3G/UMTS/HSDPA/GPRS/HSUPA dan EVDO

1. Third-Generation Technology (3G)

3G (dibaca: triji) adalah singkatan dari istilah dalam bahasa Inggris: third-generation technology. Istilah ini umumnya digunakan mengacu kepada perkembangan teknologi telepon nirkabel (wireless).Sejarah.

Ada pun perkembangan teknologi nirkabel dapat dirangkum sebagai berikut:1) Generasi pertama: analog, kecepatan rendah (low-speed), cukup untuk suara.

Contoh: NMT (Nordic Mobile Telephone) dan AMPS (Analog Mobile Phone System)2) Generasi kedua: digital, kecepatan rendah – menengah. Contoh: GSM dan

CDMA2000 1xRTT3) Generasi ketiga: digital, kecepatan tinggi (high-speed), untuk pita lebar

(broadband). Contoh: W-CDMA (atau dikenal juga dengan UMTS) dan CDMA2000 1xEV-DO.

Antara generasi kedua dan generasi ke-3, sering disisipkan Generasi 2,5, yaitu digital, kecepatan menengah (hingga 150 Kbps). Teknologi yang masuk kategori 2,5G adalah layanan berbasis data seperti GPRS (General Packet Radio Service) & EDGE (Enhance Data rate for GSM Evolution) pada domain GSM dan PDN (Packet Data Network) pada domain CDMA.

DefinisiSecara umum, ITU-T, sebagaimana dikutip oleh FCC mendefinisikan 3G sebagai sebuah

solusi nirkabel yang bisa memberikan kecepatan akses:- Sebesar 144 Kbps untuk kondisi bergerak cepat (mobile).- Sebesar 384 Kbps untuk kondisi berjalan (pedestrian).- Sebesar 2 Mbps untuk kondisi statik di suatu tempat.

Teknologi 3GPada saat ini ada dua cabang dari pengembangan 3G, yaitu dari sisi GSM (Global

System for Mobile Communication)yang dipelopori oleh 3G Partnership Project dan CDMA (Code Division Multiple Access) yang dipelopori oleh 3G Partnership Project 2 (3GPP2). Kedua teknologi tidak kompatibel dan sesungguhnya saling berkompetisi.

Salah satu alasan mengapa layanan 3G dapat memberikan throughput yang lebih besar adalah karena penggunaan teknologi spektrum tersebar yang memungkinkan data masukan yang hendak ditransimisikan disebar di seluruh spektrum frekuensi. Selain mendapatkan pita lebar yang lebih besar, layanan berbasis spektrum tersebar jauh lebih aman daripada timeslot dan/atau frequency slot.

Jaringan 3G tidak merupakan upgrade dari 2G; operator 2G yang berafiliasi dengan 3GPP perlu untuk mengganti banyak komponen untuk bisa memberikan layanan 3G. Sedangkan operator 2G yang berafiliasi dengan teknologi 3GPP2 lebih mudah dalam upgrade ke 3G karena berbagai network element nya sudah didesain untuk ke arah layanan nirkabel pita lebar (broadband wireless). Layanan 3G juga telah digembar-gemborkan namun pada kenyataannya, banyak ditemui kegagalan. Negara Jepang dan Korea Selatan adalah contoh dimana layanan 3G berhasil. Hal ini sangat mungkin disebabkan oleh faktor:

1) Dukungan pemerintah. Pemerintah Jepang tidak mengenakan biaya di muka (upfront fee) atas penggunaan lisensi spektrum 3G atas operator-operator di Jepang (ada tiga operator: NTT Docomo, KDDI dan Vodafone). Sedangkan pemerintah Korea Selatan, walau pun mengenakan biaya di muka, memberikan insentif dan bantuan dalam pengembangan nirkabel pita lebar (Korea Selatan adalah negara yang menggunakan Cisco Gigabit Switch Router terbanyak di dunia) sebagai bagian dalam strategi pengembangan infrastruktur.

2) Kultur masyarakatnya. Layanan video call, yang diramal menjadi killer application tidak terlalu banyak digunakan di kedua negara tersebut. Namun, layanan seperti download music dan akses Internet sangat digemari. Operator seperti NTT Docomo (Jepang) memberikan layanan Chaku Uta untuk download music. Sedangkan di Korea, layanan web presence seperti Cyworld yang diberikan oleh SK Tel, sangat digemari. Dengan layanan ini, pelanggan bisa mengambil foto dari handset dan langsung memuatnya ke web portal miliknya di Cyworld. Layanan ini kemudian ditiru oleh Flickr dengan handset N73.

