BAB II TEORI DASAR 2.1 GLOBAL SISTEM FOR MOBILE (GSM)

BAB II TEORI DASAR 2.1 GLOBAL SISTEM FOR MOBILE (GSM) Global Sistem For Mobile Communication (GSM) merupakan salah satu trend teknologi seluler yang paling banyak dipakai pada saat ini. GSM merupakan teknologi seluler generasi ke-2 (2G) yang menggunakan teknologi modulasi digital, menyediakan kapasitas lebih besar, kualitas suara dan sekuritas yang lebih baik jika dibandingkan teknologi-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. Pada awalnya teknologi ini dirancang pada frekuensi 90 MHz (GSM900). Pada perkembangan selanjutnya, teknologi GSM mulai dioperasikan pada frekuensi 18 MHz atau di sebut DCS1800. Global Sistem For Mobile Communication (GSM) mampu mentransmisikan voice dan data, namun bit ratenya masih kecil yaitu sekitar 9.6 kbps. Dimana dengan bit ratenya 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 kanal itu mutlak dimiliki oleh satu user. Konsep cell dikenalkan oleh Bell Laboratories di Amerika. Sistem selular yang pertama disebut AMPS (Advance Mobile Phone Service) berdiri tahun 1979 di Chicago, Illinois. Sementara di negara-negara Eropa utara terdapat jaringan NMT (Nordic Mobile Telephone) yang beroperasi di negara Skandinavia. Jaringan ini beroperasi di Swedia tahun 1981 kemudian di Norwegia, Denmark dan Finlandia. Kedua sistem ini kemudian banyak menjadi acuan untuk diterapkan di berbagai tempat di belahan dunia lainnya. 16

Pada saat ini negara-negara Eropa beroperasi lebih dari satu jaringan sel. Pada awal tahun 1980-an setelah NMT beroperasi dengan suksesnya timbul permasalahan di beberapa negara Eropa, sistem analog yang dipergunakan mempunyai beberapa keterbatasan, yaitu: 1. Potensi permintaan terhadap jasa komunikasi bergerak sangat besar, sementara kapasitasnya terbatas. 2. Perbedaan sistem yang beroperasi. Sebagai contoh, seorang pengguna TACS tidak bisa mengacu ke jaringan NMT, demikian pula sebaliknya. CEPT (Confre nce Europeene des Postes et Tellecomunication) sebagai salah satu lembaga telekomunikasi di Eropa yang beranggotakan lebih dari 20 negara setuju untuk membentuk suatu sistem komunikasi bergerak di Eropa pada frekuensi 900 MHz. kesepakatan ini kemudian dikenal dengan nama GSM (Group Special Mobile). GSM memberikan banyak keunggulan dibandingkan dengan sistem analog yang ada : a. Dapat melakukan International Roaming. b. Tidak terpaku kepada satu pemasok, sehingga tidak terjadi monopoli. c. Validitas pelanggan diperiksa sebelum hubungan pembicaraan terlaksana. d. Dengan fasilitas frekuensi hoping, tidak ada pihak ke tiga yang secara tidak sah dapat ikut mendengarkan pembicaraan. e. Kualitas suara yang lebih baik dan lebih peka. f. Kapasitas pelanggan yang lebih besar. 17

2.1.1 ARSITEKTUR JARINGAN GSM Sebuah jaringan GSM dapat dibagi menjadi empat bagian yaitu: Mobile Station (MS), Base Station Subsystem (BSS), Network and Switching Subsystem (NSS), dan Operation and Maintenance Subsystem (OSS). Gambar 2.1 berikut ini adalah gambar arsitekur jaringan GSM: Gambar 2.1 Arsitekur Jaringan GSM 2.1.1.1 Mobile Station (MS) MS merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. MS dilengkapi dengan sebuah smart card yang dikenal dengan SIM (Subscriber Identity Module) yang berisi nomor identitas pelanggan. 2.1.1.2 Base Station Subystem (BSS) Terdiri dari Base Station Controller dan Base Transceiver Station. Dimana fungsi BSS adalah mengontrol tiap-tiap BTS yang terhubung kepadanya. Sedangkan fungsi dari BTS hanya untuk berhubungan langsung dengan MS dan juga berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal 18

