BAB II DASAR TEORI. Global System for Mobile Communication (GSM) adalah sistem

5 BAB II DASAR TEORI 2.1 Teknologi Global System for Mobile Communications (GSM) 2.1.1 Definisi Global System for Mobile Communication (GSM) adalah sistem komunikasi yang digunakan untuk memberikan layanan jasa telekomunikasi bagi pelanggan bergerak. Disebut sistem selular karena daerah layanannya dibagi-bagi menjadi daerah yang kecil-kecil yang disebut cell. Karakteristik GSM adalah pelanggan mampu bergerak secara bebas di dalam area layanan sambil berkomunikasi tanpa terjadi pemutusan hubungan, serta pelanggan bisa dihubungi di mana saja dia berada. GSM memiliki beberapa keuntungan bila dibandingkan dengan sistem non selular yaitu, kapasitas pelanggan yang lebih besar, cakupan area yang lebih luas, dapat melayani pelanggan yang sedang bergerak dalam area layanan, efisiensi penggunaan pita frekuensi. 2.1.2 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

6 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 standarstandar komunikasi selular yang dapat digunakan di semua Negara Eropa. Organisasi ini dinamakan Group Special Mobile (GSM). Organisasi ini mempelopori 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.

7 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 Indonesia sendiri, teknologi telepon seluler diperkenalkan pada tahun 1984 dengan teknologi NMT. Pada era itu, telepon seluler masih berukuran besar, dengan berat kira-kira 0,5 kg. Pada tahun 1993, teknologi GSM mulai berkembang di Indonesia setelah distandarkan di Eropa pada tahun 1989 dan diluncurkan pada tahun 1992. Tahun selanjutnya, operator

8 GSM pertama di Indonesia, PT.Satelit Palapa Indonesia (Satelindo) mengawali kegiatan bisnisnya di daerah Jakarta. Telepon seluler sudah mulai berukuran kecil dan harganya lebih terjangkau. Tabel 2.1 di bawah ini menunjukkan perkembangan GSM. Tabel 2.1 Perkembangan GSM 2.1.3 Arsitektur Jaringan Secara umum, network element dalam arsitektur jaringan GSM dapat dibagi menjadi Mobile Station (MS), Base Station Subsystem (BSS), dan Network SubSystem (NSS).

9 Gambar 2.1 Struktur Jaringan GSM 1. Mobile Station (MS) Merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan. Terdiri atas: a. 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. b. 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:

10 1. IMSI (International Mobile Subscriber Identity), merupakan penomoran pelanggan. Tabel 2.2 Struktur IMSI MCC MNC HLR-ID Subsc. No Angka xxx xx xx xxxxxx Penomoran Indosat Nomor Max 510 01 10 xxxxxx 15 Angka 2. MSISDN (Mobile Subscriber ISDN), nomor yang merupakan nomor panggil pelanggan. Tabel 2.3 Struktur MSISDN CC NDC HLR-ID Subsc. No Angka xxx xx xx xxxxxx Penomoran Indosat Nomor Max 510 01 10 xxxxxx 15 Angka Keterangan Tabel: - MCC (Mobile Country Code), merupakan identitas Negara dari STBS GSM. - MNC (Mobile Network Code), merupakan nomor identifikasi dari suatu STBS GSM yang berada dalam satu negara.

11 - HLR-ID (Home Location Register-Identity), merupakan nomor identitas database tempat menyimpan semua informasi tentang pelanggan. - Subsc. No (Subscriber Number), merupakan nomor pelanggan. - CC (Country Code), merupakan kode negara. 2. Base Station Sub-system (BSS) Merupakan kesatuan sistem yang bertanggung jawab mengatur transmisi sinyal elektromagnetik untuk membawa data dari MSC ke perangkat telepon bergerak. Base Station terdiri dari Base Station Controller (BSC) dan Base Transciever Station (BTS) yang juga dikenal dengan nama cell site atau lebih sederhananya sel. Sebuah BSC biasanya menangani satu atau lebih BTS dan bertanggung jawab menangani pelanggan saat berpindah dari satu sel ke sel lainnya. Berikut ini merupakan bagian dari BSS dan fungsinya masing-masing. a. BSC (Base Station Controller) BSC mengatur semua fungsi hubungan radio dari jaringan GSM. BSC adalah switch berkapasitas besar. Beberapa BSC dapat dikontrol oleh setiap MSC. Fungsi dari BSC: 1) Mengontrol beberapa BTS dibawahnya 2) Manajemen jaringan transmisi 3) Mengatur fungsi BSS