3) Keragaman layanan konten. Docomo dan SKTel tidak menggunakan WAP standar sebagai layanan konten nya. Docomo mengembangkan aplikasi browser yang disebut iMode, sedangkan SKTel mempunyai June dan Nate.

Evolusi Menuju 3GJaringan Telepon Telekomunikasi selular telah meningkat menuju penggunaan layanan

3G dari 1999 hingga 2010. Jepang adalah negara pertama yang memperkenalkan 3G secara nasional dan transisi menuju 3G di Jepang sudah dicapai pada tahun 2006. Setelah itu Korea menjadi pengadopsi jaringan 3G pertama dan transisi telah dicapai pada awal tahun 2004, memimpin dunia dalam bidang telekomunikasi.

Operator dan jaringan UMTS Pada tahun 2005, evolusi jaringan 3G sedang dijalankan untuk beberapa tahun dikarenakan kapasitas yang terbatas dari jaringan 2G yang ada. Jaringan 2G diciptakan dengan tujuan utama adalah data suara dan transmisi yang lambat. Dikarenakan cepatnya arus perubahan pada permintaan pengguna, kebutuhan akan nirkabel mereka tidak terpenuhi.

“2.5G” (Dan juga 2,75G) adalah teknologi seperti pelayanan data i-mode, telepon berkamera, pertukaran rangkaian data berkecepatan tinggi (atau disebut juga High-Speed Circuit-Switched Data atau disingkat HSCSD) dan Pelayanan paket radio umum (atau dikenal dengan General Packet Radio Service atau GPRS)diciptakan untuk menyediakan beberapa funsi utama seperti jaringan 3G, tapi tanpa transisi penuh ke jaringan 3G. Pelayanan-Pelayanan ini diciptakan untuk memperkenalkan kemungkinan dari penerapan teknologi nirkabel untuk pengguna dan penigkatan permintaan untuk pelayanan 3G.

Salah paham tentang 3GAda beberapa pemahaman yang salah tentang 3G di dalam masyarakat umum.1) Layanan 3G tidak bisa tanpa ada cakupan layanan 3G dari operator. Hanya membeli

sebuah handset 3G, tidak berarti bahwa layanan 3G dapat dinikmati. Handset dapat secara otomatis pindah ke jaringan 3G bila, pelanggan tidak menerima cakupan 3G. Sehingga bila seseorang sedang bergerak dan menggunakan layanan video call, kemudian terpaksa berpindah ke jaringan 2G, maka layanan video call akan putus.

2) Layanan 3G berada pada frekuensi 1.900 Mhz. ITU-T memang mendefinisikan layanan 3G untuk GSM pada frekuensi 1.900 Mhz dengan lebar pita sebesar 60 Mhz. Namun,

pada umumnya, teknologi berbasis CDMA2000 menggunakan spektrum di frekuensi 800 Mhz, atau yang biasa dikenal sebagai spektrum PCS (Personal Communication System).

2. Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)

UMTS (bahasa Inggris: Universal Mobile Telecommunications System) adalah salah satu teknologi telepon genggam 3G (generasi ke-3). Sekarang ini bentuk yang paling banyak digunakan adalah W-CDMA yang distandarisasi oleh 3GPP.

Untuk membedakan UMTS dari teknologi 3G lainnya, UMTS seringkali dipasarkan sebagai 3GSM, menekankan dasar 3G dari teknologi ini.

3. High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA)

High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) adalah sebuah protokol telepon genggam dan kadangkala disebut sebagai teknologi 3,5G. HSDPA fase pertama berkapasitas 4,1 Mbps. Kemudian menyusul fase 2 berkapasitas 11 Mbps dan kapasitas maksimal downlink peak data rate hingga mencapai 14 Mbit/s. Teknologi ini dikembangkan dari WCDMA sama seperti EV-DO mengembangkan CDMA2000. HSDPA memberikan jalur evolusi untuk jaringan Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) yang memungkinkan untuk penggunaan kapasitas data yang lebih besar (sampai 14,4 Mbit/detik arah turun).

HSDPA merupakan evolusi dari standar W-CDMA dan dirancang untuk meningkatkan kecepatan transfer data 5x lebih tinggi. HSDPA memdefinisikan sebuah saluran W-CDMa yang baru, yaitu high-speed downlink shared channel (HS-DSCH) yang cara operasinya berbeda dengan saluran W-CDMA yang ada sekarang. Hingga kini penggunaan teknologi HSDPA hanya pada komunikasi arah bawah menuju telepon genggam.Kecepatan unduh datanya :

- Di lingkungan perumahan teknologi ini dapat melakukan unduh data hingga berkecepatan 3,7 Mbps.

