiki kinerja protokol Universal Mobile Telecommunications System
(UMTS). Jaringan HSPA sebagian besar tersebar pada spektrum 1900 MHz dan 2100
MHz namun beberapa berjalan pada 850 MHz. Spektrum yang lebih besar digunakan
karena operator dapat menjangkau area yang lebih luas.
HSPA menyediakan kecepatan
transmisi data berbeda dalam arus data turun (downlink) dan dalam arus naik
(uplink), terkait standar pengembangan yang dilakukan Third Generation
Partnership Project (3GPP). Oleh karena itu terdapat High-Speed Downlink Packet
Access (HSDPA) dan High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA) yang menjadi bagian
dari keluarga HSPA. Dimana teknologi HSDPA fokus pada kecepatan download,
sedangkan teknologi HSUPA fokus pada kecepatan upload.
HSDPA merupakan salah satu
protokol yang memperbaiki proses downlink atau penurunan data dari server ke
perangkat (download), dengan kecepatan mencapai 14.4Mbit/s. Sedangkan proses
uplink dalam teknologi HSDPA mencapai 384kbit/s. Dengan kecepatan tersebut,
pengguna perangkat bergerak dapat menerima data yang berukuran besar seperti
lampiran pada e-mail, persentasi dalam bentuk Power point, ataupun dapat
membuka halaman web. Jaringan HSDPA dengan kecepatan 3.6Mbit/s dapat
men-download data musik yang berukuran sekitar 3 Mb dalam waktu 8,3 detik dan
data video yang berukuran 5 Mb dalam waktu 13,9 detik. HSDPA hadir sejak tahun
2006 di Eropa.
HSUPA merupakan salah satu
protokol ponsel yang memperbaiki uplink atau penaikan data dari perangkat ke
server (upload) yang mencapai 5.76Mbit/s. Dengan kecepatan ini, pengguna dapat
lebih mudah meng-upload tulisan, gambar, maupun video ke blog pribadi atapun
situs seperti YouTube hanya dalam waktu beberapa detik saja. HSUPA juga dapat
mempermudah melakukan video streaming dengan kualitas DVD, konverensi video,
game real-time, e-mail, dan MMS. Saat terjadi kegagalan dalam pengiriman data,
HSUPA dapat melakukan pengiriman ulang. Tingkat kecepatan pengiriman juga dapat
disesuaikan dengan keadaan ketika terjadi gangguan jaringan transmisi. HSUPA
diluncurkan secara komersial pertama kali pada awal tahun 2007.
HSPA+
HSPA+ atau disebut juga evolusi
HSPA adalah teknologi standar pita lebar nirkabel yang akan hadir dengan
kemampuan pengiriman data mencapai 42Mbit/s untuk download dengan menggunakan
modulasi 64QAM dan 11Mbit/s untuk upload dengan modulasi 16QAM. Pengembangan
lainnya pada HSPA+ adalah tambahan penggunaan antena Multiple Input Multiple
Output (MIMO) untuk membantu peningkatan kecepatan data. HSPA+ memberikan
pilihan berupa arsitektur all-IP yang dapat mempercepat jaringan serta lebih
murah dalam pembayaran dan pengendaliannya.
Teknologi generasi ke 4 atau 4G
LTE
Jaringan 4G (4G network) adalah
generasi keempat jaringan nirkabel untuk komunikasi mobile.
Jaringan ini dimaksudkan sebagai
solusi jaringan komunikasi yang komprehensif dan aman dengan kecepatan data
yang jauh lebih cepat dari generasi sebelumnya.
Standar baru seperti WiMax dan
Long Term Evolution (LTE) telah disebut sebagai 4G, meskipun masih terdapat
beberapa perdebatan tentang status mereka.
Spesifikasi 4G
Jaringan 4G secara spesifik
diarahkan untuk menyediakan layanan berkualitas tinggi dan kecepatan transfer
data yang tinggi pula. Jaringan ini ditujukan untuk memberikan kualitas
penerimaan yang lebih baik, aliran transfer data lebih stabil, serta pertukaran
informasi lebih cepat.
International Telecommunication
Union (ITU) atau organisasi yang mengawasi standar untuk jaringan nirkabel
menyatakan bahwa kemajuan signifikan untuk layanan pesan multimedia, termasuk
layanan video, merupakan suatu hal yang harus segera dicapai.
4G mampu memberikan kecepatan
transfer data minimal 100 megabit per detik saat pengguna bergerak pada
kecepatan tinggi (seperti ketika sedang berada di kereta api), serta sebesar
satu gigabit per detik dalam posisi diam.
Ponsel dan perangkat mobile pada
jaringan 4G juga menggunakan teknologi Internet Protocol (IP) untuk
memungkinkan transfer data melalui paket, alih-alih menggunakan metode telepon
tradisional.
Kemajuan Menuju 4G
Salah satu implementasi jaringan
4G terdapat pada teknologi WiMax, yang merupakan versi lebih cepat dari
transfer data nirkabel melalui jaringan WiFi.
