BAB II LANDASAN TEORI 2.1 OVERVIEW SISTEM GSM (GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION) Global System for Mobile Communication (GSM) merupakan salah satu trend teknologi seluler yang paling banyak digunakan pada saat ini. GSM merupakan teknologi seluler generasi-2 (2G) yang menggunakan teknologi modulasi digital, menyediakan kapasitas lebih besar, kualitas suara dan sekuritas yang lebih baik jika dibandingkan teknologi seluler generasi-1 (1G). Pada teknologi ini suatu pita frekuensi tertentu yang lebih lebar dibagi - bagi ke dalam beberapa time slot. Hal ini berarti bahwa beberapa panggilan dapat menggunakan kanal frekuensi yang sama tetapi pada suatu time slot yang berbeda beda. Sistem GSM mampu mentrasmisikan voice dan data, namun bit ratenya masih kecil yaitu sekitar 9,6 kbps. Dimana dengan bit rate seperti itu hanya data-data yang mempunyai bit rate rendah seperti SMS saja yang bisa dikirimkan. Komunikasi pada GSM berbasiskan circuit switch, artinya pembagian kanal dimana setiap satu kanal itu mutlak dimiliki oleh satu user. GSM telah memberikan alternatif berkomunikasi baru bagi dunia telekomunikasi yang lebih powerful. Dengan menggunakan sistem sinyal digital dalam transmisi datanya, membuat kualitas data maupun bit rate yang dihasilkan menjadi lebih baik dibanding sistem analog. Teknologi GSM saat ini lebih banyak digunakan untuk komunikasi seluler dengan berbagai macam layanannya. Dalam kehidupan sehari-hari kita lebih mengenal Handphone (HP) sebagai aplikasi teknologi GSM yang paling populer. Sejak pertama pengimplementasiannya sampai sekarang GSM telah dikembangkan dalam tiga kelompok yaitu GSM 900, 1800 dan 1900. Perbedaan ketiga kelompok tersebut adalah pada lokasi band frekuensi yang digunakan. GSM 900 menggunakan frekuensi 900 MHz sebagai 6
kanal transmisinya. GSM 1800 dan 1900 masing-masing menggunakan frekuensi 1800 dan 1900 MHz. Arsitektur Jaringan GSM Sebuah jaringan GSM dibangun dari beberapa komponen fungsional yang memiliki fungsi dan interface masing-masing yang spesifik. Secara umum jaringan GSM dapat dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu : 1. Mobile Station (MS) 2. Base Station Subsystem (BSS) 3. Network Subsystem (NSS) Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan GSM 2.1.1 MS (Mobile Station) MS merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan komunikasi. MS terdiri dari Mobile Equipment (ME) dan Subcriber Identity Module (SIM). ME merupakan terminal transmisi radio yang dilengkapi dengan International Mobile Equipment Identity (IMEI), sedangkan SIM berisi nomor identitas pelanggan untuk masuk ke jaringan operator GSM. 7
2.1.2 BSS (Base Station Subsystem) Dalam terminologi GSM, suatu BSS adalah gabungan sebuah BSC dan semua BTS yang dikontrolnya. BSS terdiri dari tiga perangkat yaitu : 2.1.2.1 BTS (Base Transceiver Station) BTS merupakan perangkat pemancar dan penerima yang menangani akses radio dan berinteraksi langsung dengan mobile station (MS) melalui air interface. BTS juga mengatur proses handover yang terjadi didalam BTS itu sendiri dan dimonitor oleh BSC. 2.1.2.2 BSC (Base Station Controller) BSC berfungsi untuk memonitor dan mengontrol sejumlah BTS. BSC juga merupakan interface antara BTS dengan MSC dan OMC. BSC juga mengendalikan beberapa BTS serta mengatur trafik yang datang dan pergi dari BSC menuju MSC atau BTS. BSC mengatur sumber radio dalam pemberian frekuensi untuk setiap BTS dan mengatur handover ketika mobile station melewati batas antar sel. 2.1.2.3 TCE (Transcoding Equipment) TCE berfungsi untuk mengkompres data atau suara keluaran dari MSC (64 Kbps) menjadi 16 Kbps ke arah BSC dan sebaliknya. Hal ini untuk effisiensi kanal transmisi. Dengan adanya TCE maka frekuensi radio dapat digunakan secara lebih efektif. Beberapa literature menyebutnya sebagai TRAU (Transcoder Rate Adaptation Unit). 2.1.3 Network Subsystem (NSS) Network Subsystem terdiri atas beberapa perangkat, yaitu : 2.1.3.1 Mobile Switching Center (MSC) MSC bertugas mengatur komunikasi antar pelanggan dan user jaringan telekomunikasi lainnya. MSC pada intinya adalah suatu peralatan switching. Fungsi utamanya adalah untuk koordinasi panggilan datang dari/ke pelanggan GSM termasuk fungsi call routing dan call control. Lebih spesifik fungsi ini bertanggung jawab atas pengalokasian dan pelepasan kanal radio melalui BSC beserta mekanisme location updating, 8