- Dalam keadaan bergerak seseorang yang sedang berkendaraan di jalan tol berkecepatan 100 km/jam dapat mengakses internet berkecepatan 1,2 Mbps.

- Di lingkungan perkantoran yang padat pengguna dapat menikmati streaming video dengan perkiraan kecepatan 300 Kbps.

Kelebihan HSDPAKelebihan HSDPA adalah mengurangi tertundanya pengunduhan data (delay) dan

memberikan umpan balik yang lebih cepat saat pengguna menggunakan aplikasi interaktif seperti mobile office atau akses Internet kecepatan tinggi untuk penggunaan fasilitas permainan atau mengunduh audio dan video. Kelebihan lain HSDPA, meningkatkan kapasitas sistim tanpa memerlukan spektrum frekuensi tambahan. Hal ini menyebabkan berkurangnya biaya layanan mobile data secara signifikan.

4. General Packet Radio Service (GPRS)

GPRS (singkatan bahasa Inggris: General Packet Radio Service, GPRS) adalah suatu teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat jika

dibandingkan dengan penggunaan teknologi Circuit Switch Data atau CSD. Sering disebut pula dengan teknologi 2,5G

Sistem GPRS dapat digunakan untuk transfer data (dalam bentuk paket data) yang berkaitan dengan e-mail, data gambar (MMS), dan penelusuran (browsing) internet. Layanan GPRS dipasang pada jenis ponsel tipe GSM dan IS-136, walaupun jaringan GPRS saat ini terpisah dari GSM.

GPRS merupakan sistem transmisi berbasis paket untuk GSM yang menggunakan prinsip ‘tunnelling’. Ia menawarkan laju data yang lebih tinggi. Laju datanya secara kasar sampai 160 kbps dibandingkan dengan 9,6kbps yang dapat disediakan oleh rangkaian tersakelar GSM. Kanal-kanal radio ganda dapat dialokasikan bagi seorang pengguna dan kanal yang sama dapat pula digunakan secara berbagi (‘sharing’) di antara beberapa pengguna sehingga menjadi sangat efisien.

Dari segi biaya, pentarifan diharapkan hanya mengacu pada volume penggunaan. Penggunanya ditarik biaya dalam kaitannya dengan banyaknya byte yang dikirim atau diterima, tanpa memperdulikan panggilan, dengan demikian dimungkinkan GPRS akan menjadi lebih cenderung dipilih oleh pelanggan untuk mengaksesnya daripada layanan-layanan IP.

GPRS merupakan teknologi baru yang memungkinkan para operator jaringan komunikasi bergerak menawarkan layanan data dengan laju bit yang lebih tinggi dengan tarif rendah ,sehingga membuat layanan data menjadi menarik bagi pasar massal. Para operator jaringan komunikasi bergerak di luar negeri kini melihat GPRS sebagai kunci untuk mengembangkan pasar komunikasi bergerak menjadi pesaing baru di lahan yang pernah menjadi milik jaringan kabel, yakni layanan internet. Kondisi ini dimungkinkan karena ledakan penggunaan internet melalui jaringan kabel (telepon) dapat pula dilakukan melalui jaringan bergerak. Sebagai gambaran kecil, layanan bergerak yang kini menjadi sukses di pasar (bagi operator di manca negara) misalnya adalah, laporan cuaca, pemesanan makanan, berita olah raga sampai ke informasi seperti berita-berita penting harian.

Dalam teorinya GPRS menjanjikan kecepatan mulai dari 56 kbps sampai 115 kbps, sehingga memungkinkan akses internet, pengiriman data multimedia ke komputer, notebook dan handheld computer. Namun, dalam implementasinya, hal tersebut sangat tergantung faktor-faktor sebagai berikut:- Konfigurasi dan alokasi time slot pada level BTS- Software yang dipergunakan- Dukungan fitur dan aplikasi ponsel yang digunakan

Ini menjelaskan mengapa pada saat-saat tertentu dan di lokasi tertentu akses GPRS terasa lambat, bahkan lebih lambat dari akses CSD yang memiliki kecepatan 9,6 kbps.

