BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Mengenal Teknologi Seluler Teknologi yang diadopsi oleh telepon seluler merupakan gabungan dari teknologi radio yang dipadukan dengan teknologi komunikasi telepon. Telepon pertama kali ditemukan dan diciptakan oleh Alexander Graham Bell pada tahun 1876, sedangkan komunikasi nirkabel ditemukan oleh Nikolai Tesla pada tahun 1880 dan diperkenalkan oleh Guglielmo Marconi. Teknologi komunikasi seluler semakin 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 Prancis, sistem NMT yang dikembangkan oleh Ericsson di Belanda dan Skandinavia serta sistem TACS yang beroperasi di Inggris. Namun, teknologinya yang masih analog membuat sistem tersebut 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 seluler yang dapat digunakan di semua negara Eropa. Organisasi ini dinamakan Group Special Mobile (GSM). Organisasi ini mempelopori munculnya teknologi digital seluler yang kemudian dikenal dengan nama Global System for Mobile Communication (GSM). GSM muncul pada pertengahan 1991 dan akhirnya dijadikan standar telekomunikasi seluler untuk seluruh Eropa oleh ETSI (European

6 Telecomunication Standard Institute). Pengoperasian GSM secara komersil baru 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 telepon seluler disepakati, dengan mempertimbangkan dan memasukkan puluhan item pengujian dalam memproduksi GSM. Pada awal pengoperasiannya, GSM telah mengantisipasi perkembangan jumlah penggunanya yang sangat pesat dan memerlukan pelayanan per-area yang cukup tinggi, sehingga kemudian dikembangkan 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 telepon seluler, sehingga bahaya radiasi yang timbul terhadap organ kepala pada saat melakukan panggilan akan dapat di kurangi. Pemakaian GSM kemudian meluas ke Asia dan Amerika, termasuk Indonesia. Indonesia awalnya menggunakan sistem telepon seluler analog yang bernama AMPS (Advances Mobile Phone System) dan NMT (Nordic Mobile Telephone), namun dengan hadir dan dijadikannnya standar sistem komunikasi seluler membuat sistem analog perlahan menghilang, tidak hanya di Indonesia, tapi juga di Eropa. Pengguna GSM pun semakin lama semakin bertambah. Berikut adalah 10 negara dengan jumlah pelanggan seluler terbesar di dunia pada kuartal 2 tahun 2008 menurut perhitungan Wireless Intelligent: 1. China (585 juta) 2. India (291 juta) 3. Amerika Serikat (259 juta) 4. Rusia (172 juta) 5. Brasil (134 juta) 6. Indonesia (116 juta) 7. Jepang (103 juta) 8. Jerman (103 juta)

7 9. Italia (90 juta) 10. Pakistan (86 juta) Grafik 2.1 10 negara dengan jumlah pelanggan seluler terbesar di dunia 2.2 Arsitektur Jaringan Telekomunikasi Sistem seluler harus mampu menampung sejumlah besar pelanggan dalam area geografis yang luas, tetapi dalam spektrum frekuensi yang terbatas. Hal ini menjadi masalah, karena dengan lebar spektrum frekuensi yang terbatas menyebabkan jumlah kanal frekuensi juga terbatas. Padahal, setiap percakapan memerlukan dua kanal yaitu kanal kirim dan kanal terima. Keterbatasan lebar spektrum frekuensi ini diatasi dengan membatasi jangkauan tiap BTS (Base Transceiver Station) menjadi satu area geografis kecil yang disebut sel. 2.2.1 Konsep Sel Untuk memasang jaringan telekomunikasi seluler pada suatu daerah, pertama kali dilakukan pemetaan atas daerah tersebut menjadi sejumlah wilayah kecil yang disebut sel. Setiap sel berbentuk hexagon (segi enam) yang saling berimpit satu sama lain, membentuk pola seperti sarang lebah yang melingkupi daerah tersebut. Ukuran wilayah sel umumnya bervariasi, tergantung pada keadaan topografi, kepadatan bangunan dan tingkat

