BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI 2. 1 Komunikasi Bergerak Perkembangan sistem komunikasi dunia semakin marak dengan teknologiteknologi baru yang memudahkan manusia untuk berkomunikasi dimanapun, dengan siapapun dan kapanpun.sistem telekomunikasi bergerak seluler merupakan salah satu wujud dari teknologi telekomunikasi yang terus berkembang dengan menyediakan layanan-layanan baru yang sangat memudahkan pengguna dalam melakukan komunikasi. Perkembangan seluler generasi ketiga muncul sebagai alternatif lain yang menawarkan berbagai kelebihan dari sistem sebelumnya antara lain kecepatan akses data yang tinggi. 2.2 Konsep Dasar Sistem 3G WCDMA Pada sistem generasi ketiga ini didesain untuk komunikasi multimedia untuk komunikasi personto-person dapat disajikan dengan tingkat kualitas gambar dan video yang baik, dan akses terhadap informasi serta layanan-layanan pada public dan private network akan disajikan dengan data rate dan kemampuan sistem komunikasi pada generasi ketiga ini lebih fleksibel. Sistem ini

merupakan evolusi dari sistem CDMA. Infrastrukturnya mampu mendukung user dengan data rate tinggi, mendukung operasi yang bersifat asinkron, bandwidthnya secara keseluruhan 5 MHz dan didesain untuk dapat berdampingan dengan sistem GSM. Sehingga sistem ini didesain dengan karakteristik tertentu dengan parameterparameter sebagai berikut: 1. WCDMA merupakan suatu sistem wideband Direct-Sequence Code Division Multiple Access (DS-CDMA), dalam penjelasannya bit-bit informasi ditebar pada sebuah wide bandwidth dengan cara perkalian antara data user dengan bit-bit quadsi-random (disebut chip-chip) yang berasal dari kode-kode spreading CDMA. 2. Chip rate dengan nilai 3.84 Mcps memandu sinyal user pada sebuah carrier bandwidth yaitu kira-kira 5 MHz. Sistem DS-CDMA biasanya yang dipakai sebelumnya dengan bandwidth sekitar 1 MHz, seperti pada IS-95, secara umum digunakan sebagai dasar narrowband pada system CDMA. Sudah menjadi sifat dari wide carrier bandwidth dari WCDMA mendukung high user data rate. 3. Sistem WCDMA mendukung variabel data rates user yang cukup besar. Data rate user dijaga konstan selama tiap 10, 20, 40 dan 80 ms frame tergantung kebutuhan QoSnya. Namun, kapasitas data diantara user-user dapat berubah dari frame to frame. 7 Universitas Mercubuana

4. WCDMA mendukung operasi dua mode dasar: Frequency Division Duplex (FDD) dan Time Division Duplex (TDD). Pada mode FDD, frekuensifrekuensi carrier dipisah 5 MHz untuk penggunaan uplink dan downlink masing-masing, sedangkan pada mode TDD hanya satu frekuensi 5 MHz dengan waktu yang dipakai bergantian (time-shared) antara uplink dan downlink. Dengan uplink sebagai koneksi dari mobile user ke arah base station, dan downlink sebagai koneksi dari base station ke arah mobile. 2.3 Arsitektur Jaringan 3G WCDMA Teknologi telekomunikasi wireless generasi ketiga (3G) yaitu Universal Mobile Telecommunication System (UMTS). Universal Mobile Telecommunication System merupakan suatu evolusi dari GSM, dimana interface radionya adalah WCDMA, serta mampu melayani transmisi data dengan kecepatan yang lebih tinggi, kecepatan data yang berbeda untuk aplikasi-aplikasi dengan QoS yang berbeda. Arsitektur jaringan UMTS terlihat pada Gambar 2.1 8 Univeritas Mercubuana

Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan 3G WCDMA Dari gambar diatas terlihat bahwa arsitektur jaringan UMTS terdiri dari perangkatperangkat yang saling mendukung, yaitu User Equipment (UE), UMTS Terresterial Radio Access Network (UTRAN) dan Core Network (CN). 2.3.1 UE (User Equipment) User Equipment merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. UE dilengkapi dengan smart card yang dikenal dengan nama USIM (UMTS Subscriber Identity Module) yang berisi nomor identitas pelanggan dan juga algoritma security untuk keamanan seperti authentication algorithm dan algoritma enkripsi. Selain terdapat USIM, UE 9 Univeritas Mercubuana

