BAB II DASAR TEORI 2.1 Teknologi 3G 3G adalah singkatan dari istilah dalam bahasa Inggris: third-generation technology. Istilah ini umumnya digunakan mengacu kepada perkembangan teknologi telepon nirkabel (wireless). Ada pun perkembangan teknologi nirkabel dapat dirangkum sebagai berikut: 1. Generasi pertama: analog, kecepatan rendah (low-speed), cukup untuk suara. Contoh: NMT (Nordic Mobile Telephone) dan AMPS (Analog Mobile Phone System) 2. Generasi kedua: digital, kecepatan rendah menengah. Contoh: GSM dan CDMA2000 1xRTT 3. Generasi ketiga: digital, kecepatan tinggi (high-speed), untuk pita lebar (broadband). Contoh: W-CDMA (atau dikenal juga dengan UMTS) dan CDMA2000 1xEV-DO. Antara generasi kedua dan generasi ke-3, sering disisipkan Generasi 2,5, yaitu digital, kecepatan menengah (hingga 150 Kbps). Teknologi yang masuk kategori 2,5G adalah layanan berbasis data seperti GPRS (General Packet Radio Service) & EDGE (Enhance Data rate for GSM Evolution) pada domain GSM dan PDN (Packet Data Network) pada domain CDMA. 2.1.1 Definisi 3G Teknologi 3G ini telah didefinisikan dalam spesifikasi ITU sebagai International Mobile Telecommunications-2000 (IMT-2000). IMT-2000 merupakan spesifikasi akses radio dan akses jaringan yang mendefinisikan beberapa metoda atau platform teknologi yang mempertemukan semua fungsi spesifikasi tersebut. Spesifikasi IMT-2000 yang dimaksud adalah spesifikasi terpadu yang memungkinkan pengguna serta beberapa layanan data berkecepatan tinggi tetap dapat menggunakan satu atau beberapa kanal radio dengan platform jaringan tetap untuk mengirimkan layanan yang diinginkan. BAB II Dasar Teori 5
Layanan-layanan yang terdapat dalam IMT-2000 tersebut memiliki sifat sebagai berikut : Memiliki standar global Mendukung kompatibilitas terhadap layanan IMT-2000 dan jaringan lainnya Memiliki kualitas yang tinggi Mendukung spektrum frekuensi bersama secara global Menggunakan terminal kecil untuk pemakaian secara global Memiliki kemampuan roaming secara global Mendukung layanan dan terminal aplikasi multimedia Memiliki efisiensi spektrum yang lebih baik Mendukung fleksibilitas terhadap evolusi ke generasi berikutnya Mendukung laju data paket kecepatan tinggi, yaitu : - Sebesar 144 Kbps untuk kondisi bergerak cepat (mobile). - Sebesar 384 Kbps untuk kondisi berjalan (pedestrian). - Sebesar 2 Mbps untuk kondisi statik di suatu tempat. 2.2 General Packet Radio Service (GPRS) Pada mulanya sistem komunikasi data GSM menggunakan teknik circuit swithcing seperti sistem komunikasi telepon. Dengan metode ini utilisasi kanal kurang optimal karena terjadi monopoli saluran, walaupun tidak ada data yang disalurkan. Selanjutnya dilakukan modifikasi dengan teknik packet switching yang memungkinkan utilasisi kanal lebih baik. Sistem ini dinamakan general packet radio service (GPRS). GPRS adalah layanan baru sistem GSM berupa layanan bearer yang digunakan untuk mendukung komunikasi paket data. Dalam mentransmisikan paket data, GPRS memanfaatkan kanal kanal radio akses GSM. Dengan asusmsi penggunaan kanal-kanal telepon terdistribusi erlang, maka pada satu satuan waktu akan terdapat sejumlah kanal kosong yang bisa dialokasikan untuk layanan GPRS. Hal ini dimungkinkan karena transmisi paket toleran terhadap adanya penundaan (delay). Selain itu GPRS dapat menawarkan laju data sampai 115 kbps atau lebih. 2.2.1. Arsitektur Sistem GPRS BAB II Dasar Teori 6
