Sistem Komunikasi Bergerak

Pertemuan ke 2

Perlunya komunikasi sistem seluler Telekomunikasi : penyampaian informasi dari Tx ke Rx Komponen komunikasi :

Sumber informasi Terminal Media/jalur transmisi, dibedakan aras

Media fisik (wireline) : kabel, fiber optik Media non fisik (wireless/ sistem seluler) : udara bebas (gelombang radio)

Karakteristik wireline : Mobilatas pengguna terbatas Kapasitas sistem kecil (kecuali fiber optik) Ekpansi sistem memiliki kendala kondisi alam, teknologi)

Karakteristik wireless (seluler) : Mobilitas pengguna tidak terbatas Kapasitas sistem relatif besar Mudah untuk diekspansi

Komunikasi seluler dibedakan atas : Sistem Konvensional , karakteritiknya :

Daerah jangkauan luasDaya yang digunakan besarKapasitas sistem masih rendahModulsi analog (FM, bandwidth yang besar)Belum menggunakan handoffBelum terhubung ke jaringan public service

telephone network (PSTN)Untuk suara (voice)

SISTEM KONVENSIONAL

Karakteristik khusus :

•Cakupan (coverage) sebuah sel sangat luas

•Daya pancar antena Base Station (BS) besar

•Antena BS ditempatkan cukup tinggi

•Satu frekuensi digunakan oleh satu sel

Reinitiating call

F1

F2

Kelemahan

• Kapasitas kanal kecil

• Interferensi adjacent channel

• Daya pancar tidak efisien (boros)

• Mobile station (MS) yang pindah sel harus memulai

panggilan baru (reinitiating call)

Keuntungan

• Desain sistem dan infrastruktur sederhana

• Biaya awal cukup murah

Menggunakan Transmitter (Base Station) dengan tower yang tinggi dan daya pancar yang tinggi untuk coverage yang luas.

Pemancar ditempatkan pada posisi yang tinggi dengan jangkauan sampai 50 km lebih, seperti halnya Broadcast Televisi dan radio pemancar AM/FM.

Komunikasi seluler dibedakan atas :

Sistem Seluler Modern , karakteritiknya : Alokasi bandwidth kecil

Efisiensi pemakaian frekuensi tinggi, karena menggunakan frekuensi reuse

Modulasi digital

Daerah pelayanan dibagi atas daerah-daerah kecil yang disebut sel

Daya yang dipergunakan kecil

Memilik handoff

Efisiensi kanal tinggi,karena menggunakan multiple access, FDMA,TDMA,CDMA

Terhubung ke PSTN

SISTEM SELULAR

Karakteristik utama :

• Coverage sebuah sel kecil

• Daya pancar antena BS kecil

• Terjadi pengulangan frekuensi (frequency reuse)

• Pemecahan sel (cell splitting)

• Hand-off dan pengontrolan

terpusat

Sel SistemKonvensional

Sel SistemSelular

Menggunakan beberapa transmitter (Base Station) daya dan

ketinggian yang rendah untuk memberikan coverage yang terbatas.

Menggunakan sekelompok sel (Cluster) untuk membagi spektrum

frekuensi ke dalam kanal yang berbeda.

Cellular Telephone

Mobile Switching

Center (MSC)

BTS

Cell 1

Cell 2

Cell 3STO

Telepon rumah

Ke/dari STO lain

ke/dariMSC lain

BTS: base transceiver station

sebutan lain RBS: radio base station

12

Konsep Konvensional Konsep Selular

- High Power - Low Power

- Large Cell - Frekuensi Re-Use

- Reinitial panggilan - hand-off System

- Kapasitas terbatas - Kapasitas besar

- FDMA - TDMA/CDMA Omni Antena - Sectored /Omni Cell

Ilustrasi Jangkauan :

Pemancar dengan daya pancar 1 kilowatt pada frekuensi 450 MHz, antenna gain 10 dBi pada ketinggian tower 70 meter.

Asumsi mendekati free space loss: Redaman Lp = 32.45 + 20 log d [km] + 20 log f [MHz]

= 32.45 + 20 log d [km] + 53= 85.45 + 20 log d [km]

Bila sensitivitas penerima disyaratkan – 80 dBm untuk batas coverage dengan gain antena penerima 3 dBi, maka:

- 80 dBm = 30 dBm + Gt – Lp + Gr

- 80 dBm = 30 + 10 – 85.45 - 20 log d [km] + 3

d [km] = 1037.55/20= 75.4 km

Sistem seluler MSC (Mobile Switching Centre) : menghubungkan sistem

seluler dengan sistem wireline PSTN dan sebaliknya.

Perkembangan sistem seluler bertujuan untuk mendukung :1. Mobilitas pengguna (Personal Mobility)2. Mobilitas terminal (Terminal Mobility)3. Mobilitas manajemen (Management mobility)

dapat mendeteksi keberadaan pengguna dimana saja dan mendukung mobilitas pengguna serta mobilitas terminal

Komunikasi seluler diharapkan menjadi komunikasi “ Kapan saja, dimana saja dan dengan siapa saja”

Sistem seluler Teknologi pendukung, seperti :

Rangakain Integrasi (IC) : menghasilkan IC untuk prosesor dengan kecepatan yang sangat tinggi dan IC memory dengan yang kapasitas yang sangat besar

Power supply/baterai : umur kerja dari terminal menjadi lebih lama / panjang

Metoda akses : FDMA, TDMA dan CDMA, sehingga penggunaan kanal menjadi lebih efisien