juga dilengkapi dengan ME (Mobile Equipment) yang berfungsi sebagai terminal radio yang digunakan untuk komunikasi lewat radio. 2.3.2 UTRAN (UMTS Terresterial Radio Access Network) Jaringan akses radio menyediakan koneksi antara terminal mobile dan Core Network. Dalam UMTS jaringan akses dinamakan UTRAN (Access Universal Radio electric Terrestrial).UTRA mode UTRAN terdiri dari satu atau lebih Jaringan Sub-Sistem Radio (RNS). Sebuah RNS merupakan suatu subjaringan dalam UTRAN dan terdiri dari Radio Network Controller (RNC) dan satu atau lebih Node B. RNS dihubungkan antar RNC melalui suatu Iur Interface dan Node B dihubungkan dengan satu Iub Interface. Di dalam UTRAN terdapat beberapa elemen jaringan yang baru dibandingkan dengan teknologi 2G yang ada saat ini, di antaranya adalah Node-B dan RNC (Radio Network Controller) 1. RNC (Radio Network Controller) RNC bertanggung jawab mengontrol radio resources pada UTRAN yang membawahi beberapa Node-B, menghubungkan CN (Core Network) dengan user, dan merupakan tempat berakhirnya protokol RRC (Radio Resource Control) yang mendefinisikan pesan dan prosedur antara mobile user dengan UTRAN.. 10 Univeritas Mercubuana

2. Node-B Node-B sama dengan Base Station di dalam jaringan GSM. Node-B merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio kepada UE. Fungsi utama Node-B adalah melakukan proses pada layer 1 antara lain :channel coding, interleaving, spreading, de-spreading, modulasi, demodulasi dan lain-lain. Node-B juga melakukan beberapa operasi RRM (Radio Resouce Management), seperti handover dan power control. 2.3.3 CN (Core Network) Jaringan Lokal (Core Network) menggabungkan fungsi kecerdasan dan transport. Core Network ini mendukung pensinyalan dan transport informasi dari trafik, termasuk peringanan beban trafik. Fungsi-fungsi kecerdasan yang terdapat langsung seperti logika dan dengan adanya keuntungan fasilitas kendali dari layanan melalui antarmuka yang terdefinisi jelas; yang juga pengaturan mobilitas. Dengan melewati inti jaringan, UMTS juga dihubungkan dengan jaringan telekomunikasi lain, jadi sangat memungkinkan tidak hanya antara pengguna UMTS mobile, tetapi juga dengan jaringan yang lain. 1.MSC (Mobile Switching Center) MSC didesain sebagai switching untuk layanan berbasis circuit switch seperti video, video call. 11 Univeritas Mercubuana

2.VLR (Visitor Location Register) VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area jaringan. 3.HLR(Home Location Register) HLR merupakan database yang berisi data-data pelanggan yang tetap. Data-data tersebut antara lain berisi layanan pelanggan, service tambahan serta informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (Update Location). 4.SGSN ( Serving GPRS Support Node) SGSN merupakan gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS. Fungsi SGSN adalah sebagai berikut : a. Mengantarkan paket data ke MS. b. Update pelanggan ke HLR. c. Registrasi pelanggan baru. 5.GGSN ( Gateway GPRS Support Node ) GGSN berfungsi sebagai gerbang penghubung dari jaringan GPRS ke jaringan paket data standard (PDN). GGSN berfungsi dalam menyediakan fasilitas internetworking dengan eksternal packet-switch network dan dihubungkan dengan SGSN via Internet Protokol (IP).GGSN akan berperan antarmuka logik bagi PDN, dimana GGSN akan memancarkan dan menerima paket data dari SGSN atau PDN. Selain itu juga terdapat beberapa interface baru, seperti : Uu, Iu, Iub, Iur. Antara 12 Univeritas Mercubuana

UE dan UTRAN terdapat interface Uu. Di dalam UTRAN terdapat interface Iub yang menghubungkan Node-B dan RNC, Interface Iur yang menghubungkan antar RNC, sedangkan UTRAN dan CN dihubungkan oleh interface Iu. Protokol pada interface Uu dan Iu dibagi menjadi dua sesuai fungsinya, yaitu bagiancontrol plane danuser plane. Bagianuser plane merupakan protokol yang mengimplementasikan layanan Radio Access Bearer (RAB), misalnya membawa data user melalui Access Stratum (AS). Sedangkan control plane berfungsi mengontrol RAB dan koneksi antara mobile user dengan jaringan dari aspek : jenis layanan yang diminta, pengontrolan sumber daya transmisi, handover, mekanisme transfer Non Access Stratum (NAS) seperti Mobility Management (MM), Connection Management (CM), Session Management (SM) dan lain-lain. 2.4 Jaringan 3G Secara sederhana 3G merupakan jaringan broadband untuk telepon seluler 3G menawarkan suara, gambar statis dan bergerak, email, akses internet cepat, dan lain-lain dalam satu perangkat genggam. 3G merupakan kependekan dari Third Generation, yaitu sebuah istilah bersama untuk prosedur, standar, dan perangkat komunikasi baru yang memberikan peningkatan kecepatan dan kualitas layanan komunikasi bergerak 3G muncul dengan sebuah perangkat yang memadukan fungsi ponsel dengan PDA dan PC. Jaringan 3G menawarkan peningkatan aplikasi yang ada sekarang sehingga aktivitas browsing di internet bisa lebih cepat, kualitas panggilan suara lebih 13 Univeritas Mercubuana