Arsitektur sistem GPRS adalah pengembangan dari arsitektur sistem GSM dengan tambahan berupa komponen-komponen baru yang digunakan untuk komunikasi data radio paket. Serta sejumlah antarmuka yang mendukung aliran paket data antar tiap komponen dalam jaringan GPRS. Berikut adalah gambar arsitektur jaringan GPRS untuk layanan internet: Gambar 2.1. Arsitektur Jaringan GPRS Untuk Layanan Internet 2.3 Enhanced Data for Global Evolution (EDGE) EDGE atau Enhanced Data for Global Evolution adalah teknologi evolusi dari GSM dan IS-136. Tujuan pengembangan teknologi baru ini adalah untuk meningkatkan kecepatan transmisi data, efesiensi spektrum, dan memungkinkannya penggunaan aplikasi-aplikasi baru serta meningkatkan kapasistas. Pengaplikasian EDGE pada jaringan GSM fase 2+ seperti GPRS dan HSCSD dilakukan dengan penambahan lapisan fisik baru pada sisi Radio Access Network (RAN). Jadi tidak ada berubahan di sisi jaringan inti seperti MSC, SGSN, ataupun GGSN. 2.4 Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) adalah salah satu teknologi telepon genggam 3G (generasi ke-3). Sekarang ini bentuk yang paling banyak digunakan adalah W-CDMA yang distandarisasi oleh 3GPP. Untuk BAB II Dasar Teori 7
membedakan UMTS dari teknologi 3G lainnya, UMTS seringkali dipasarkan sebagai 3GSM, menekankan dasar 3G dari teknologi ini. 2.5 High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) adalah sebuah protokol telepon genggam dan kadangkala disebut sebagai teknologi 3,5G. HSDPA fase pertama berkapasitas 4,1 Mbps. Kemudian menyusul fase 2 berkapasitas 11 Mbps dan kapasitas maksimal downlink peak data rate hingga mencapai 14 Mbit/s. Teknologi ini dikembangkan dari WCDMA sama seperti EV-DO mengembangkan CDMA2000. HSDPA memberikan jalur evolusi untuk jaringan Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) yang memungkinkan untuk penggunaan kapasitas data yang lebih besar (sampai 14,4 Mbit/detik arah turun). HSDPA merupakan evolusi dari standar W-CDMA dan dirancang untuk meningkatkan kecepatan transfer data 5x lebih tinggi. HSDPA memdefinisikan sebuah saluran W-CDMa yang baru, yaitu high-speed downlink shared channel (HS-DSCH) yang cara operasinya berbeda dengan saluran W-CDMA yang ada sekarang. Hingga kini penggunaan teknologi HSDPA hanya pada komunikasi arah bawah menuju telepon genggam. Kecepatan unduh datanya : - Di lingkungan perumahan teknologi ini dapat melakukan unduh data hingga berkecepatan 3,7 Mbps. - Dalam keadaan bergerak seseorang yang sedang berkendaraan di jalan tol berkecepatan 100 km/jam dapat mengakses internet berkecepatan 1,2 Mbps. - Di lingkungan perkantoran yang padat pengguna dapat menikmati streaming video dengan perkiraan kecepatan 300 Kbps. 2.6 Teknologi Akses WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) Wideband Code Division Multiple Access merupakan teknik multiple access yang berdasarkan spektral tersebar, dimana sinyal informasi disebar pada pita frekuensi yang lebih besar daripada lebar pita sinyal aslinya (informasi). Sistem WCDMA hanya memerlukan satu channel frekuensi radio untuk semua BAB II Dasar Teori 8
pemakainya, masing-masing pemakai diberi kode yang membedakan antara pengguna satu dengan yang lain. Skema metode akses yang digunakan untuk penyebaran sinyal WCDMA adalah direct sequence dimana code sequence digunakan secara langsung untuk memodulasi sinyal radio yang dipancarkan dengan menggunakan sinyal penebar. 2.6.1 Arsitektur Jaringan 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, mampu melayani transmisi data dengan kecepatan yang lebih tinggi, kecepatan data yang berbeda untuk aplikasi-aplikasi dengan QoS yang berbeda. Berikut ini adalah gambar arsitektur jaringan UMTS, yaitu terlihat pada gambar di bawah ini : Gambar 2.2 Arsitektur jaringan UMTS 2.7 Aspek Teknologi WCDMA 2.7.1 Alokasi Spektrum Frekuensi Kerja Frekuensi kerja yang dimaksud adalah merupakan frekuensi yang digunakan dalam transmisi sinyal antara mobile station dengan base station. Alokasi bandwidth untuk UTMT'S/IMT-2000 berada pada pita frekuensi 2 GHz dengan pita frekuensi berkisar antara 1920-1980 MHz dan 2110-2170. Pada UMTS/WCDMA alokasi spektrum minimum untuk sebuah carrier adalah sebesar 5 MHz. BAB II Dasar Teori 9