8 keramaian jalur komunikasi. Langkah selanjutnya adalah menentukan sejumlah titik-titik sudut pada pertemuan antara tiga sel yang disebut sel site. Sel site merupakan lokasi pemasangan stasiun telekomunikasi radio seluler yang disebut base station. Gambar 2.1 Konsep sel 2.2.2 Arsitektur Jaringan GSM Gambar 2.2 Arsitektur Jaringan GSM

9 Dari gambar 2.2 secara garis besar sebuah jaringan GSM terdiri dari : 1. Mobile Station (MS) Mobile Station atau lebih dikenal dengan telepon seluler (HP) merupakan perangkat GSM yang berada di sisi pelanggan. MS berfungsi untuk berkomunikasi dengan pelanggan lainnya. 2. Base Station Sub System (BSS) Base Station System (BSS) terdiri dari dua komponen utama, yaitu : a. Base Transceiver Station (BTS) BTS merupakan perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS, yang berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal. b. Base Station Controller (BSC) BSC merupakan switching lokal untuk handover antara sejumlah BTS dan juga merupakan otak dari BSS. BSC mengontrol bagian terpenting dari jaringan radio. Antar BTS dan BSC dihubungkan oleh Abis interface. 3. Network Sub-system (NSS) Network Sub-system terdiri dari : a. Mobile Switching Center ( MSC ) MSC merupakan inti dari jaringan seluler, dimana MSC berperan dalam interkoneksi hubungan pembicaraan, baik antara pelanggan seluler maupun antara seluler dengan jaringan telepon kabel PSTN ataupun dengan jaringan data, dan mengatur BSC melalui A- interface. b. Home Location Register ( HLR ) HLR berfungsi untuk penyimpan semua data dan informasi mengenai pelanggan yang tersimpan secara permanen. HLR bertindak sebagai memberikan informasi posisi pelanggan berada.

10 c. Visitor Location Register ( VLR ) VLR berfungsi untuk menyimpan data dan informasi sementara dari pelanggan, digunakan untuk pelanggan lokal dan yang sedang melakukan roaming. VLR diakses oleh MSC untuk setiap panggilan dan MSC dihubungkan dengan VLR. Satu VLR dapat terhubung dengan beberapa MSC. d. Authentication Center ( AuC ) AuC menyimpan semua informasi yang diperlukan untuk memeriksa keabsahan pelanggan, sehingga usaha untuk mencoba mengadakan hubungan pembicaraan bagi pelanggan yang tidak sah dapat dihindarkan. Disamping itu AuC berfungsi untuk menghindari adanya pihak ke tiga yang secara tidak sah mencoba untuk menyadap pembicaraan. e. Equipment Identity Register ( EIR ) EIR memuat data-data status pelanggan yang dibagi atas tiga kategori, yakni : Pelanggan yang diijinkan untuk mengadakan hubungan pembicaraan kemanapun (White List). Pelanggan yang dibatasi dan hanya diijinkan mengadakan hubungan pembicaraan ketujuan yang terbatas (Grey List). Pelanggan yang sama sekali tidak diijinkan untuk berkomunikasi (Black List). 4. Operation and Maintenance System (OMC) Operation and Maintenance System (OMC) merupakan sub-sistem jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian, diantaranya fault management, configuration management, performance management, dan inventory management.