Komponen UtamaKomponen-komponen utama jaringan GPRS adalah :- GGSN (Gateway GPRS Support Node): gerbang penghubung jaringan GPRS ke jaringan

internet. Fungsi dari komponen ini adalah sebagai interface ke PDN (Public Data Network), information routing, network screening, user screening, address mapping.

- SGSN (Serving GPRS Support Node): gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS. Komponen ini berfungsi untuk mengantarkan paket data ke MS, update pelanggan ke HLR, registrasi pelanggan baru.

- PCU : komponen di level BSS yang menghubungkan terminal ke jaringan GPRS

Cara Kerja GPRSSGSN bertugas : 1. Mengirim paket ke Mobile Station (MS) dalam satu area2. Mengirim sejumlah pertanyaan ke HLR untuk memperoleh profile data pelanggan GPRS

(management mobility)3. Mendeteksi MS-GPRS yang baru dalam suatu area servis yang menjadi tanggung

jawabnya (location management)4. SGSN dihubungkan ke BSS pada GSM dengan koneksi Frame Relay melalui PCU (Packet

Control Unit) di dalam BSC

GGSN bertugas :1. Sebagai interface ke jaringan IP external seperti : public internet atau mobile service

provider2. Meng-update informasi routing dari PDU ( Protokol Data Units ) ke SGSN.

GPRS menggunakan sistem komunikasi packet switch sebagai cara untuk mentransmisikan datanya. Packet switch adalah sebuah sistem di mana data yang akan ditransmisikan dibagi menjadi bagian-bagian kecil (paket) lalu ditransmisikan dan diubah kembali menjadi data semula. Sistem ini dapat mentransmisikan ribuan bahkan jutaan paket per detik. Transmisi dilakukan melalui PLMN (Public Land Mobile Network) dengan menggunakan IP backbone. Karena memungkinkan untuk pemakaian kanal transmisi secara bersamaan oleh pengguna lain maka biaya akses GPRS, secara teori, lebih murah daripada biaya akses CSD.

GPRS didesain untuk menyediakan layanan transfer packet data pada jaringan GSM dengan kecepatan yang lebih baik dari GSM. Kecepatan yang lebih baik ini didapat dengan menggunakan coding scheme (CS) yang berbeda dari GSM.

5. High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA)

High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA) adalah protokol telepon genggam 3G dalam keluarga HSPA dengan kecepatan unggah/"uplink" hingga 5.76 Mbit/s. Nama HSUPA diciptakan oleh Nokia. 3GPP tidak mensupport istilah 'HSUPA', sebagai gantinya digunakan istilah Enhanced Uplink (EUL).[1]

Spesifikasi HSUPA termasuk dalam Universal Mobile Telecommunications System rilis ke 6 standard yang dipublikasikan oleh 3GPP. – "The technical purpose of the Enhanced Uplink feature is to improve the performance of uplink dedicated transport channels, i.e. to increase capacity and throughput and reduce delay."

HSUPA memakai sebuah unggah enhanced dedicated channel (E-DCH) yang mengimplementasikan metode link adaptation serupa dengan yang digunakan oleh HSDPA, yakni:

shorter Transmission Time Interval enabling faster link adaptation;HARQ (hybrid ARQ) with incremental redundancy making retransmissions more

effective.Mirip-mirip dengan HSDPA, HSUPA menggunakan packet scheduler, tapi beroperasinya

berdasarkan prinsip request-grant dimana UEs meminta ijin untuk mengirim data dan scheduler (penjadwal) memutuskan kapan dan seberapa banyak UE yang diperbolehkan mengirimkan data. Permintaan untuk mentransmit data berisikan status dari buffer

transmisi dan antrian di UE, juga ketersediaan margin dayanya. Bagaimanapun, tidak seperti HSDPA, transmisi uplink tidak ortogonal satu dengan yang lainnya.

Tambahan untuk mode transmisi scheduled ini, standarnya juga mengijinkan adanya mode transmit mandiri/"self-initiated" dari UE-UE yang ada, tercatat sebagai non-scheduled. Mode non-scheduled, sebagai contoh bisa digunakan untuk layanan VoIP bahkan disaat "reduced TTI" dan [Node B] berbasis "scheduler" tak mampu menyediakan waktu tunda yang sangat pendek, serta bandwidth konstan yang dibutuhkan.