bagus, pengiriman data lebih instant dan masih banyak lagi. Salah satu teknologi komunikasi seluler untuk standart 3G adalah Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) Perangkat 3G secara umum mempunyai kemampuan transmisi yang besar, baik dalam kecepatan maupun kapasitas dari pendahulunya. Pada kenyataannya pesawat 3G mampu mengirimkan data hingga 384 Kbps dalam keadaan bergerak atau 2 Mbps dalam keadaan berdiri diam, yang berarti jauh lebih cepat daripada kebanyakan koneksi broadband rumahan. Sebagai perbandingan GSM mampu mengirimkan data hingga 14,4 Kbps, dan GPRS berkisar 53,6 Kbps dengan kecepatan maksimum secara teoritis hingga 171,2 Kbps dengan menggunakan kedelapan timeslotnya secara bersamaan. Sementara itu EDGE(Enhanced Data Rates for Global Evolution) yang sering disebut-sebut sebagai generasi 2,5 dan 2,75 (2,5G dan 2,75G) juga dengan kondisi kedelapan timeslotnya aktif mampu melaju dengan 473,6 Kbps. Dan dalam prakteknya kecepatan yang diperoleh dari GPRS berkisar 50 Kbps dan EDGE mencapai 115 Kbps. Secara umum, ITU-T, sebagaimana dikutip oleh FCC mendefinisikan 3G sebagai sebuah solusi nirkabel yang bisa memberikan kecepatan akses : 1. Sebesar 144 Kbps untuk kondisi bergerak cepat (mobile) 2. Sebesar 384 Kbps untuk kondisi berjalan (pedestrian) 3. Sebesar 2 Mbps untuk kondisi static di suatu tempat 14 Univeritas Mercubuana

Pada saat ini ada dua cabang dari pengembangan 3G yaitu dari sisi GSM (Global System for Mobile Communication) yang dipelopori oleh 3G Partnership Project dan CDMA (Code Division Multiple Access) yang dipelopori oleh 3G Partnership Project 2 (3GPP2). Kedua teknologi tidak kompatibel dan sesungguhnya saling berkompetisi. Salah satu alasan mengapa layanan 3G dapat memberikan throughput yang lebih besar adalah karena penggunaan teknologi spektrum tersebar yang memungkinkan data masukan yang hendak ditransimisikan disebar di seluruh spektrum frekuensi. Selain mendapatkan pita lebar yang lebih besar, layanan berbasis spektrum tersebar jauh lebih aman daripada timeslot dan/atau frequency slot. Jaringan 3G bukan merupakan upgrade dari 2G; operator 2G yang berafiliasi dengan 3GPP perlu untuk mengganti banyak komponen untuk bisa memberikan layanan 3G. Sedangkan operator 2G yang berafiliasi dengan teknologi 3GPP2 lebih mudah dalam upgrade ke 3G karena berbagai network element nya sudah didesain untuk ke arah layanan nirkabel pita lebar (broadband wireless). Layanan 3G juga telah digembar-gemborkan namun pada kenyataannya, banyak ditemui kegagalan. Negara Jepang dan Korea Selatan adalah contoh dimana layanan 3G berhasil. Salah satu fasilitas didalam sistem seluler untuk menjamin adanya kontinyuitas komunikasi apabila pelanggan bergerak dari satu sel ke sel yang lain adalah Handover. 15 Univeritas Mercubuana