12 4) Penanganan koneksi MS seperti handover b. BTS (Base Transceiver Station) BTS merupakan transceiver yang mendefinisikan sebuah sel dan menangani hubungan link radio dengan MS. BTS terdiri dari perangkat pemancar dan penerima yang menyediakan kanal pembicaraan, seperti antena dan pemroses sinyal untuk sebuah interface. MS dan BTS dihubungkan dengan air interface. Dalam BTS terdapat Radio Base Station (RBS), yaitu suatu perangkat radio yang diperlukan untuk melayani satu atau lebih sel dalam suatu jaringan. Berikut fungsi BTS: 1) Mengecek dan mempertahankan hubungan dengan Mobile System (MS) 2) Mengirim (downlink) dan menerima (uplink) sinyal dari MS 3) Mampu melakukan enskripsi A5 algorithma c. Transcoder BSS juga mempunyai unit yang disebut sebagai transcoder, yaitu unit yang mengubah kecepatan speech dari 64 Kbps menjadi 16Kbps atau 8Kbps, 13+3Kbps dan 15,1+0,9 Kbps (pada full rate dan enhanced speech coder), ataupun 6,5+1,5 Kbps (half rate) pada setiap kanal. Transcoder ini dapat bergabung dengan BSC ataupun berdiri sendiri, sehingga memunculkan istilah istilah berikut.

13 1) Transcoder Controller (TRC), atau disebut juga stand alone TRC node. Biasanya, TRC diletakkan dekat MSC dan dikontrol oleh BSC. Sebuah TRC dapat terhubung ke 16 buah BSC. 2) BSC/TRC, suatu gabungan antara BSC dan TRC. Node jenis ini dapat menangani sampai dengan 1020 buah TRX dan dapat terhubung ke 15 buah BSC. 3) BSC, yaitu BSC yang berdiri sendiri atau tanpa TRC. BSC dapat menangani 1020 TRX pada GSM 900 atau GSM 1800. 3. Network Sub-system (NSS) a. MSC MSC ini terhubung dengan BSC melalui A-interface. MSC mengontrol panggilan dari dan menuju sistem telepon maupun data yang lain. Berikut fungsi MSC: Sebagai elemen sentral yang menyediakan fungsi switch dengan elemen GSM yang lain. Memperlihatkan Call Detail Record Menyediakan fungsi untuk data Terhubung dengan beberapa BSS Sebagai Gateway menuju network lain (pengiriman sms ke operator lain) Untuk network dengan IN (Intellegent Network), biasa disebut SSP (Service Switching Point)

14 b. VLR VLR berisi database sementara dari pelanggan yang diperlukan oleh MSC untuk melayani pelanggan yang berkunjung dari daerah lain. Setiap MSC terhubung dengan sebuah VLR, namun satu VLR dapat terhubung dengan beberapa MSC. c. HLR Berisi database yang menyimpan informasi pelanggan dan informasi yang berhubungan dengan lokasi pelanggan. Memberikan informasi status tujuan, apakah aktif atau tidak. Jika dideteksi bahwa pelanggan aktif, maka HLR dapat berinisiatif memberikan informasi status pelanggan kepada SMSC. Bagian dari HLR adalah Authentication Center (AuC) dan Equipment Identity Register (EIR). AuC mengatur keamanan dan keauntetikan pelanggan. EIR menyimpan data dari ME atau data yang berhubungan dengan ME. 4. Operation and Support System (OSS) OSS merupakan suatu sistem yang berfungsi melakukan monitoring terhadap semua pelaksanaan teknis di lapangan serta mempunyai fungsi operasi dan maintenance jaringan GSM dengan menggunakan software. OSS dihubungkan ke elemen-elemen jaringan baik pusat, regional, dan lokal. Contoh dari elemen-elemen jaringan yang terhubung pada OSS adalah Mobile Switching Center (MSC), Base Station Controller (BSC), Visitor Location Register (VLR), Home