Masing-masing alur MAC-d (misal alur QoS) dikonfigurasi untuk menggunakan entah itu mode scheduled ataupun non-scheduled. modes; the UE adjusts the data rate for scheduled and non-scheduled flows independently. The maximum data rate of each Alur Non-scheduled pada saat "call setup", dan tipikalnya tak berubah terlalu sering. Daya yang digunakan oleh alur-alur scheduled dikontrol secara dinamis oleh [Node B] melalui "absolute grant" (terdiri atas nilai aktual) dan pesan-pesan "relative grant"(terdiri atas single up/down bit).

Pada "Layer" 1, HSUPA memperkenalkan kanal fisik baru E-AGCH (Access Grant Channel), E-DCH Relative Grant Channel, F-DPCH (Fractional-DPCH), E-HICH (E-DCH Hybrid ARQ Indicator Channel), E-DPCCH (E-DCH Dedicated Physical Control Channel) dan E-DPDCH (E-DCH Dedicated Physical Data Channel).

E-DPDCH digunakan untuk membawah E-DCH "Transport Channel"; dan E-DPCCH digunakan untuk membawa informasi kontrol yang diasosiasikan dengan E-DCH.

6. EVDO

EVDO, juga dikenal dengan EV-DO, 1xEvDO dan 1xEV-DO merupakan sebuah standart pada wireless broadband berkecepatan tinggi. EVDO adalah singkatan dari "Evolution, Data Only" atau "Evolution, Data optimized". Istilah resminya dikeluarkan oleh Assosiasi Industri Telekomunikasi yaitu CDMA2000, merupakan interface data berkecepatan tinggi pada media udara. EVDO satu dari dua macam standar utama wireless Generasi ke-3 atau 3G. adapun standart yang lainnya adalah W-CDMA.

LATAR BELAKANG3G desain untuk meningkatkan kecepatan data maupun voice dengan memanfaatkan

jaringan telepon seluler yang telah ada. Dimana, kendala utama untuk menerapkan jaringan nirkabel berkecepatan tinggi adalah minimnya bandwidth, atau range frekuensi yang dapat dipakai. Dengan banyaknya frekuensi radio yang dapat ditekan/dirampingkan pada gelombang FM, maka tidak terlalu banyak data yang bisa memnfaatkan bandwidt tersebut. EVDO yang mengembangkan teknologi yang dikembangkan oleh Qualcomm dapat memecahkan masalah ini.

CARA KERJACDMA, Coded Division Multiple Access, menggunakan metode matematis untuk dapat

melewatkan multiple wireless devices untuk mengirim data secara bersamaan pada frekuensi yang sama. Setiap perangkat, seperti telepon seluler, ditandai dengan tanda unik matematis. Tanda Unik tersebut diterapkan pada sinyal asli dan dikirim sebagai sinyal modified. Penerima juga menerapkan invers tanda matematika dari sinyal kirim untuk mendapatkan sinyal asli.

Jaringan Nirkabel dulunya memanfaatkan sebuah penghalang antara pengirim dan penerima, seperti kebanyakan telepon tradisional. EVDO, sebagai penggantinya mengadopsi pendekatan yang sama untuk untuk internet. IP, Internet Protocol, memecah data pada pada pecahan kecil yang kemudian disebut paket. Tiap paket dikirim secara independen terhadap Paket yang lain. Tentu hal ini akan mengirit bandwidth yang memungkinkan dipakai oleh perangkat lain; ketika tak ada percakapan telepon pastinya juga tidak ada paket yang lewat karena tidak ada paket yang dikirim. atau ketika sebuah web site diakses, tidak akan ada bandwidth yang dipakai sampai site tersebut mulai mengirim web pages.

Secara teori EVDO mampu melewatkan 2.4 megabits per second. Tentu saja ini lebih cepat dari DSL dan broadband cable yang ada. Pada sebuah video conference di Amerika, yang digunakan oleh seseorang yang berada didalam kendaraan pada kecepatan 60 mil/jam (90km/jam), sedangkan pada demo yang lain sebuah telepon dicoba dari sebuah bullet train yang bergerak melebihi 150 mil/jam (240 km/jam).

Kelebihan EVDO dibandingkan CDMA biasa, tentu lebih mengirit spektrum frekuensi dari regulator dan amat mahal pastinya, menurunkan biaya pengembangan dan memanfaatkan jaringan baru. di amerika EVDO dipakai oleh Verizon dan Sprint,di Korea Juga digunakan. Saat artikel ini dibuat EVDO tidak terlalu berpengaruh di pasar Eropa dan Sebagian besar Asia karena di Wilayah tersebut telah memilih 3G sebagai pilihan mereka. Namun Demikian di Indonesia telah ada beberapa operator yang memakai teknologi EVDO.