2.8 Integrasi Jaringan GSM dan WCDMA Sistem selular GSM merupakan sistem komunikasi bergerak yang paling mendunia (global) dan mempunyai jaringan paling luas dibandingkan dengan sistem selular lainnya. Saat ini, sistem GSM telah dapat mendukung hingga 384 kbps dengan mobilitas lokal, dan hingga 115 kbps dengan mobilitas penuh dengan menerapkan teknologi GPRS (General Packet Radio Service) dan EDGE (Enhanced Datarates for the GSM Evolution). Dilain pihak, WCDMA akan membuka sebuah set baru dari spektrum dengan sebuah metoda akses yang akan melayani selanjutnya untuk meningkatkan kemampuan sistem cellular hingga 384 kbps dengan mobilitas penuh dan 2 Mbps secara lokal. Adanya integrasi kedua jaringan tersebut sangatlah mendukung terealisasinya jaringan komunikasi bergerak selular generasi ketiga, dimana kedua sistem tersebut dapat berinterkoneksi akses secara terbuka Jaringan inti GSM/UMTS dapat menyediakan layanan berbasis UMTS berdasarkan pengembangan pada jaringan GSM dengan penambahan dan modifikasi layanan. Jaringan ini secara simultan dapat melayani kedua akses baik GSM (termasuk EDGE) maupun UMTS. Penggunaan infrastruktur yang telah ada dari jaringan GSM, memberikan efesiensi secara ekonomis dari pengembangan sistem WCDMA. 2.8.1 Aspek Kapasitas WCDMA didesain untuk beroperasi pada frekuensi 1850-1990 MHz, dan tersedia bandwidth dengan lebar 5 MHz, 10 MHz atau 15 MHz bagi pemegang lisensi. Teknologi CDMA khususnya WCDMA telah menjanjikan peningkatan kapasitas dalam sistem wireless. Ada 3 (tiga) alasan utama mengapa peningkatan kapasitas sistem sangat penting dalam industri wireless, yaitu : Jumlah user mobile yang terus meningkat, sementara itu frekuensi merupakan sumber daya yang terbatas Jenis pelayanan baru seperti data, image dan video membutuhkan spektrum yang lebih besar jika dibandingkan dengan suara. BAB II Dasar Teori 10
Dengan semakin bertambahnya user mobile yang dapat dilayani, maka biaya per-user akan semakin murah. 2.9 Evolusi WCDMA ke 3GDT Salah satu komponen utama jaringan GPRS dan UMTS adalah SGSN. SGSN mempunyai tugas dan fungsi yang sama, baik dalam sistem jaringan 2G maupun jaringan 3G yaitu sebagai penghubung antara jaringan BTS/Node B ke arah jaringan GPRS/UMTS. Agar SGSN tidak beroperasi pada dua jaringan sekaligus baik jaringan GPRS maupun jaringan UMTS yang dapat menambah beban fungsi dari SGSN itu sendiri, maka dibuatlah SGSN yang beroperasi dengan jaringan masing-masing yaitu SGSN untuk jaringan GPRS dan SGSN untuk jaringan UMTS. Seiring berkembangnya waktu dan meningkatnya kebutuhan layanan internet mobile para pelanggan. Layanan Internet khususnya GPRS dan 3G tersebut memberikan beban yang signifikan terhadap SGSN. Hal ini dikarenakan pemakaian bandwidth meningkat secara dramatis dalam rentang waktu yang singkat. SGSN yang beroperasi saat ini dapat dikatakan sudah beroperasi secara maksimum bahkan terkadang overload yang menyebabkan lambatnya laju pengiriman paket data pelanggan. Oleh karena itu dibuatlah solusi teknologi dengan cara membaypass proses payload yang berlangsung di SGSN langsung ke arah GGSN. Teknologi ini disebut dengan Direct Tunnel. Karena teknologi Direct Tunnel dioperasikan hanya pada jaringan 3G maka disebut dengan istilah 3G Direct Tunnel (3GDT). Gambar 2.3 3GDT Overview BAB II Dasar Teori 11
Dengan 3G Direct Tunnel, trafik data 3G pengguna yang mengarah ke IP backbone tidak perlu melewati node kendali inti paket (packet core control node), sehingga mengurangi jumlah penghubung transmisi yang ma hal. Hal ini merupakan jawaban bagi pelanggan yang membutuhkan kapasitas trafik paket data yang terus meningkat agar bisa menikmati layanan mobile data untuk keperluan bisnis dan sebagai penunjang gaya hidup masa kini. BAB II Dasar Teori 12