15 Location Register (HLR), Equipment Identity Register (EIR), Authentication Center (AuC), Mobile Intelligent Network (MIN). Adapun fungsi-fungsi yang dijalankan oleh OSS dapat dibagi menjadi tiga kategori yakni: a. Manajemen kegagalan (Fault management) Manajemen kegagalan bertujuan untuk memastikan kelancaran dari operasi jaringan dan proses koreksi yang cepat bila terdeteksi kesalahan pada jaringan. Manajemen kegagalan juga berperan memberitahukan operator status dari kondisi yang membahayakan pada jaringan serta mengelola database yang berisi tanda-tanda bahaya. b. Manajemen konfigurasi (Configuration management) Manajemen konfigurasi bertujuan untuk mengelola/meng-update informasi seputar konfigurasi dari komponen jaringan. c. Manajemen performansi (Performance management) Manajemen performansi bertujuan mengumpulkan data-data hasil pengukuran dari masing-masing komponen jaringan dan menyimpannya ke dalam sebuah database. Database yang ada nantinya digunakan untuk menganalisa performansi jaringan di lapangan apakah sesuai dengan performansi jaringan yang telah direncanakan.

16 OSS memiliki dua komponen pokok yaitu Network Management Center (NMC) dan Operation and Maintenance Center (OMC). Berikut penjelasan dari kedua komponen tersebut: a. Network Management Center (NMC) Berperan melakukan monitoring, operation, dan maintenance jaringan terutama pada hal-hal yang bersifat jangka panjang dan wide issues. b. Operation and Maintenance Center (OMC) Berperan melakukan monitoring, operation, dan maintenance jaringan tertutama berkaitan dengan hal-hal yang bersifat jangka pendek dan regional issues. OMC terbagi menjadi dua yakni: Operation and Maintenance Center Radio (OMC-R) dan Operation and Maintenance Center Switching (OMC-S). OMC-R berhubugan dengan BSS sedangkan OMC-S berhubungan dengan SS. 2.1.4 Interface BSS pada GSM Ada empat interface utama yang diterima dan dipancarkan oleh BSS yang digunakan untuk trafik dan signalling information. Interfaceinterface tersebut adalah A Interface, A-ter Interface, A-bis Interface, dan Air Interface. A Interface menghubungkan jalur informasi antara MSC/VLR dengan TRC, A-ter Interface antara TRC dengan BSC-BSC, A-bis Interface mengirim informasi antara BSC dan BTS, sementara Air Interface beroperasi antara BTS dan MS.

17 Pada dasarnya ada dua jalur pembangunan hubungan interface, yaitu: 2 Mbps PCM (E1) interface. Kanal fisik E1 terbagi menjadi 32 ts, masing masing dengan bit rate 64 Kbps. Ini adalah konfigurasi normal pada jaringan GSM 900 dan DCS 1800. 1,5 Mbps PCM (T1) interface. Kanal fisik T1 terbagi menjadi 24 ts, masing masing dengan bit rate 64 Kbps. Ini adalah konfigurasi normal pada jaringan GSM 1900. Gambar 2.2 BSS Interface

18 1. Air interface Menggunakan teknik TDMA untuk jalur kirim dan terima serta pensinyalan informasi antara BTS dan MS. Teknik TDMA digunakan untuk membagi tiap-tiap pembawa menjadi 8 time slot. Besar frekuensi pembawa adalah 200 KHz. 2. A-bis interface Bertugas untuk pengiriman trafik dan pensinyalan informasi antar BSC dengan BTS. Protokol transmisi yang digunakan untuk mengirim informasi pensinyalan pada A-Bis Interface adalah Link Access Protocol On The D Channel (LAPD). 3. A Interface Menyediakan 2 tipe informasi, pensinyalan dan trafik antar MSC dengan BSS. Jalur bicara di transcoderkan di TRAU dan pensinyalan SS7 yang terhubung langsung ke TRC atau pada jalur berbeda ke BSC. 4. A-ter interface Merupakan jalur antara TRAU dan BSC. Pada TRAU jalur bicara ditranscodekan dari 64 Kbps menjadi 16 Kbps. 13 Kbps untuk jalur informasi dan 3 Kbps untuk pensinyalan informasi band. 2.1.5 Metoda Pengaksesan GSM 1. Frequensi Division Multiple Acces (FDMA) GSM adalah suatu sistem FDMA/ TDMA, yaitu kanal fisik digambarkan baik melaui frekuensi dan time slot. GSM juga adalah suatu sistem FDD, yaitu untuk uplink dan downlink menggunakan

