BAB IV

NOKIA ULTRASITE EDGE BASE STATION PADA GSM 1800

4. ABSTRAKSI

Enhanced Data rate for Global Evolution (EDGE) merupakan pengembangan dari

jaringan GSM yang didesain untuk membagi sumber daya kanal radio secara

dinamis antara layanan packet service dengan layanan circuit switch GSM. Standar

EDGE menawarkan akses berbasis packet switch di mana sumber daya kanal fisik

yang ada akan dibagi secara efisien antara pemakai yang sedang aktif. Kanal

frekuensi yang ada diberikan kepada pelanggan hanya ketika diperlukan oleh user.

Dengan menggunakan teknologi ini sejumlah user akan membagi kanal radio

dengan mengadaptasikan kecepatan data masing-masing, sehingga kecepatan data

yang tinggi akan diperoleh ketika banyak sumber daya yang sedang tidak digunakan.

EDGE memberikan akses data rate mencapai 473.6 kbps, 3 kali jika

dibandingkan generasi sebelumnya (GPRS) dalam hal mengirimkan data secara

paket. Selain itu EDGE sangat mudah di implementasikan sehingga operator tidak

perlu membangun jaringan baru yang membutuhkan biaya yang sangat besar. Hal ini

dikarenakan EDGE hanya memperkenalkan teknik yaitu modulasi 8-PSK. Dengan

menerapkan EDGE sebagai solusi untuk memberikan akses data rate yang tinggi

dengan tidak membutuhkan biaya yang sangat besar guna menuju era komunikasi

generasi ketiga (3G).

Berangkat dari hal tersebut, maka pada tulisan ini menjelaskan tentang alokasi

EDAP dan korelasinya dengan kecepatan data.

35

4.2 Arsitektur EDGE.

Gambar 1. Arsitektur EDGE.

Pada gambar 1, terlihat arsitektur EDGE yang memiliki antarmuka yang sama

dengan GPRS. Arsitektur GPRS yang mengalami perubahan adalah pada BTS yakni

penambahan sistem modulasi perangkat pemancar dan penerima untuk modulasi 8-

PSK pada BTS lama sehingga BTS yang baru dapat melayani sistem EDGE/EGPRS

dan juga GSM/GPRS.

Pada BSC, untuk PCU terdapat penambahan software agar dapat berkomunikasi

dengan SGSN dan BTS. Serta peng-update-an software pada SGSN.

I.a. Struktur Frame EDGE.

Struktur frame EDGE dan jumlah timeslot tergantung implementasi dari operator.

Ada 2 macam struktur frame yang dapat digunakan, antara lain :

Alokasi dedicated timeslot EDGE (tipe ini digunakan oleh vendor nokia), yaitu

menempatkan timeslot dedicated EDGE yang khusus untuk data dan common atau

default timeslot yang dapat digunakan baik untuk suara atau data dimana jumlahnya

lebih besar daripada timeslot dedicated, sedangkan jumlah timeslot dedicated

tergantung aplikasi dari operator, terlihat pada gambar 2 berikut ini.

36

Gambar 2. Struktur Frame Dedicated EDGE

Ket : B = BCCH/CCCH timeslot untuk EDGE/GPRS/ GSM signaling

SD = SDCCH timeslot untuk GSM signaling

E = timeslot khusus EDGE

G = timeslot khusus GPRS

TCH = timeslot yang digunakan untuk circuit switch

Sharing/interleaving timeslot EDGE dan GPRS yaitu menempatkan timeslot

khusus untuk dipergunakan oleh EDGE dan GPRS. Apabila pada saat timeslot

tersebut dipakai oleh EDGE dan ingin digunakan juga oleh GPRS maka akan terjadi

sharing penggunaan timeslot,seperti terlihat pada gambar 3 dibawah ini.

Gambar 3. Struktur Frame sharing EDGE/GPRS.

E/G = timeslot sharing EDGE/GPRS

I.b. Modulation Coding Scheme (MCS).

EGPRS/EDGE memperkenalkan sembilan macam MCS, yaitu MCS-1 sampai

MCS-9,seperti tertulis pada Tabel 1. berikut ini :

37

Tabel 1. Modulation Coding Scheme pada EDGE.