handover dari satu sel ke sel yang lainnya, serta interkoneksi dengan jaringan lain (ISDN/PSTN). 2.1.3.2 Home Location Register (HLR) HLR merupakan database yang berisi data pelanggan yang tetap suatu wilayah cakupan. Data-data tersebut antara lain, layanan pelanggan, service tambahan dan informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir. 2.1.3.3 Visitor Location Register (VLR) VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan yang melakukan mobile (roaming) dari area cakupan lain. 2.1.3.4 Authentication Center ( AuC ) AuC berisi data base yang bersifat rahasia yang disimpan dalam bentuk format kode untuk pengamanan dan pengontrolan penggunaan sistem seluler yang sah dan mencegah pelanggan yang melakukan kecurangan. 2.1.3.5 Equipment Identity Register (EIR) Merupakan data base terpusat yang berfungsi untuk validasi Internasional Mobile Equipment Identity (IMEI), yaitu nomor identitas pesawat GSM (handphone). Dalam mengakses jaringan, pesawat akan mengirim pesan permintaan akses disertai dengan nomor pesawat yang bersangkutan. Jaringan akan memberikan nomor ini bila nomor pesawat tersebut tidak terdaftar dalam EIR, maka akses ke jaringan akan dapat dilakukan. 2.2 LOCATION BASED SERVICE (LBS) Merupakan kemampuan untuk menemukan lokasi geografis dari sebuah peralatan bergerak serta menyediakan layanan berdasarkan informasi lokasi tersebut. LBS juga merupakan layanan bagi konsumen untuk menerima informasi tertentu atau iklan berdasarkan lokasi geografisnya. Para pebisnis dapat menyediakan informasi tentang lalu lintas, restoran, pejualan retail, travel atau lokasi ATM berdasarkan lokasi konsumen saat itu. Layanan ini dapat disediakan berdasarkan respon dari input manual konsumen akan informasi lokasinya. 9
Contoh macam-macam penggunaan Layanan LBS dapat dilihat sebagai berikut: 1. Melacak keberadaan anggota keluarga 2. Memberi informasi dan lokasi tindak kriminal (bagi kepolisian) Use Case Diagram for Crime Reporting Retrieving Use Case Diagram for Crime Information 3. Memberi Informasi dan Lokasi Restoran tertentu (Iklan) Gambar 2.2 Contoh Macam-Macam Penggunaan Layanan LBS 10
Konsep LBS LBS didefinisikan sebagai sebuah aplikasi yang mengirim informasi tertentu berdasarkan lokasi dimana dan kapan dibutuhkan. Pengguna dapat mengakses layanan ini via desktop, web browser, handphone, PDA, pager atau peralatan lainnya sesuai layanan yang menyediakan. Aplikasi yang bisa dibuat ada bermacam-macam antara lain: Tracking armada (seperti untuk perusahaan logistik atau pengiriman barang), mengirim berita darurat (seperti bila ada kejadian bencana alam), monitoring sensor (seperti bila ada lokasi area terlarang), dan lokasi customer untuk target marketing dan periklanan (seperti iklan lokasi pom bensin dan ATM atau mall terdekat). Hal-hal yang dibutuhkan untuk membuat sebuah teknologi LBS yang baik antara lain: a. Location or Positioning Lokasi atau posisi dari suatu object dapat dilacak melalui beberapa cara antara lain: 1. Manual (berdasarkan layanan asisten jalan (bisa telepon atau buku manual) contohnya digunakan pada layanan 911 di Amerika untuk situasi darurat) 2. Network Based Positioning (berdasarkan lokasi dalam jaringan yang berelasi dengan cell tertentu). 3. GPS (berdasarkan peralatan GPS) b. Geographic Data Penggambaran data berupa informasi geografis suatu area tertentu. c. Control Center Merupakan pusat manajemen dan penyebaran data lokasi untuk layanan informasi lokasi tertentu. d. Communication System Komunikasi memainkan peranan vital dalam LBS. Sistem komunikasi yang digunakan bisa beragam seperti: 1. Radio with dedicated channels 11