19 frekuensi yang berbeda. Masing-masing cakupan frekuensi dibagi menjadi 200 khz frekuensi pembawa. Frekuensi pembawa ini diberi nomor dan dikenal dengan Absolute Radio Frequency Carrier Number (ARFCN) ditunjukkan pada Gambar 2.2. Masing-masing ARFCN disesuaikan dengan pasangan pembawa (1 untuk uplink dan 1 untuk downlink). Gambar 2.3 FDMA Pada GSM 2. Time Division Multiple Acces (TDMA) Seperti yang telah disebutkan, GSM menggunakan teknologi akses tidak hanya FDMA, tetapi juga TDMA yaitu kanal fisik yang terpisah satu sama lain oleh waktu. Ini berarti untuk alur radio antara antena MS dan BTS, setiap kanal mempunyai periode waktu pada frekuensi selama proses. Pemancar memancarkan gelombang elektromagnetis dan mengatur data pelanggan hanya pada periode time

20 slot dedicated. Masing-masing pancaran berlangsung 0.557 ms (persisnya 15/26 ms) dan 8 pancaran berlangsung 4.615 ms. Ada perbedaan macam pancaran untuk tujuan yang berbeda. Isi dari burst dapat bertukar-tukar, tetapi jangka waktunya masingmasing selalu sama. Dalam GSM, masing-masing 200 khz frekuensi pembawa diatur 8 kanal TDMA, yang juga digunakan seperti kanal trafik atau seperti kanal pensinyalan. 8 kanal ini mempunyai slot yang berhubungan dengan waktu untuk memancarkan atau menerima data. Oleh karena itu, setiap kanal fisik mempunyai hak untuk berproses setiap time slot kedelapan. Pengaturan 8 time slot seperti itu disebut frame TDMA. Gambar 2.4 Struktur dasar TDMA pada GSM Frame TDMA dikelompokkan ke dalam 2 jenis multiframe : 26 frame multiframe (4.615 ms x 26 = 120 ms) berisikan 26 frame TDMA. Multiframe ini digunakan untuk membawa kanal trafik dan berhubungan dengan kanal kontrol.

21 51 frame multiframe (4.615 ms x 51 = 235.4 ms) berisikan 51 frame TDMA. Multiframe ini digunakan khusus untuk kanal kontrol. Struktur multiframe terdiri dari banyak bagian lebih lanjut ke dalam superframe tunggal jangka waktu 6.12 detik. Suatu superframe terdiri dari : 51 multiframe dari 26 frame 26 multiframe dari 51 frame Bagian terakhir dari level hirarki frame, terdiri dari 2048 superframe (2715648 frame TDMA), adalah suatu hyperframe. Lama periode diperlukan untuk mendukung mekanisme enkripsi data GSM. Gambar 2.5 Struktur Frame pada GSM

22 2.1.6 Struktur Pengkanalan GSM Jalur yang biasa untuk membawa informasi antara MS dan BTS dikenal dengan nama kanal fisik (Physical channel) yaitu 8 time slot yang disediakan tiap ARFCN selebar 200 khz. Perbedaan pembawa informasi dalam kanal fisik diklasifikasikan sebagai kanal logika (Logical channel). Kanal logika dibagi menjadi 2 kategori, kanal kontrol (Control Channel) dan kanal trafik (Traffic Channel). Keduanya kemudian dibagi lagi, ada 2 tipe dari kanal trafik dan ada 3 kategori dari kanal kontrol dengan total ada 9 tipe kanal yang berbeda. Gambar 2.6 Struktur Kanal Logika pada GSM