11 2.3 Teknologi GSM dan DCS Merupakan teknologi komunikasi seluler yang diklasifikasikan sebagai berikut: 2.3.1 GSM 900 Pengalokasian spektrum frekuensi untuk GSM 900 awalnya dilakukan pada tahun 1979. Spektrum ini terdiri atas dua buah sub band masingmasing sebesar 25MHz, antara 890MHz-915MHz dan 935MHz-960MHz. Sebuah sub band dialokasikan untuk frekuensi uplink dan sub band yang lain sebagai frekuensi downlink. Karena konsekuensi logis dari kenaikan redaman atas kenaikan frekuensi, biasanya sub band terendah dipakai untuk uplink, agar daya yang ditransmisikan oleh MS ke BTS (Base Transmitter Station) tidak perlu besar. Kalau digunakan sub band yang satu lagi, kita perlu melakukan recharge baterai telepon seluler berulang kali. Gambar 2.3 alokasi frekuensi GSM 900 2.3.2 DCS 1800 Seiring dengan evolusi GSM, diputuskan untuk menerapkan teknologi ini pada DCS (Digital Cellular System). Dalam implementasinya, penerapan teknologi ini dilakukan dengan memodifikasi frekuensi operasinya. Frekuensi 1710MHz-1785MHz untuk uplink dan 1805MHz 1880MHz untuk downlink.

12 Gambar 2.4 Alokasi frekuensi DCS 1800 2.4 Transmisi Transmisi adalah suatu sistem dalam telekomunikasi yang berfungsi sebagai penghubung antara titik asal ke titik tujuan, menyediakan jalur yang akan di lewati data-data untuk sistem telekomunikasi tersebut. Media transmisi biasanya menggunakan jalur microwave atau fiber optik, dengan teknologi PDH dan SDH. Media transmisi pada dasarnya hanya ada tiga, tembaga, udara dan kaca. Tembaga kita kenal sebagai media komunikasi sejak lama, telah berevolusi dari hanya penghantar listrik menjadi penghantar elektromagnetik yang membawa pesan, suara, gambar dan data digital. Berkembangnya teknologi frekuensi radio menambah alternatif lain media komunikasi, kita sebut nirkabel atau wireless, sebuah komunikasi dengan udara sebagai penghantar. Bersamaan dengan perkembangan sentral analog (hanya menggunakan space switch), ditemukan sistem transmisi digital, dimana sinyal suara analog dari setiap line telepon dikonversikan menjadi bit-bit digital, kemudian dikirimkan dalam satu frame secara bersama. Berikut adalah sejarah singkat dari perkembangan transmisi digital : 1. Tahun 1970-an yaitu pengenalan PCM ke jaringan Telecom. 2. PCM-30 yang kecepatan bitnya yaitu 2,048 Mbps (disebut dengan E1). 3. Teknik multiplexing ke tingkat yang lebih tinggi melalui PDH. 4. Tahun 1980 awal mula perkembangan teknologi Kabel Optik. 5. Tahun 1985 Bellcore mengusulkan SONET. 6. Tahun 1988 diperkenalkan standar SDH.

13 2.4.1 Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) 2.4.1.1 Pengertian PDH The Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) adalah suatu teknologi yang digunakan dalam jaringan telekomunikasi untuk mengangkut sejumlah besar data melalui jalur transportasi digital. Plesiochronous istilah berasal dari bahasa Yunani plesio, yang berarti dekat, dan chromos. Jaringan PDH berjalan dalam keadaan di mana bagian yang berbeda dari jaringan tersebut hampir disinkronkan, akan tetapi tidak begitu sempurna. 2.4.1.2 The European Primary System (PCM 30 Transmission System) Sistem transmisi PCM-30 yang kecepatan bitnya yaitu 2048 Kbps dan terdiri dari 32 timeslot, tetapi hanya 30 timeslot adalah untuk sinyal telepon, 2 time slot untuk sinyal tambahan. Standard ini lazim dioperasikan sebagai media transmisi yang menghubungkan setiap network elemen GSM. TDM mengkombinasikan 30 saluran telepon yang disampling dengan frekuensi 8 khz, menghasilkan 8- bit word setiap sampling. Selain 30 sinyal telepon (masing masing 8 bit) juga ditambahkan 2 x 8 bit untuk sinyal signaling dan supervisi. Jika setiap 8 bit disebut 1 time slot. Jumlah total adalah 8x32 = 256 bit. Karena pembentukannya berlangsung selama 125 microsecond, maka diperoleh jumlah total 2.048.000 selama 1 detik, menghasilkan kecepatan 2048 kbps atau 2,048 Mbps. Saluran yang memiliki kapasitas 2,048 Mbps disebut saluran E1. Sistem transmisi PCM 30 banyak digunakan di Eropa, Australia, Amerika Latin, juga termasuk di Indonesia.