LTE adalah teknologi lain yang
berusaha mendapatkan standar 4G meskipun belum cukup memenuhi persyaratan ITU
untuk kecepatan data.
Meskipun demikian, WiMax dan LTE
telah diberi label sebagai jaringan 4G, meskipun pengakuannya masih memicu
sedikit kebingungan dan kontroversi.
Karena kedua metode tersebut
menggunakan paket IP dan telah menunjukkan kemajuan dibandingkan standar 3G,
ITU akhirnya menyetujui pelabelan mereka sebagai 4G.
Spesifikasi teknis
Di Eropa, pada awalnya GSM
didesain untuk beroperasi pada frekuensi 900 Mhz. Pada frekuensi ini, frekuensi
uplinks-nya digunakan frekuensi 890–915 MHz , sedangkan frekuensi downlinksnya
menggunakan frekuensi 935–960 MHz. Bandwith yang digunakan adalah 25 Mhz
(915–890 = 960–935 = 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 = 1785–1710 = 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.
Arsitektur jaringan
Secara umum, network element
dalam arsitektur jaringan GSM dapat dibagi menjadi:
1. Mobile Station (MS)
2. Base Station Sub-system (BSS)
3. Network Sub-system (NSS),
4. Operation and Support System
(OSS)
Secara bersama-sama, keseluruhan
network element di atas akan membentuk sebuah PLMN (Public Land Mobile
Network).
Mobile Station (MS) merupakan
perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan. Terdiri
atas:
- Mobile Equipment
(ME) atau handset, merupakan perangkat GSM yang berada di sisi pengguna atau
pelanggan yang berfungsi sebagai terminal transceiver (pengirim dan penerima
sinyal) untuk berkomunikasi dengan perangkat GSM lainnya.
- Subscriber Identity
Module (SIM) atau SIM Card, merupakan kartu yang berisi seluruh informasi
pelanggan dan beberapa informasi pelayanan. ME tidak akan dapat digunakan tanpa
SIM didalamnya, kecuali untuk panggilan darurat. Data yang disimpan dalam SIM
secara umum, adalah:
1. IMMSI (International Mobile Subscriber
Identity), merupakan penomoran pelanggan.
2. MSISDN (Mobile Subscriber
ISDN), nomor yang merupakan nomor panggil pelanggan.
Base Station System (BSS),
terdiri atas:
BTS Base Transceiver
Station, perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS dan berfungsi
sebagai pengirim sinyal.
BSC Base Station
Controller, perangkat yang mengontrol kerja BTS-BTS yang berada di bawahnya dan
sebagai penghubung BTS dan MSC
Network Sub System (NSS), terdiri
atas:
Mobile Switching Center
atau MSC, merupakan sebuah network element central dalam sebuah jaringan GSM.
MSC sebagai inti dari jaringan seluler, dimana MSC berperan untuk interkoneksi
hubungan pembicaraan, baik antar selular maupun dengan jaringan kabel PSTN,
ataupun dengan jaringan data.
Home Location Register
atau HLR, yang berfungsi sebagai sebuah database untuk menyimpan semua data dan
informasi mengenai pelanggan agar tersimpan secara permanen.
Visitor Location Register
atau VLR, yang berfungsi untuk menyimpan data dan informasi pelanggan.
Authentication Center atau
AuC, yang diperlukan untuk menyimpan semua data yang dibutuhkan untuk memeriksa
keabsahaan pelanggan. Sehingga pembicaraan pelanggan yang tidak sah dapat
dihindarkan.
Equipment Identity
Registration atau EIR, yang memuat data-data pelanggan.
Operation and Support System
(OSS), merupakan sub sistem jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat
pengendalian, diantaranya fault management, configuration management,
performance management, dan inventory management.
Frekuensi pada 3 Operator
Terbesar di Indonesia
1. Indosat: 890 – 900 Mhz (10
Mhz)
2. Telkomsel: 900 – 907,5 Mhz
(7,5 Mhz)
3. Excelcomindo: 907,5 – 915 Mhz
(7,5 Mhz)
Keunggulan GSM
GSM, sebagai sistem
telekomunikasi selular digital memiliki keunggulan yang jauh lebih banyak
dibanding sistem analog, di antaranya:
- Kapasitas sistem lebih
besar, karena menggunakan teknologi digital di mana penggunaan sebuah kanal
tidak hanya diperuntukkan bagi satu pengguna saja sehingga saat pengguna tidak
mengirimkan informasi, kanal dapat digunakan oleh pengguna lain.
- Sifatnya yang sebagai
standar internasional memungkinkan roaming mancanegara
- Dengan teknologi
digital, tidak hanya mengantarkan suara, tapi memungkinkan servis lain seperti
teks, gambar, dan video.
- Keamanan sistem yang
lebih baik
- Kualitas suara lebih
jernih dan peka.
- Mobile (dapat dibawa ke
mana-mana)
Bagaimanapun, keunggulan GSM yang
beragam pantas saja membuatnya menjadi sistem telekomunikasi selular terbesar
penggunanya di seluruh dunia.
sumber :