23 1. Kanal Kontrol (Control Channel) Kanal kontrol membawa pensinyalan informasi yang digunakan oleh MS untuk mencari BTS, sinkronisasi dengan BTS, dan penerimaan informasi digunakan untuk pelaksanaan pembaruan panggilan. Ada tiga kategori dari kanal kontrol, yaitu: a. Broadcast Channels (BCH) Semua BCH ditransmisikan point to multi-point ke arah downlink. Frequency Correction Channel (FCCH) Menyediakan informasi koreksi frekuensi yang digunakan oleh MS. Synchronization Channel (SCH) Mengandung Base Station Identity Code (BSIC) dan angka frame TDMA digunakan untuk sinkronisasi MS untuk struktur frame dari BTS baru. Broadcast Control Channel (BCCH) Digunakan untuk menyiarkan informasi umum ke semua MS. b. Common Control Channels (CCCH) Semua CCCH dikirim point to point. Random Access Channel (RACH) Digunakan oleh MS untuk meminta akses ke sistem. Informasi RACH dikirim melalui uplink.

24 Paging Channel (PCH) Digunakan untuk page di MS. Informasi PCH dikirim melalui downlink. Access Grant Channel (AGCH) Digunakan untuk menandai SDCCH. Informasi AGCH dikirim melalui downlink. c. Dedicated Control Channels (DCCH) Semua DCCH dikirim secara point to point melalui uplink dan downlink. Stand alone Dedicated Control Channel (SDCCH) Membawa informasi pensinyalan selama call setup, autentikasi, pembaharuan lokasi, serta short messages service (SMS). Slow Assosiated Control Channel (SACCH) Mengirim panggilan kontrol data dan laporan pengukuran. Fast Assosiated Control Channel (FACCH) Membawa informasi pensinyalan yang penting dalam proses handover. Seperti pada pembahasan sebelumnya, bahwa kanal kontrol terdiri dari 51 frame TDMA. Dalam 1 time slot, 51 frame TDMA dibagi dan dialokasikan dengan berbagai kanal kontrol.

25 Ada beberapa kombinasi kanal kontrol dalam pemetaan kanal GSM, di antaranya yaitu: a. FCCH + SCH + BCCH + CCCH Gambar 2.7 FCH + SCH + BCCH + CCCH b. BCCH + CCCH Gambar 2.8 BCCH + CCCH c. FCCH + SCH + BCCH + CCCH + SDCCH/4(0..3) + SACCH/C4(0..3) SACCH yang berhubungan dengan SDCCH akan ditransmisikan secara berurut oleh multiframe selanjutnya. Setiap pengiriman SACCH hanya mendapatkan sebagian saja. Maka dalam satu multiframe SACCH0 dan SACCH1 dikirim, kemudian SACCH2 dan SACCH3 dikirimkan pada multiframe selanjutnya.

26 Gambar 2.9 FCCH + SCH + BCCH + CCCH + SDCCH/4(0..3) + SACCH/C4(0..3) Perlu diketahui bahwa multiframe downlink dan uplink tidak sejajar satu sama lain. Hal ini dilakukan sehingga jika BTS mengirimkan permintaan informasi ke MS, tidak harus menunggu seluruh multiframe untuk menerima informasi yang dibutuhkan. Uplink ini dikirimkan 15 frame TDMA setelah downlink. Misalnya, BTS mungkin mengirim permintaan otentikasi untuk MS pada SDCCH0 (downlink) yang sesuai dengan TDMA frame 22-25. MS kemudian memiliki cukup waktu untuk memproses permintaan dan balasan pada SDCCH0 (uplink) yang segera mengikutinya pada TDMA frame 37-40. d. SDCCH/8(0.7) + SACCH/C8(0. 7) Seperti kombinasi sebelumnya, SACCH yang bergabung dengan SDCCH akan ditransmisikan sebagian dan dilanjutkan pada multiframe selajutnya.