Scheme Modulation

Maksimum

Throughput

per timeslot

(kbps)

MCS-9 8-PSK 59.2

MCS-8 8-PSK 54.4

MCS-7 8-PSK 44.8

MCS-6 8-PSK 29.6

MCS-5 8-PSK 22.4

MCS-4 GMSK 17.6

MCS-3 GMSK 14.8

MCS-2 GMSK 11.2

MCS-1 GMSK 8.8

Coding scheme yang baru ini dapat menghasilkan kecepatan data yang lebih

tinggi dari GPRS. Dimana dengan adanya EDGE, coding scheme yang dapat

digunakan sampai MCS-9 dengan yang sesuai dengan teori bitrate-nya mencapai

59,2 Kbps, sehingga bitrate maksimum yang dapat dicapai dengan alokasi delapan

timeslot sebesar 473,6 Kbps.

I.c. Link Adaptation EDGE.

Mekanisme LA EDGE hampir sama dengan LA GPRS yaitu berdasarkan kualitas

link yang dideteksi sepanjang waktu. Keputusan LA didasarkan pada laporan

pengukuran kanal oleh MS untuk downlink dan BTS untuk uplink. Kondisi radio

38

dalam hal ini harga CIR menentukan coding scheme yang tepat untuk digunakan.

Berbeda dengan GPRS, penggunaan MCS pada EDGE dapat berubah-ubah sesuai

dengan kondisi radionya atau dengan kata lain MCS dapat beradaptasi sesuai

kualitas linknya. Sistem ini dibuat untuk mengatasi masalah pada GPRS.

I.d. Incremental Redudancy (IR).

IR adalah mekanisme pengiriman data pada Air interface yang berulang-ulang

sampai data dapat didecodekan dengan benar. IR bertujuan untuk mengkoreksi

error, sehingga bisa meminimalkan kesalahan dan data yang dikirimkan agar bisa

cepat sampai.

4.3 Parameter Kualitas Jaringan.

4.3.1. Carrier to Interfernce Ratio (CIR).

Estimasi nilai CIR diperoleh dari pengukuran level sinyal yang diterima dari sel

yang melayani dan sel-sel yang berada disekitarnya. Mobile Station (MS)

melakukan pengukuran Broadcast Control Channel (BCCH) melaporkannya kepada

jaringan secara berkelanjutan dalam mode aktif. Hal ini merupakan fungsi dasar

standar GSM untuk mengetahui informasi path loss yang berguna dalam proses

handover

4.3.2. Throughput.

Throughput didefinisikan sebagai ukuran yang menyatakan banyaknya data atau

bit info yang diterima tanpa error dalam setiap satu sekon

Namun definisi yang dipergunakan dalam tugas akhir ini adalah user data

throughput. User data throughput adalah throughput sebenarnya yang dirasakan

atau diperoleh pengguna. Dapat dikatakan bahwa user throughput merupakan

throughput yang terukur pada layer aplikasi. Pada grafik 1. diperlihatkan

perbandingan antara throughput dengan CIR.

39

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25 30

MCS-1MCS-2MCS-3MCS-4MCS-5MCS-6MCS-7MCS-8MCS-9

Grafik 1. Kurva Perbandingan Throughput dengan CIR.

4.4 EDGE Dynamic Abis Pool (EDAP)

EDGE dynamic Abis pool adalah suatu pool yang terdiri dari sejumlah kanal

pada Abis resources yang dialokasikan sebagai tambahan untuk kanal EDGE. Abis

pool bersifat dinamik karena besarnya sub timeslot yang dialokasikan atau

dipergunakan dapat berubah-ubah bergantung pada kondisi link (CIR) dan MCS

pada saat transfer data terjadi. EDAP akan dipakai pada saat suatu sel memerlukan

tambahan alokasi kapasitas link transmisi Abis per TRX untuk EDGE, sehingga

dapat digunakan bagi semua user yang membutuhkan sambungan EDGE yang

berada dalam sel tersebut.

4.4.a. Abis Interface.

Abis Interface adalah interface yang menghubungkan BTS dengan BSC dimana

kinerjanya dikontrol oleh PCU. Standar Abis interaface terdiri dari kanal : TCH (trafik

channel), TRXSIG (TRX Signalling) dan OMUSIG atau BCFSIG.

4.4.b. Alokasi Statis Abis Interface.

40

Throughput (Kbps)

CIR (dB)

Pada gambar 4, terlihat mapping statis dari Abis interface untuk satu BTS. Satu

buah kanal trafik (16 Kbps) membutuhkan satu buah sub timeslot dalam satu kanal.

Dan satu frame atau satu TRX pada air interface terdiri dari 8 timeslot yang

direpresentasikan dalam Abis interface kedalam 8 sub-timeslot. Maka untuk satu

TRX dalam Abis memerlukan dua buah kanal E1. Jumlah maksimal TRX yang bisa

dialokasikan dalam satu buah E1 adalah 12 TRX. Satu kanal E1 (64 Kbps) terdiri dari

8 bit dimana dalam satu kanal tersebut dibagi menjadi 4 buah sub timeslot yang

masing-masing besarnya 16 Kbps (2 bit).