14 Gambar 2.5 Arsitektur Sistem Transport Primary Digital Multiplex PCM-30 2.4.2 Transmisi Menggunakan Kabel Optik Gambar 2.6 Bagian-Bagian dari Kabel Optik Kabel optik adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi kabel optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi. 2.4.3 Synchronous Digital Hierarchy (SDH) 2.4.3.1 Pengertian SDH Synchronous Digital Hierarchy (SDH) adalah teknologi transmisi yang memiliki sinkronisasi clock dan kapasitas yang tinggi, yaitu STM-1 (63 El), STM-4 (4 x STM 1), STM-16 (4 x STM 4) dan STM-64 (4 x STM-16). Di banyak Negara, jaringan transmisi

15 digital telah dikembangkan berdasarkan standar bersama yang dikenal dengan nama Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH). Namun, PDH memiliki beberapa kekurangan di dalam memenuhi standar yang diinginkan. Kerugian yang paling utama adalah bahwa tidak ada standar untuk peralatan optik pada kecepatan transmisi PDH. Dengan demikian, peralatan transmisi fiber optik dari masing-masing produsen belum tentu memiliki antar-muka yang sama dan dapat dengan sinkron terhubung. Kemunculan standar baru SDH telah menggantikan standar PDH dan telah menjadi suatu multiplex hierarchy yang seragam di dunia. Selain itu, SDH memampukan transmisi secara sinkron. Pada mode synchronous, semua clock dalam jaringan akan berasal dari sumber yang sama yang disebut primary reference clock (PRC) sehingga akan meminimalkan adanya kesalahan yang pembacaan bit yang diakibatkan oleh perbedaan rate. Kemudian, keuntungan yang lain adalah adanya kompatibilitas peralatan transmisi optik dari berbagai vendor. 2.5 Perangkat yang digunakan Semua individu sangat membutuhkan teknologi untuk mempercepat perkembangan atau meningkatkan pembangunan. Perkembangan teknologi yang saat ini sangat cepat adalah teknologi telekomunikasi, yang menghadirkan beragam pilihan bentuk perangkat dan kecanggihannya, antaranya: 2.5.1 FlexiHopper Radio PDH FlexiHopper radio PDH beroperasi di 7, 8, 13, 15, 18, 23, 26 dan 38GHz. FlexiHopper dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan komunikasi serta menyediakan koneksi misalnya untuk selular, jaringan fixed/dedicated

16 Dengan Nokia FlexiHopper memungkinkan link transmisi dapat dengan cepat dibentuk. Radio unit ini dapat diprogram dengan cepat dan mudah untuk memenuhi kapasitas yang berbeda dan persyaratan kualitas, yang memungkinkan penghematan biaya. Nokia FlexiHopper terdiri dari outdoor unit (OU) dan indoor unit (IU), yang hanya berupa colokan (plugs) untuk mendukung FIU 19, Ultrasite base station (FXC RRI), serta apapun 19 standar kabinet (FIU 19). Indoor unit dan outdoor unit terhubung menggunakan kabel Flexbus. Gambar 2.7 Nokia FlexiHopper Microwave 2.5.2 Flexihopper Indoor Unit (FIU) 19 FIU 19, unit indoor dengan kapasitas inteface dari 4 x 2Mbps sampai dengan 16x 2Mbps. Sebagai standar, satu unit indoor mampu mendukung dua unit outdoor, tetapi sampai empat outdoor unit dapat dihubungkan dengan tambahan Flexbus interface plug-in unit. Gambar 2.8 FIU 19 (4 x 2Mbps)