1. Base Transceiver Station (BTS) BTS merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio pada mobile station (MS). Dalam BTS terdapat kanal trafik yang digunakan untuk komunikasi. 2. Base Station Controller (BSC) BSC membawahi satu atau beberapa BTS serta mengatur trafik yang datang dan pergi dari BSC menuju MSC atau BTS. BSC mengelola sumber radio dalam pemberian frekuensi untuk setiap BTS dan mengatur handover ketika mobile station melewati batas antar sel. BSC juga bertanggung jawab untuk memelihara koneksi (hubungan radio) saat panggilan dan kepadatan lalulintas panggilan pada areanya dan meneruskannya ke Network Subsystem. 2.1.1.3 Network Sub System (NSS) Switcing Sub System Merupakan gabungan perangkat-perangkat yang saling terkait guna mendukung fungsi switching dan database pelanggan, terdiri dari beberapa bagian yaitu : 1. Mobile Switching Center (MSC) MSC adalah network element central dalam sebuah jaringan GSM. Semua hubungan (voice call/transfer data) yang dilakukan oleh mobile subscriber selalu menggunakan MSC sebagai pusat pembangunan hubungannya. Pada umumnya, MSC memiliki fungsi-fungsi sebagai berikut: Switching dan Call Routing : Sebuah MSC mengontrol proces pembangunan hubungan (call set up), mengontrol hubungan yang telah terbangun dan me-release call apabila hubungan telah selesai. Dalam hal ini MSC akan berkomunikasi dengan banyak network element lain seperti NE BSS, VAS, dan IN. MSC juga melakukan 19

fungsi routing call ke PLMN lain (operator seluler lain ataupun jaringan PSTN). Charging : untuk pelanggan pre-paid, MSC akan selalu berkomunikasi dengan IN yang melakukan fungsi online charging. Selain itu MSC juga akan mencatat semua informasi tentang sebuah call dalam bentuk CDR (Call Detail Record). Berkomunikasi dengan network element lainnya (HRL,VLR, IN, network element VAS, dan MSC lainnya) : MSC akan berkomunikasi dengan HLR dan VLR terutama dalam proces pembangungan hubungan (call set up), call routing (di HLR disimpan lokasi terakhir MS tujuan dan untuk merouting call tersebut ke MS yang sedang meng-cover MS tujuan, HLR akan meminta informasi routing ke MSC yang sedang meng-cover MS pemanggil) dan call release. MSC akan berhubungan dengan network element VAS seperti SMSC, MMSC, RBT server, dll. Dalam rangka process delivery content serviceservice VAS tersebut ke MS tujuan. MSC akan berhubungan dengan MSC lain dalam hal proces call setup (termasuk call routing), dan juga mengontrol process handover antar cell yang terletak pada 2 MSC yang berbeda. Mengontrol BSC yang terhubung dengannya : Sebuah MSC dapat terhubung dengan 1 BSC atau lebih. MSC akan mengontrol dan berkomunkasi dengan BSC dalam hal call setup, location update, handover inter MSC (handover antara 2 cell yang terdapat pada 2 BSC yang berbeda tapi masih dalam 1 MSC yang sama). 2. Home Location Register (HLR) HLR adalah network element yang berfungsi sebagai sebuah database untuk penyimpan semua data dan informasi mengenai pelanggan yang tersimpan secara permanen, dalam arti tidak tergantung pada posisi 20

pelanggan. HLR bertindak sebagai pusat informasi pelanggan yang setiap waktu akan diperlukan oleh VLR untuk merealisasi terjadinya komunikasi pembicaraan. VLR selalu berhubungan dengan HLR dan memberikan informasi posisi terakhir dimana pelanggan berada. Informasi lokasi ini akan diupdate apabila pelanggan berpindah dan memasuki coverage area suatu MSC yang baru. Informasi-informasi yang disimpan di HLR adalah : Identitas pelanggan (IMSI, MSISDN) Suplementary service pelanggan Informasi lokasi terakhir pelanggan Informasi Authentikasi pelanggan HLR juga akan selalu berkomunikasi dengan AuC dalam hal melakukan retrieving parameter authentikasi yang baru setiap saat sebelum segala jenis aktvitas pelanggan dilakukan. 3. Visitor Location Register (VLR) VLR berisi informasi yang merupakan duplikasi dari HLR dimana informasi tersebut merupakan informasi sementara yang akan tetap tampil selama subscriber tetap aktif dan berada pada area yang dicakup oleh VLR. VLR menyediakan database lokal sementara untuk subscriber dimana subscriber tersebut berada, walaupun bukan merupakan home system dari subscriber tersebut. Fungsi ini dapat mengurangi lama waktu yang dibutuhkan untuk mencari referensi database tersebut dalam home HLR. 4. Authentication Center (AuC) AUC merupakan sistem prosesor yang berfungsi sebagai authentication. Umumnya berlokasi sama dengan HLR dimana membutuhkan akses dan update secara kontiniu pada database subscriber yang terdapat pada sistem. Proses authentication umumnya akan dimulai pada saat subscriber mengakses sistem jaringan GSM. 21