2. Cellular telephony (SMS) 3. Satellite Communication 2.3 CARA KERJA TELEPON SELULER Telepon seluler (Cell Phone) berkomunikasi dengan mengirimkan sinyal radio ke cell tower. Tiap-tiap cell tower memiliki range tertentu dimana ia dapat menerima sinyal radio. Range dari tiap cell tower overlap dengan tower lain sehingga pada saat user bergerak dari satu cell ke cell lain, maka tower akan meng-handover panggilan sehingga komunikasi tidak tersela/terganggu. Untuk jaringan seluler, jarak yang terbatas dari gelombang frekuensi tinggi biasanya menguntungkan karena ini berarti frekuensi yang sama dapat digunakan kembali pada lokasi yang berdekatan. Jika hanya terdapat satu tower untuk area yang luas, dan banyak pelanggan yang mencoba menggunakan gelombang frekuensi yang sama, maka lalu lintas komunikasi yang tinggi akan menyebabkan gangguan komunikasi. Tetapi karena jaringan telepon seluler menyediakan banyak tower yang melingkupi area yang kecil, maka akses komunikasi ke sejumlah pelanggan dapat diberikan, dan frekuensinya dapat dipakai kembali ketika telepon seluler handover dari satu tower ke tower lain. Kemampuan untuk menggunakan kembali frekuensi sangat membantu karena hanya terdapat sedikit frekuensi radio yang tersedia pada telepon seluler. Sebuah telepon seluler memiliki sirkuit yang menciptakan sebuah kode identitas unik yang digunakan untuk menemukan dan melacak telepon. Kode identitas ini diperlukan untuk mengkoordinatkan panggilan dari dan ke telepon, selain untuk pembayaran dari tiap panggilan. Karena telepon seluler pengguna mungkin saja bergerak dengan jarak tertentu selama melakukan panggilan, maka jaringan radio seluler harus mengatur panggilanpanggilan dari tempat menara yang berbeda-beda, ketika telepon bergerak keluar range dari satu tower kedalam range tower yang lain. 12
Cell-cell pada jaringan radio seluler mengacu pada area tercakup dari masing-masing menara yang menerima dan meneruskan panggilan dari telepon mobile/bergerak. Cell-cell tersebut disusun dalam sebuah pola tertentu, dan saling overlap sehingga sistem dapat mengatur pertambahan dalam mengantisipasi volume lalu lintas telepon. Fungsi-fungsi manajemen jaringan dilakukan oleh komputer pada fasilitas sentral yang dikenal sebagai Mobile Telephone Switching Office (MTSO), termasuk kemampuan untuk memperkirakan dan membandingkan kualitas transmisi antara single handset dan multiple tower. Fungsi ini sangat penting sehingga MTSO dapat memilih jalur transmisi terbaik antara telepon bergerak dan menara. Jalur yang optimal ini kemudian digunakan untuk melewatkan transmisi dari satu menara ke menara lain ketika telepon bergerak berjalan diantara cell-cell. Tiap menara cell dalam area tertentu terhubung dengan MTSO, dimana dalam gilirannya mempunyai jalur ke wire-based local exchange carrier yang mengatur panggilan telepon normal. Jalur antara MTSO dan perusahaan wire-based local telephone penting sekali untuk menghubungkan panggilan wireless dan wire-based. 2.4 APLIKASI PONSEL Teknologi Ponsel telah dilengkapi dengan sejumlah aplikasi untuk pengiriman pesan. Diantara aplikasi tersebut misalnya Short Message Service (SMS), Enhanced Message Service (EMS), dan Multimedia Message Service (MMS). Aplikasi untuk pengiriman pesan ini tampaknya terus mengalami perkembangan yang cukup pesat. Diantara sejumlah aplikasi ponsel untuk pengiriman pesan yang paling umum digunakan adalah SMS. Selain karena aplikasinya tersedia di semua jenis ponsel, SMS juga sangat mudah digunakan dan relatif murah biayanya. 13