17 Gambar 2.9 FIU 19 dengan Expansion Unit (16x2Mbps) 2.5.3 FXC RRI Unit Satu FXC-RRI dapat mendukung hingga 2 unit outdoor. Modul ini dapat digunakan dalam MetroHub dan UltraSite. Gambar 2.10 RRI Plug in Unit 2.5.4 PowerHopper Vario SDH PowerHopper digunakan pada frekuensi 6, 7, 8, 11, 13, 15, 18, 23, 26, 28, 29, 31, 32, dan 38 GHz disisi outdoor unit. Sisi indoor unit mempunyai interface fisik yang terdiri dari, interface utama (1 x STM-1, 2 x STM-1, 4 x STM-1 dan optikal atau electrical) dan interface tambahan. Gambar 2.11 PowerHopper Vario SDH

18 Beberapa keuntungan menggunakan PowerHopper vario SDH antara lain : a. Dapat mengurangi biaya jaringan. b. Kapasitas jaringan sesuai dengan kebutuhan. c. Mengoptimalkan jaringan setiap node. d. Mengintegrasikan ke beberapa jaringan. 2.6 Reengineering Reengineering adalah proses perbaikan/penyempurnaan yang bertujuan mencapai perbaikan-perbaikan langkah dalam kinerja dengan cara mendesain ulang proses. Reengineering hendaknya dirancang dengan terstruktur dan formal. Menata ulang proses membutuhkan metodologi yang responsif, komprehensif dan efektif yang dapat dikembangkan khusus untuk menciptakan inovasi dan transformasi proses yang berkelanjutan. Model reengineering dibuat untuk diaplikasikan diberbagai aspek tanpa memperdulikan ukuran dan orientasinya. Namun penting untuk diketahui bahwa tidak ada metodologi standar yang dapat digunakan dalam setiap bidang dan situasi yang mungkin timbul saat berlangsungnya proses reengineering. 2.7 Topologi dan Perencanaan Kapasitas Menentukan topologi dan kapasitas transmisi dapat berlangsung di tempat selama menentukan kandidat Farend untuk site baru dan menepatkan batas baru dari BSC. Farend untuk site baru akan ditentukan selama site survey. Topologi jaringan adalah hal yang menjelaskan hubungan geometris antara unsur-unsur dasar penyusun jaringan, yaitu node, link, dan station. Topologi jaringan transmisi didasarkan pada asumsi berikut:

19 1. Topologi yang akan digunakan adalah kombinasi dari topologi jaringan utama. a. Point to Point Topologi ini adalah rencana mudah dan cepat untuk mengeksekusi. Keuntungan dari point to point adalah: menghindari satu link radio tidak menyebabkan seperti kehilangan jalur satu base station. Kelemahan dari point to point adalah: perangkat biaya yang disebabkan oleh redundansi kapasitas operasi adalah tidak ekonomis (setiap base stasiun membutuhkan A bis sendiri) dan frekuensi operasi yang sia-sia (sepasang frekuensi tidak tersedia tanpa batas). b. Loop Perlindungan loop melindungi baik terhadap peralatan yang tidak sesuai dan terhadap gangguan pada jalur transmisi. Bila suatu kesalahan terdeteksi, lalu lintas diarahkan ke arah yang berlawanan di seluruh area link radio. c. Chain Base station terhubung dalam rantai. Biasanya ada 3 atau 4 BTS per rantai, tergantung pada ketersediaan dan kebutuhan kapasitas. BSC memiliki koneksi hanya untuk BTS pertama dalam rantai (link pertama down, maka semua site down). d. Star Dalam topologi titik bintang, koneksi dari BTS masing-masing dikumpulkan ke node yang sedang terhubung ke node pusat (BSC). Hubungan antara simpul pusat dan simpul hub sangat rentan, sehingga