5. Equipment Identity Register (EIR) EIR berisi database yang tersentralisasi untuk keperluan validasi dari International Mobile Equipment Identity (IMEI). Database ini akan memperhatikan semata-mata hanya pada perangkat keras MS dan bukan terhadap subscriber yang menggunakannya. 2.1.1.4 Operation and Support System (OSS) Operation and Support System (OSS) sering juga disebut dengan OMC (Operation and Maintenance Center) adalah sub system jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian dan maintenance perangkat (network element) GSM yang terhubung dengannya. Tiap-tiap network element mempunyai perangkat OMC-nya sendiri-sendiri, misalnya network element NSS mempunyai perangkat OMC sendiri, network element BSS mempunyai perangkat OMC sendiri, network element VAS juga memiliki perangkat OMC sendiri. Biasanya, di banyak operator semua perangkat OMC ini diletakan di dalam satu ruangan OMC yang terpusat. OMC pada umumnya memiliki fungsi-fungsi sebagai berikut : Fault Management : Memonitor keadaan/kondisi tiap-tiap network element yang terhubung dengannya. Dalam hal ini, OMC akan selalu menerima alarm dari network element yang menunjukan kondisi di network element yang dimonitor, apakah ada problem di network element atau tidak. Configuration Management : sebagai interface untuk melakukan/merubah configurasi network element yang terhubung dengannya. Performance Management : Berapa OMC ada yang dilengkapi juga dengan fungsi performance management, yaitu fungsi untuk memonitor performance dari network element yang terhubung dengannya 22

2.2 CODE DIVISION MULTIPLE ACESS (CDMA) Code Division Multiple Acess adalah teknologi berbasis spread spectrum yang mengizinkan banyak user menempati kanal radio yang sama. Dalam sistem CDMA tiap user menggunakan kode yang berbeda satu sama lain. Sehingga banyak receiver yang mengetahui kode tersebut untuk diambil datanya (dilakukan secara sinkron). Hal ini dimungkinkan karena cross correlation antar kode sangat kecil. Setiap data yang dipancarkan terlebih dahulu akan di tebar (spreding) sehingga memungkinkan adanya multiple access. 2.2.1 ARSITEKTUR JARINGAN CDMA Pada gambar 2.2 merupakan skema struktur jaringan CDMA secara umum terdiri dari : Gambar 2.2 Sistem Arsitektur CDMA a. User terminal, terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut : Fixed terminal 23

Portable / handled Membentuk dan memelihara dan memutuskan hubungan dengan Radio Network melalui antarmuka radio packet. Mengumpulkan data autentifikasi, autorisasi dan accouting yang diperlukan oleh AAA. b. Radio Access Network (RAN) terdiri dari beberapa komponen berikut 1. Base Transceiver Station (BTS) BTS bertanggung jawab untuk mengalokasikan daya digunakan oleh pelanggan serta berfungsi sebagai antarmuka yang menghubungkan jaringan CDMA dengan perangkat pelanggan. BTS terdiri dari perangkat radio yang digunakan untuk mengirimkan dan menerima sinyal CDMA. 2. Base Station Controller (BSC) BSC bertanggung jawab untuk mengontrol semua BTS yang berada di dalam daerah cakupannya serta mengatur rute paket data dari BTS ke PDSN atau sebaliknya serta trafik dari BTS ke MSC atau sebaliknya. 3. Packet Data Serving Network (PDSN) PSDN merupakan komponen baru yang terdapat dalam sistem seluler berbasis CDMA2000 1x yang bertujuan untuk mendukung layanan paket data. Fungsi PDSN antara lain untuk membentuk, memelihara dan memutuskan sesi point-to-point dengan pelanggan. 24