2.4.1 Short Message Service (SMS) SMS merupakan aplikasi ponsel yang menyediakan layanan untuk mengirim dan menerima pesan pendek berupa angka,huruf dan beberapa symbol khusus yang disediakan oleh provider seluler. Aplikasi ini hanya terbatas pada pengiriman dan penerimaan data berupa teks dengan panjang pesan antara 120 160 huruf, ada juga yang sampai 765 huruf. Layanan SMS telah didukung oleh setiap telepon GSM maupun modem GSM. Selain itu, seiring dengan makin majunya teknologi, SMS tidak hanya dapat dikirim dari atau diterima oleh telepon selular saja, namun juga pada mesin faks atau alamat e-mail. Sebagai contoh, pada salah satu operator jaringan GSM di Indonesia, Indosat, SMS dapat dikirim dari alamat e-mail yang kemudian ditujukan ke telepon selular, dan sebaliknya, telepon selular dapat mengirimkan SMS ke alamat e-mail. Dengan demikian, SMS menjadi salah satu sarana pilihan yang memudahkan dalam berkomunikasi. 2.4.2 Karakteristik SMS Selain sebagai media untuk mengirim dan menerima pesan alfanumeris, SMS juga dapat digunakan sebagai pengangkut muatan biner (binary payload) dan mengimplementasikan tumpukan (stack) WAP lewat SMS Center (SMSC). SMS point to point menyediakan mekanisme untuk mengirimkan pesan pendek (short message) ke dan dari piranti bergerak. Layanan ini menggunakan SMSC yang bertindak sebagai sistem simpan dan terusan (store and forward) untuk pesan pendek. Jaringan wireless akan menangani pengiriman pesan pendek antara SMSC dan piranti bergerak. Ada beberapa karakteristik pesan SMS yang penting, yakni: Pesan SMS dijamin sampai atau tidak sama sekali, selayaknya email, sehingga jika terjadi kegagalan sistem, time out, atau hal lain yang menyebabkan pesan SMS tidak diterima, akan diberikan informasi (report) yang menyatakan bahwa pesan SMS gagal diterima. 14
Berbeda dengan fungsi call (pemanggilan), sekalipun saat mengirimkan SMS ponsel tujuan tidak aktif, bukan berarti pengiriman SMS akan gagal. Namun SMS akan masuk ke antrian dulu selama belum time out, SMS akan segera dikirimkan jika ponsel sudah aktif. Bandwith yang digunakan rendah. 2.4.3 Keuntungan SMS Pemanfaatan layanan SMS memberikan sejumlah keuntungan kepada para penggunanya, diantaranya pengiriman notifikasi dan peringatan (alert), penyampaian pesan yang terjamin, handal, mekanisme komunikasi dengan biaya rendah, kemampuan untuk menyaring pesan dan menanggapi panggilan secara selektif, serta meningkatnya produktifitas pelanggan. Selain keuntungan-keuntungan diatas, SMS juga memiliki fungsifungsi yang lebih kompleks sehingga dapat meningkatkan keuntungan pengguna, yaitu: pengiriman pesan ke beberapa pengguna handphone dalam satu waktu, dapat menerima informasi yang berbeda-beda, adanya e-mail, dapat membuat kelompok pengguna (user group), serta integrasi dengan aplikasi berbasis Internet dan data-data lainnya. Bagi penyedia layanan sendiri, SMS akan memberikan sejumlah keuntungan antara lain: menambah penghasilan rata-rata untuk setiap pengguna, sebagai alternatif untuk layanan pengiriman pesan alphanumerik yang mungkin akan menggantikan atau melengkapi layanan pengiriman pesan (paging) yang telah ada sebelumnya, perusahaan dapat mengakses data secara wireless, memperoleh pendapatan baru yang dihasilkan dari tambahan layanan seperti e-mail, voice mail, faks, integrasi aplikasi berbasis Web, dan lain-lain. Secara keseluruhan, SMS merupakan investasi yang cukup menguntungkan bagi penyedia jasa layanan. 15
2.4.4 Arsitektur Jaringan SMS Untuk mengimplementasikan SMSC, provider seluler menyediakan SMS Center (SMSC). Secara fisik SMSC dapat berwujud sebuah PC biasa yang mempunyai interkonektivitas dengan jaringan GSM. Salah satu implementasi SMSC Open Source adalah Kannel, yang digunakan untuk membangun WAP dan SMS Gateway. SMSC secara optional dapat terkoneksi dengan jaringan X.25 atau TCP/IP, sehingga bisa dibangun berbagai aplikasi internet yang mempunyai hubungan dengan jaringan GSM, sebagai coontoh email to SMS, SMS calendar remainder, dan sebagainya. SME HLR VLR SME SMSC SMC G/IW MSC SS7 MSC BSS SME SME Gambar 2.3 Arsitektur dan Elemen Jaringan SMS 2.4.4.1 Short Message Entities (SME) Short Message Entities (SME) adalah peralatan yang dapat menerima atau mengirim SMS. SME dapat berlokasi pada sebuah jaringan, stasiun HP, atau pusat layanan lainnya. 2.4.4.2 Short Message Service Center (SMSC) Pesan SMS yang dikirimkan kepada pengguna handphone harus melalui Short Message Service Center (SMSC). SMSC adalah perangkat lunak yang terletak di jaringan provider dan mengatur proses-proses, seperti 16