2.5 Handover Handover merupakan proses pengalihan kanal trafic secara otomatis pada Mobile Station (MS) yang sedang digunakan untuk berkomunikasi tanpa terjadinya pemutusan hubungan. Hal ini menjelaskan bahwa handover pada dasarnya adalah sebuah call koneksi yang bergerak dari satu sel ke sel lainnya. Secara umum Handover dapat didefenisikan sebagai prosedur, dimana ada perubahan layanan pada MS dari satu Base Station (BS) ke BS yang lain. Handover pada jaringan komunikasi bergerak generasi pertama dan generasi kedua disebut hard handover. Pada generasi pertama, handover relatif lebih mudah sedangkan pada generasi kedua, handover lebih superior dari generasi pertama, dimana sudah digunakan algoritma handover. Kemudian pada jaringan komunikasi bergerak untuk generasi ketiga atau WCDMA yang banyak didominasi berdasarkan teknologi CDMA, maka konsep handover yang digunakan disebut soft handover. Dibandingkan dengan hard handover yang konvensional maka soft handover dapat memberikan transmisi yang lebih baik, karena dapat menjamin kontinuitas dari hubungan. Handover terjadi karena kualitas atau daya ratio turun di bawah nilai yang dispesifikasikan dalam BSC. Penurunan level sinyal ini dideteksi dari pengukuran yang dilakukan MS maupun BTS. Konsekuensinya handover ditujukan ke sel dengan sinyal lebih besar. Selain itu, handover dapat terjadi apabila trafic dari sel 16 Univeritas Mercubuana

yang dituju sudah penuh. Saat MS melewati sel, dialihkan ke neighbouring cell dengan beban trafic yang lebih kecil. 2.5.1 Proses Handover Proses handover dimulai ketika MS mendeteksi sinyal pilot yang secara signifikan lebih kuat dibandingkan kanal trafik forward lainnya yang ditujukan kepadanya. MS tersebut akan mengirimkan pesan pilot measurement ke BS kandidat dengan sinyal terkuat tadi sekaligus menginstruksikan untuk memulai proses handover. Cell site tersebut akan mengirimkan pesan handover direction ke MS, mengarahkannya untuk melakukan handover. Setelah mengeksekusi pesan handover direction tersebut, MS akan mengirim pesan handover completion pada kanal trafik reverse yang baru. Pada saat Mobile Station (MS) bergerak menjauhi suatu sel maka daya yang diterima oleh MS akan berkurang. Jika MS bergerak semakin menjauhi Base Station (Cell) maka daya pancar akan semakin berkurang. Menjauhnya MS pada sel asal menjadikan MS mendekati sel lainnya. Sel lainnya dikatakan sebagai sel kandidat yaitu sel yang akan menerima pelimpahan MS dari sel sebelumnya. MSC melalui sel kandidat akan memonitor pergerakan MS dan menangkap daya pancar MS. Diantara sel kandidat yang menerima daya pancar MS terbesar maka pelimpahan MS akan berada pada sel tersebut. Sel kandidat yang menerima pelimpahan MS akan melakukan monitoring. Proses monitoring dilakukan oleh MSC dan menginstruksikan pada sel kandidat tersebut. Pada saat Handover, 17 Univeritas Mercubuana

supervisi dipersingkat. MSC melakukan prioritas pendudukan kanal pada MS yang akan mengalami Handover. Sel kandidat dibuat urutan prioritas.terdapat 2 jenis handover yaitu hard handover dan soft handover. 1. Hard handover Hard handover terjadi ketika adanya penggunaan frekuensi kanal yang berbeda. BS akan mengirimkan sebuah message ke MS untuk mengarahkannya pada kanal BS yang baru. Message ini dikirim masih menggunakan kanal yang lama. Kemudian MS akan menghentikan akses kepada BS yang pertama dan kemudian menyesuaikan dengan kanal baru pada BS yang baru dan kemudian akses diaktifkan kembali. Hal ini menjadi kelemahan proses hard handover karena menimbulkan drop call. Drop call ini terjadi karena adanya selang waktu pemutusan hubungan radio antara MS dan BS. Hard handover hanya akan digunakan pada operator yang memiliki alokasi frekuensi yang berbeda, seperti di perpindahan dari frekuensi 2100 ke 900 MHz. Mungkin saja dalam satu area cakupan menggunakan frekuensi A tetapi pada area cakupan yang lain menggunakan frekuensi B. 2. Soft handover Soft handover adalah salah satu inovasi dalam mobilitas yang dapat dilakukan dengan teknologi CDMA. Hal ini berkaitan dengan teknik atau pemindahan dari satu sel ke sel yang lain tanpa memutuskan hubungan radio 18 Univeritas Mercubuana

kapanpun. Di dalam teknologi TDMA dan sistem analog, setiap pancaran sel pada frekuensinya sendiri, berbeda daripada sel-sel tetangganya. 19 Univeritas Mercubuana