27 Gambar 2.10 SDCCH/8(0.7) + SACCH/C8(0. 7) 2. Kanal Trafik (Traffic Channel) Kanal trafik (TCH) membawa voice atau data. Adalah kanal - kanal yang disediakan untuk dipakai oleh pelanggan ketika melakukan hubungan telepon (voice). Jadi bila dalam satu sel terdapat 2 TRX, maka 16 TS yang tersedia setelah dikurangi 1 TS untuk BCCH dan 1 TS untuk SDCCH, sisanya akan menjadi kanal telepon yang digunakan pelanggan. Satu TS digunakan oleh satu pelanggan ketika melakukan hubungan telepon voice dan SMS, sedangkan untuk GPRS (data) memerlukan lebih dari 1 TS. Time slot yang dimanfaatkan ini kemudian akan menjadi sebagian kapasitas trafik satu BTS. Ada dua tipe dari TCH, yaitu full rate dan half rate. TCH dapat ditempatkan di time slot mana saja pada frekuensi manapun digambarkan di dalam sel. Full rate: Menangani encoding voice/data. 1 kanal untuk 1 orang (MS) dengan bitratenya 13 Kbps pada tiap time slotnya.

28 Dalam satu multiframe kanal trafik terdiri dari 26 frame TDMA. Masing masing terdiri dari 24 frame TCH, 1 frame untuk SACCH dan terkahir 1 frame idle. Gambar 2.11 Full Rate TCH Half rate: Dalam 1 kanal dapat digunakan 2 MS. Pemakaian satu time slot untuk dua pengguna ini masing- masing pelanggan mempunyai bit rate 6,5 Kbps. Dalam hal ini, kanal trafik akan ditransmisikan bergantian yang satu dengan yang lainnya dalam satu multiframe TDMA. Frame terakhir yang biasanya terdapat idle, akan digunakan oleh SACCH kanal half rate yang kedua. Gambar 2.12 Half Rate TCH

29 2.2 Konsep Trafik Telekomunikasi 2.2.1 Trafik dan Satuannya Istilah trafik berasal bahasa Italia yang berarti kesibukan (business). Dalam teori, istilah trafik merujuk pada intensitas trafik. Menurut ITU-T, intensitas trafik dalam kumpulan resources atau sumber daya (misalkan trunk lines atau kumpulan server) didefinisikan sebagai jumlah resources yang sibuk pada waktu tertentu. Waktu ini merupakan waktu sesaat. Dari intensitas trafik sesaat ini (disimbolkan dengan fungsi n(t)), dapat dihitung intensitas trafik rata-rata Y(T) pada interval T tertentu, yaitu : Berikut ini adalah beberapa istilah trafik yang sering digunakan. 1. Offered traffic (A), yaitu beban trafik yang ditawarkan atau yang mau masuk ke jaringan. Secara teoritis, offered traffic dapat dihitung jika diketahui intensitas panggilan λ (yaitu jumlah rata-rata panggilan per satuan waktu) dan rata-rata waktu pelayanan s. Untuk menghitungnya, digunakan rumus berikut:

30 Dengan µ = 1/s, yaitu laju pelayanan (service rate). Dari rumus di atas, terlihat bahwa satuan dari A tidak berdimensi. 2. Carried traffic (Ac = Y), yaitu trafik yang dapat dilayani sekumpulan resource pada selang waktu T. Carried traffic dapat didefinisikan juga sebagai waktu pendudukan total (total holding time) dari sejumlah panggilan per satuan waktu. Berdasarkan rekomendasi ITU-T, satuan dari besaran ini adalah Erlang (biasa disingkat E atau Erl), sebagai penghormatan kepada ahli matematika Denmark, A.K. Erlang (1878-1929) yang menemukan teori trafik dalam sistem telepon. Satuan Erlang ini tidak memiliki dimensi. Jika diukur dalam periode T tertentu, maka didapatkanlah volume trafik. Misalkan, pengukuran dalam periode 1 jam (hour), maka satuan volume menjadi Erlang-hour (Eh). Secara teori, sebuah kanal hanya dapat melayani trafik maksimal sebesar 1 E dan tidak dapat melebihi jumlah kanal yang tersedia. 3. Lost traffic atau rejected traffic, yaitu selisih antara offered traffic dan carried traffic. Besaran lain yang berhubungan dengan trafik telekomunikasi adalah utilisasi. Utilisasi ini menyatakan berapa bagian waktu suatu server atau resource diduduki. Misalkan utilisasi suatu resource 78%. Hal ini berarti 78% dari waktu suatu resource diduduki, serta kosong untuk 22% selang waktu sisanya. Jika panggilan yang dilayani suatu resource adalah λ, waktu pelayanan s, dan kapasitas φ, maka utilisasi ρ dapat dihitung dengan:

31 Nilai ρ selalu berada dalam rentang 0 < ρ < 1 (atau 0 < ρ < 100%), seperti nilai carried traffic dalam sebuah kanal. 2.2.2 Variasi Trafik dan Pengukuran Jam Sibuk Sebagaimana yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya, trafik telekomunikasi pada umumnya bervariasi terhadap waktu. Variasi ini ada yang dapat diprediksi, misalnya variasi selama setahun, sebulan, seminggu, sehari, dan variasi pada saat-saat tertentu seperi saat hari raya. Namun, terdapat juga variasi yang acak sebagai akibat dari tindakan antar pengguna yang independen. Contoh variasi trafik dapat dilihat pada gambar berikut. Gambar 2.13 Variasi Trafik Terhadap Waktu

32 Agar menjaga performansi jaringan, harus dipastikan bahwa resource jaringan cukup untuk melayani beban trafik yang akan dilayani. Untuk itu, diperlukan suatu estimasi beban trafik dari trafik yang bervariasi. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan konsep jam sibuk (busy hour), yaitu selang waktu kontinu 1 jam di mana hasil pengukuran menunjukkan volume trafik terbesar. Ada berbagai metode untuk mengukur trafik pada jam sibuk, misalnya Average Daily Peak Hour (ADPH), Time Consistent Busy Hour (TCBH), dan Fixed Daily Measurement Hour (FDMH). 2.2.3 Konsep Blocking dan Grade of Service (GoS) Dalam sistem telekomunikasi, dibutuhkan biaya peralatan yang sangat mahal jika menginginkan setiap pelanggan dapat saling berhubungan dalam waktu yang bersamaan. Solusi untuk mengatasi permasalahan ini adalah dengan menggunakan sumber yang ada secara bersamaan (sharing). Dengan demikian, biaya yang diperlukan akan lebih murah. Meskipun demikian, timbul permasalahan lain akibat adanya sharing ini. Mengingat tidak semua pelanggan dapat saling berhubungan dalam waktu yang bersamaan, terdapat kemungkinan suatu panggilan harus menunggu terlebih dahulu atau mengalami blocking (kegagalan panggilan). Kedua hal ini mengakibatkan ketidaknyamanan pada pelanggan. Ketidaknyamanan yang dialami oleh pelanggan ini dapat dinyatakan dengan:

33 1. Call congestion B, yaitu peluang suatu panggilan mengalami loss atau blocking. Dengan kanal yang terbatas sejumlah n dan offered traffic A, maka B dapat dihitung dengan: 2. Time congestion E, yaitu peluang n buah kanal sibuk pada waktu tertentu yang dapat dihitung dengan: 3. Traffic congestion C, yaitu berapa bagian offered traffic mengalami loss. Jika intensitas panggilan independen terhadap state, maka nilai C = E = B. Resource yang terbatas harus cukup untuk melayani pelanggan sehingga kemungkinan terjadinya blocking dapat diminimalkan. Oleh karena itu, diperlukan suatu besaran yang dapat mengukur kecukupan suatu resource yang digunakan. Berdasarkan ITU-T Recommendation E.600, besaran ini dinamakan Grade of Service (GoS). Dari parameter call congestion B, time congestion E, dan traffic congestion C, besaran yang seringkali digunakan untuk menyatakan GoS adalah call congestion B (disebut juga Erlang-B). Semakin rendah nilainya, berarti probabilitas

34 blocking akan turun sehingga meningkatkan kenyamanan pelanggan. Dalam tulisan ini, akan digunakan call congestion B sebagai parameter GoS.