Gambar 4. Statis GSM/GPRS Abis Interface.

Ket : = TCH TRX atau sub timeslot trafik 16 Kbps

= 1 TRX dengan dua timeslot (masing-masing 64 Kbps)

= TRXSIG atau timeslot untuk signalling per1 TRX

= BCFSIG atau timeslot signalling untuk satu E1

Dalam Abis PCM, EDAP dialokasikan berdasarkan estimasi kebutuhan akan

throughput yang ingin dicapai untuk suatu sambungan data. Pada Abis PCM, alokasi

41

statis 16 Kbps per TCH masih akan tetap digunakan, baik untuk suara atau data.

Didalam suatu panggilan paket data, sub timeslot yang dialokasikan pada TRX

EDGE disebut kanal utama (master) Abis, dan apabila dibutuhkan, sistem dapat

menyediakan alokasi empat ekstra slave Abis sub timeslot untuk kanal master

tersebut dari dynamic pool. Pengalokasian permanen atau master sub timeslot dan

pool dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2. EDGE Coding Scheme untuk Transmisi Abis Interface (Fixed+Pool).

Radio timeslot untuk data GSM/GPRS dapat dialokasikan pada 1 sub timeslot 16

Kbps dalam Abis interface. Abis pool dapat dibagi dalam sambungan dasar untuk

meningkatkan kapasitas diatas 16 Kbps per timeslot, yaitu dengan mengalokasikan

ekstra slave sub timeslot sampai dengan 4. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada

gambar 5.

42

Gambar 5. Dynamic Abis Pool dalam Abis PCM.

Ket : TS 1-18 = alokasi statis PCM

= TRX trafik sub timeslot

= master sub timeslot

= kanal tambahan yang diambil dari Abis pool

= EDGE dynamic Abis pool

Persyaratan pada Abis Interface untuk EDGE .

Untuk mendapatkan data rate radio timeslot (RTSL) antara 8.8 sampai 59.2

kbps, pengalokasian Abis secara konvensional (16 Kbps), yang digunakan GPRS,

tidak lagi sesuai dalam transmision resouces dan alokasi Abis yang permanen untuk

sejumlah link akan sangat tidak fleksibel serta mahal.

Oleh karena itu dynamic Abis feature diperkenalkan untuk mendapatkan

optimalisasi dalam pengiriman data, dengan pemisahan Pulse Code Modulations

(PCM) dalam timeslot permanen yang digunakan untuk signalling dan voice serta

menyediakan sebuah dynamic pool untuk data.

43

Keutamaan dan Keterbatasan Dynamic Abis Pool.

EDAP hanya dipergunakan untuk transmisi paket data atau radio timeslot yang

membawa trafik GPRS atau EGPRS, karena hanya TRX EDGE yang bisa

menggunakan EDAP namun tidak dengan jenis TRX biasa. Dalam satu E1 jumlah

time slot maksimal yang dialokasikan untuk EDAP adalah 12 PCM timeslot.

Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada kasus berikut ini seperti terlihat pada

gambar 3. dengan konfigurasi BTS empat TRX per sector.

TS

Bits used in timeslot TS

Bits used in timeslot

1 3 5 7 1 3 5 7

0

link managemen

t 0

link managemen

t1 1 1 1 1 1 3 3 3 3

2 1 1 1 1sector 2 3 3 3 3

3 2 2 2 2 1 3 4 4 4 44 2 2 2 2 4 4 4 4 45 5 5 5 5 5 7 7 7 7

6 5 5 5 5sector 6 7 7 7 7

7 6 6 6 6 2 7 8 8 8 88 6 6 6 6 8 8 8 8 8

9 9 9 9 99

11

11

11

11

10

9 9 9 9sector

10

11

11

11

11

11

10

10

10

10 3

11

12

12

12

12

12

10

10

10

10

12

12

12

12

12

13

13

14

14

15

15

16

16

17

17

1 1

44

8 819

19

20

20

21

21

22

22

23

23

24

24

25

25

26

26

27

27

28

TRXSIG32/1

TRXSIG 32/2

28

TRXSIG 32/3TRXSIG 32/4

29

TRXSIG 32/5

TRXSIG 32/6

29

TRXSIG 32/7

TRXSIG 32/8

30

TRXSIG 32/9

TRXSIG 32/1

030

TRXSIG 32/1

1

TRXSIG 32/1

2

31

OMUSIG

31

Gambar 6. Abis interface setelah upgrading EDGE.