20 hubungan ini harus dilindungi. Jika tidak, jika beberapa hubungan antara simpul pusat dan simpul hub berhenti (down), maka semua hubungan dari titik hub khusus akan hilang. 2. Kapasitas BSC3i adalah 1100TRX Kriteria desain dari setiap BSC akan memiliki akses jaringan transmisi sendiri. Rencana struktur topologi terdiri dari koneksi yang berbeda yaitu : Setiap node BSC telah memiliki cluser khusus GSM900, DCS1800 atau kombinasi keduanya. Setiap BSC akan memiliki site kolektor 3 site. Hop pertama akan berkaitan langsung ke site kolektor dan memiliki site pengikutnya, dengan menggunakan kapasitas 8E1. Tail Site akan menggunakan kapasitas 4E1. Gambar 2.12 Topologi Transmisi dengan Proteksi loop SDH loop layer-1

21 2.8 Kinerja Ketersediaan (Availabilitity Performance) Ketersediaan biasanya dinyatakan sebagai persentase uptime pada tahun tertentu.. Tabel berikut menunjukkan terjemahan dari persentase ketersediaan diberikan sesuai dengan jumlah waktu sistem akan tersedia per tahun, bulan, atau minggu. Tabel 2.1 Persentase ketersediaan diberikan sesuai dengan jumlah waktu sistem * Untuk perhitungan bulanan, satu bulan 30 hari digunakan. Penggunaan "sembilan" telah dipertanyakan, karena tidak tepat mencerminkan bahwa dampak dari ketidaktersediaan bervariasi dengan waktu terjadinya. Ketersediaan diukur adalah tergantung dari tingkat penafsiran. Sebuah sistem yang jaringan 2G 24 jam mungkin telah dikalahkan oleh kegagalan jaringan yang berlangsung selama 0.02 jam selama jangka waktu penggunaan puncak, komunitas pengguna akan melihat sistem sebagai tidak tersedia, sedangkan administrator sistem akan mengklaim 100% "uptime." Namun, mengingat definisi sejati ketersediaan, sistem ini akan tersedia sekitar 99,98%. Ketersediaan harus diukur akan ditentukan, idealnya dengan alat pemantauan yang komprehensif ("instrumentasi").

22 2.9 Perencanaan Rollout Dalam rangka mendukung peluncuran proyek, perencana transmisi akan memberikan detail rencana. Perencanaan link microwave dan koneksi lintas 2Mbps antaranya : 2.9.1 Perencanaan Link Microwave Tujuan dari perencanaan frekuensi ini adalah untuk menghindari gangguan antara sistem microwave yang berdekatan. Berikut peraturan yang diterapkan pada perencanaan frekuensi : a. Menghindari frekuensi tinggi dan rendah, menghindari dalam frekuensi band yang sama. b. Menerapkan polarisasi vertikal dan horizontal terutama di daerah padat. c. Mengalokasikan peralatan dengan berbagai sub-band untuk memiliki lebih banyak pilihan frekuensi. d. Melakukan plot site BTS sesuai dengan lokasi yang sebenarnya untuk menghindari gangguan dari radio yang berdekatan. 2.9.2 Cross Connection Rute 2Mbps Melakukan cross connection sangat penting dalam rangka memberikan rute dari 2 Mbps koneksi antara masing-masing BTS ke BSC. Gambar 2.13, merupakan contoh koneksi 2Mbps untuk setiap BSC :

23 Gambar 2.13 Contoh Cross Connection Rute 2 Mbps 2.10 Traffic Management Traffic Management ini terkait dengan jaringan circuit switched, misalnya, Jaringan Digital Pelayanan Terpadu (ISDN) dan Public Switched Telephone Network (PSTN), dan jaringan transmisi. Tujuan dari Traffic management adalah untuk memungkinkan melakukan panggilan sebanyak mungkin dan berhasil diselesaikan. Hal ini dilakukan dengan memaksimalkan penggunaan semua peralatan dan fasilitas yang tersedia dalam situasi traffic. Traffic management juga bertanggung jawab untuk mengawasi kinerja jaringan, dan harus mengambil tindakan untuk mengendalikan aliran traffic dan untuk mengoptimalkan penggunaan kapasitas jaringan.