Jaringan Inteligen (IN) : kegagalan akibat ruting dapat diperkecil

Antena, dengan smart antenna diperoleh gain dan diversity antena yang baik

Pengolahan sinyal digital : menghasilkan kualiatas sinyal yang baik

Perngakat lunak (software) : komunikasi lebih user-friendly

Sistem seluler Kecedrungan perkembangan peralatan

komunikasi seluler :

Peralatan menjadi lebih compact

Penampilan lebih user-friendly

Kapasitas sistem lebih besar

Kualitas informasi yang diterima lebih baik

Evolusi komunikasi seluler :paging

alat telekomunikasi pribadi untuk menyampaikan dan menerima pesan pendek

Ada tiga tipe pada sistem radio panggil (pager):

1.Radio panggil Numerik adalah tipe yang paling tidak rumit. Di dalamnya hanya tersedia urutan angka dan kode-kode. Satu arah

2.Radio panggil Alphanumerik, pada dasarnya sama dengan radio panggil numerik, tetapi kelebihannya terletak pada tersedianya tempat untuk memuat tulisan dan surat elektronik (e-mail) untuk mengirim pesan

3.Radio panggil Alphanumerik dua arah dapat mengirimkan pesan teks dengan hanya menggunakan tombol yang kecil.

Karakteristik : Kamunikasi satu arah (pada awalnya) Daya transmitter besar Antena transmitter tinggi pada fixed BS yang

memungkinkan :Kompleksitas rendahDaya yang dipakai rendahPesawat paging yang kecil menjadikan umur operasi

lama dengan batrai yang kecil

Sejarah paging Radio panggil ditemukan oleh Multitone Electronic

pada tahun 1956 di London Bermula beroperasi pada frekuensi AM, lalu pindah ke

pola FM sebelum datangnya telepon seluler, sistem radio

panggil digunakan sebagai pengganti untuk layanan telepon lokal maupun internasional.

Ada dua jenis jaringan radio paging On-site pagers

Cakupannya terbatas (bersifat lokal), misalnya pada lingkungan gedung atau rumah sakit

Wide-area pagers Cakupannya bisa seluruh pelosok negeri

Penggunaan radio paging menurun akibat hadirnya teknologi seluler yang memberikan layanan serupa tetapi dengan kualitas yang lebih baik dan bisa dua arah

Evolusi komunikasi seluler :Sistem Cordless Awalnya dikembangkan untuk pasar residential Wilayah cakupannya hanya bersifat lokal misalnya rumah

dan taman Hanya mendukung local mobility Penggunaan pada residential

Keuntungannya dibandingkan telepon biasa: handset merupakan handset wireless

BS dihubungkan ke saluran telepon yang ada Sistem yang banyak dipakai merupakan first generation

cordless phones (CT1) (analog)

Evolusi komunikasi seluler :Sistem Cordless Karakteristik :

Komunikasi dua arahMobilitas pengguna rendahDaerah jangkauan sempitDaya rendahHandoff tidak mendukung mobilitas pengguna

yang tinggi

Contoh cordless phones

23

Aplikasi Cordless Telephones Security Risks

Pembicaraan dapat disadap

Penanggulangan: menggunakan teknologi radio spread spectrum

24

Aplikasi Cordless Telephones Wireless Local Loop (WLL)

Layanan telepon tanpa kabelMenggunakan teknologi second

generation cordless telephone technology (CT2) (digital)

Kalah bersaing oleh murahnya biaya jaringan telepon seluler

Cordless corporate networkBeberapa teknologi

DECT (Digital European Telecommunications)

PACS (personal access communication system) Di USA

Evolusi komunikasi seluler :Sistem seluler Karakteristik seluler1. Mobilitas pengguna tinggi 2. Daerah jangkauan BS luas3. Daya relatif tinggi4. Handoff sangat mendukung mobilitas

pengguna yang tinggi

Perkembangan sistem komunikasi seluler

Th 1946 : Diawali dengan pemakain komunikasi bergerak oleh

kepolisian detroid, Amerika Komunikasi satu arah Daya transmisi besar Jangkauan BS jauh Alokasi frekuensu masih lebar Modulasi FM

Th 1960 : Bell sistem memperkenalkan “ Improved Mobile Telekphone

Service (IMTS) Full duplex Kapasita kecil Probabilitas bloking besar Efisiensi spektrum kecil

Ahir 1960 /awal 1970 an Diperkenalan sistem seluler yang pertama, dengan

pembagian daerah yang besar menjadi sel-sel Masih teknologi analog

1979 : diperkenalka standar komunikasi seluler generasi pertama yang disebut : “ U.S Advanced Mobile Phone Sistem (AMPS), analog, akses jamak FDMA

1980 : U.S Digital Cellular (USDC) , kapasitas leih besar 3 x AMPS, modulasi digital, menggunakan Speech coding,akses jamak TDMA

Diekmbangkan lagi untuk menaikan kapasitas dari TDMA menjadi Extended-TDMA(E-TDMA)

Dan sekarang banyak dikembangkan dan digunakan akses jamak CDMA yang terapkan pada IS-95, CDMA 2000, WCDA, dst

Perkembangan sistem komunikasi seluler

Perkembangan seluler dari geerasi ke generasi

Generasi 1 (1 G) masalah utama : modulasi analog AMPS : dikembangkan di USA, dipelopori motorola Informasi : analog Voice kanal : analog; Multiple akses : FDMA dengan mmodulasi FM Bandiwidth : U/L = 825,03 Mhz – 845,01 Mh D/L 870,03 – 890,01 Mhz Channel spcing U/l dan D/L = 45 Mhz Bandwidth per kanal 30 Khz TACS NMT C-450 NTT Japan