Keterangan :

45

Abis Pool 8 TSLsfor TRX 1,2,5,6,9,10

Dedicated EDGE Data Channel for EDGE

Common EDGE Signalling/ Controlling BTS

TCH Signalling Traffic Channel

Untuk konfigurasi 4/4/4 (terdapat 3 sektor dengan masing-masing 4 TRX)

diperlukan 24 kanal (64 Kbps), tetapi karena dengan adanya penggunaan EDAP

maka splitting E1 atau penambahan E1 yang baru diperlukan. EDAP memiliki

ketentuan yang penting yang harus diperhatikan, yaitu :

Abis pool ini dapat dibagi untuk sejumlah TRX dalam cabinet Base Station yang

sama, tetapi tidak dapat dibagi antara TRX pada cabinet yang berlainan

EDAP dapat dipetakan secara bebas asalkan tetap dalam satu PCM, sehingga

memungkinkan adanya beberapa pool dalam satu PCM tersebut

Untuk sub timeslot master dan slave (pool), harus diletakkan pada PCM yang

sama

Dan untuk timeslot penyusun pool tersebut harus saling berurutan

Timeslot trafik dan signaling termasuk EDAP harus berada dalam frame E1 yang

sama dan tidak dapat didistribusikan secara silang dengan E1 yang berbeda.

Dari gambar 6. dan ketentuan diatas, TRX EDGE dan EDAP diletakkan pada

E1 yang sama. Sedangkan untuk TRX GSM biasa di-splitting pada E1 yang lain.

Dedicated adalah subtimeslot dedicated khusus dan harus ada untuk data,

sedangkan default dapat dipergunakan untuk data ataupun suara berrgantung pada

jenis layanan yang banyak dipakai oleh user. Dedicated sub timeslot termasuk

dalam default. Abis pool dengan 6 timeslot memadai untuk kebutuhan 12 sub

timeslot data karena sifatnya yang dinamis yaitu bergantung pada kondisi link pada

46

saat hubungan data terjadi, dan dengan asumsi bahwa tidak semua user akan

melakukan transfer data pada saat yang bersamaan.

4.5 Pengaturan Dynamic Abis Pool.

Pengaturan dynamic Abis pool ini berfungsi karena :

EDAP berdasarkan penjadwalan TRX untuk EDGE

Pengaturan sumber daya (pada arah downlink, radio timeslot untuk MCS menjadi

terbatas apabila tidak cukup tersedia EDAP resources)

Untuk mengoptimalkan Abis maka pointer re-transmission digunakan untuk

retransmisi EDGE.

Penjadwalan Data Arah Downlink dengan EDAP.

Aliran data EDAP pada arah downlink pada EDAP terdapat dua contoh kasus

yang sering terjadi, yaitu :

VIII.1. No Need to Share Case.

Pada kasus ini, Abis memiliki EDAP resources yang cukup untuk digunakan

untuk semua frame dan permintaan MCS.

VIII.2. Sharing Case.

Karena EDAP resources dibagi untuk banyak timeslot EDGE, maka bukan tidak

mungkin menghadapi kondisi dimana EDAP resources yang tersedia tidak lagi

mampu mencukupi. Frame request TRX 1 tersedia 6 kanal EDGE yang aktif dengan

jumlah sub timeslot EDAP yang dibutuhkan lebih banyak daripada EDAP resources

yang tersedia.

47

Besarnya EDAP yang Dialokasikan.

EDAP adalah common resources yang dibagi secara dinamis oleh beberapa

TRX EDGE. Trafik data yang lebih banyak membutuhkan kanal aktif EDGE lebih

banyak, sehingga dibutuhkan pool yang lebih besar.

Pemodelan EDAP.

Dalam format dasarnya, besarnya probabiltas untuk harus membagi sumber

daya EDAP dapat dikalkulasi dengan adanya pengertian mengenai utilisasi dari radio

timeslot (RTSL), yaitu utilisasi dari kanal slave EDAP yang berkorespondensi dan

ukuran dari EDAP pool. Utilisasi yang dimaksud disini adalah besarnya prosentase

EDAP pool yang dialokasikan dari jumlah yang seharusnya disediakan untuk EDAP.

Utilisasi memiliki keterkaitan dengan faktor reduksi. Pada umumnya besarnya

utilisasi RTSL yang sering digunakan adalah 50 persen (50 %). Sebagai contoh

untuk 2 TRX dengan satu TRX khusus EDGE per sektor.

48