c. Circuit Core Network (CCN) CCN terdiri dari beberapa komponen berikut : 1. Mobile Switching Center (MSC) MSC diletakkan di pusat jaringan mobile communication dan juga bekerja dengan jaringan lain seperti PSTN, PLMN, dll 2. Home Location Register (HLR) HLR merupakan tempat yang berisi informasi pelanggan yang digabungkan dengan pengantar layanan paket data. Layanan informasi dari HLR diambil dalam Visitor Location Register (VLR) pada jaringan switch selama proses registrasi berhasil 3. Visitor Location Register (VLR) VLR secara temporari menyimpan dan mengontrol semua informasi dari Mobile Station (MS) yang berada pada area kontrol. Ketika pelanggan melakukan panggilan maka VLR mentransmit semua informasi yang berhubungan dari MSC. 4. Short Message Service Center (SMSC ) SMSC bertanggung jawab dalam penyampaian, penyimpanan dan pengajuan suatu pesan singkat. 5. Intelligent Short Message Service (ISMSC) ISMSC merupakan gateway untuk menyelenggarakan interworking dengan jaringan PSTN dan GSM. d. Packet Core Network (PCN) PCN terdiri dari beberapa komponen berikut : 1. Router berfungsi untuk merutekan paket data dari dan ke berbagai elemen jaringan yang terdapat pada jaringan CDMA serta bertanggung jawab untuk mengirimkan dan menerima paket data dari jaringan internal ke jairngan eksternal atau sebaliknya. 25

2. Fire Wall berfungsi untuk mengamankan jairngan terhadap akses dari luar. 3. Authentication Authorization and Accounting (AAA) fungsi untuk aunthentication bertalian dengan PPP dan hubungan mobile IP, melakukan autorisasi yaitu layanan profil dan kunci keamanan distribusi, manajement dan accounting untuk jaringan data dengan menggunakan Protocol Remote Access Dial in User Service (RADIUS) AAA server juga digunakan oleh PDSN untuk berhubungan dengan jaringan suara dari HLR dan VLR. 4. Home Agent berfungsi untuk menelusuri lokasi mobile station (MS) sekaligus mengecek apakah paket data telah diteruskan ke MS tersebut. 2.3 UNIVERSAL MOBILE TELEKOMUNICATION SYSTEM (UMTS) Universal Mobile Telecomunication System (UMTS) merupakan suatu evolusi dari GSM yang mendukung generasi ke tiga (3G) yang dirancang untuk memenuhi kebutuhan user tersebut dengan kecepatan akses mencapai 2 Mbps, UMTS digunakan standar sistem telekomunikasi generasi ketiga ber basis WCDMA yang dibangun diatas platform GSM, UMTS, WCDMA dapat bersama dengan memanfaatkan jairngan inti (core network) yang sama. 2.3.1 ARSITEKTUR JARINGAN UMTS Pada gambar 2.3 menunjukkan sistem kerja UMTS secara umum ada tiga bagian yang terpenting dari sistem arsitektur teknologi UMTS yaitu User Equipment (UE), UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN), dan Core Network (CN). 26

Gambar 2.3 Sistem Arsitektur UMTS 1. User Equipment (UE) User Equipment (UE) atau Mobile User (ME) merupakan ponsel dan SIM (Subcriber Identity Module ) Card yang disebut dengan USIM ( Universal SIM), USIM berisikan data spesifik pelanggan dan untuk keperluan autentifikasi pelanggan untuk bias masuk ke jaringan. 2. UMTS Radio Access Network (UTRAN) Link radio antara UTRAN dan UE disebut UTRA (UMTS Radio Access). Seperti yang terlihat pada gambar 2.3 UTRAN merupakan kumpulan beberapa RNS yang terdiri dari RNC dan Node B. Setiap node-node tersebut selalu dihubungkan dengan masing-masing interface yang berbeda. Interface antara core network dengan RNC adalah lups/lucs, sesame RNC menggunakan Iur antar RNC dengan Node B menggunakan Iub dan dari UTRAN ke UE mengunakan Uu. 3. Core Network (CN) Core Netwrok atau jaringan inti terdri dari Circuit Switch Domain (CS Domain), dan Packet Switch (PS). Circuit Switch terdiri dari Mobile 27

Switching Centre (MSC) server, Visitor Location Register (VLR), dan gateway MSC (GMSC). Packet switch terdiri dari Serving GPS Support Node (SGSN), dan Gateway GPRS Support Node (GGSN), Firewall, Border Gateway (BG), DNS Server, dan Charging Gateway, Beberapa elemen jaringan seperti EIR (Eguipment Identity Register), HLR (Home Location Register) dan AuC (Authentication Centre) merupakan bagian dari keduanya 28