mengatur antrian pesan dan melakukan billing. Saat ini, beberapa provider menawarkan interface ke SMSC yang berbasis Web sehingga dapat mengirimkan SMS ke setiap handphone melalui Web. 2.4.4.3 SMS-Gateway / SMS-Interworking Mobile Switching Center SMS Gateway MSC (SMS-GMSC) adalah sebuah gateway MSC yang dapat menerima SMS. Gateway MSC adalah sebuah titik pada jaringan mobile yang berhubungan dengan jaringan lainnya. Ketika menerima SMS dari SMSC, GMSC menggunakan jaringan SS7 untuk bertanya mengenai posisi mobile station saat ini dari HLR (Home Location Register). 2.4.4.4 Home Location Register (HLR) Home Location Register (HLR) adalah database utama pada jaringan mobile. HLR menangani informasi layanan mobile dan informasi routing bagi pengguna, yaitu daerah (ditangani oleh MSC) dimana mobile device saat ini berada, sehingga GMSC dapat mengirimkan pesan kepada MSC yang benar. 2.4.4.5 Mobile Switching Center (MSC) Mobile Switching Center (MSC) adalah entitas pada jaringan GSM yang dapat melakukan koneksi diantara mobile station atau antara mobile station dan jaringan. 2.4.4.6 Visitor Location Register (VLR) Visitor Location Register (VLR) berhubungan dengan setiap MSC dan berisi informasi sementara mengenai mobile, seperti identifikasi mobile dan area dimana mobile saat ini berada. Dengan menggunakan informasi dari VLR ini, MSC dapat mengirimkan informasi (SMS) ke BSS (Base Station Subsystem) yang berhubungan. 2.4.4.7 Base Station Subsystem (BSS) Base Station Subsystem (BSS) terdiri dari Base Station Controller (BSC) dan Base Station Tranceiver (BTS), yang dapat mengirim dan menerima informasi (SMS) menuju dan dari mobile station. Informasi ini dilewatkan melalui saluran sinyal sehingga mobile dapat menerima pesan meskipun sedang digunakan untuk menelepon. 17
2.4.5 Elemen Layanan SMS terdiri dari beberapa elemen yang berhubungan dengan penerimaan dan pengiriman SMS, yaitu : 1. Waktu Validitas Waktu validitas menunjukkan berapa lama SMSC harus menyimpan SMS sebelum dikirimkan ke tujuan. 2. Prioritas Prioritas adalah elemen informasi yang disediakan oleh sebuah SME untuk menunjukkan prioritas pesan. Selain itu, SMS menyediakan sebuah time stamp yang memberikan keterangan mengenai waktu pengiriman SMS. 2.5 SMS GATEWAY Salah satu mode komunikasi yang handal saat ini adalah pesan pendek short messaging system (SMS). Implikasinya, salah satu model komunikasi data yang bisa dipakai adalah SMS. Artinya, SMS tersebut harus bisa melakukan transaksi dengan database. Untuk itu perlu dibangun sebuah sistem yang disebut sebagai SMS Gateway. Pada prinsipnya, SMS Gateway adalah sebuah perangkat lunak yang menggunakan bantuan komputer dan memanfaatkan teknologi seluler yang diintegrasikan guna mendistribusikan pesan-pesan yang di-generate lewat sistem informasi melalui media SMS yang di-handle oleh jaringan seluler. SMS Gateway berfungsi untuk menerima dan mengirim SMS dengan menggunakan terminal mobile (handphone) pada sebuah server. SMS Gateway harus terlebih dulu dikonfigurasi untuk merespon pesanpesan SMS secara otomatis. 18
Internet Gambar 2.4 Arsitektur SMS Gateway Ada 3 elemen dasar untuk membangun SMS Gateway yakni: 1. Komputer Komputer yang digunakan berupa server yang menyediakan layanan menerima, mengirim, dan mengolah pesan SMS. 2. Handphone Handphone merupakan peralatan mobile yang menyediakan interkoneksi ke jaringan GSM. 3. Internet Internet merupakan jaringan TCP/IP yang menyediakan interkoneksi antar komputer di dunia. 19