GSM & CDMA Wireless

M. Firzy AdhaSlamet MualifRahmat GozaliLina Sari Dewi

Pendahuluan• Di Eropa, pada awalnya GSM didesain untuk beroperasi pada frekuensi

900 Mhz. Pada frekuensi ini, frekuensi uplinks-nya digunakan frekuensi 890–915 MHz , sedangkan frekuensi downlinksnya menggunakan frekuensi 935–960 MHz.

• Bandwidth yang digunakan adalah 25 Mhz (915–890 = 960–935 = 25 Mhz), dan lebar kanal sebesar 200 Khz. Dari keduanya, maka didapatkan 125 kanal, dimana 124 kanal digunakan untuk suara dan satu kanal untuk sinyal.

• Pada perkembangannya, jumlah kanal 124 semakin tidak mencukupi dalam pemenuhan kebutuhan yang disebabkan pesatnya pertambahan jumlah pengguna.

• GSM di Eropa mencoba menggunakan tambahan frekuensi untuk GSM pada band frekuensi di range 1800 Mhz dengan frekuensi 1710-1785 Mhz sebagai frekuensi uplinks dan frekuensi 1805-1880 Mhz sebagai frekuensi downlinks.

• GSM dengan frekuensinya yang baru ini kemudian dikenal dengan sebutan GSM 1800, yang menyediakan bandwidth sebesar 75 Mhz (1880-1805 = 1785–1710 = 75 Mhz).

• Dengan lebar kanal yang tetap sama yaitu 200 Khz sama, pada saat GSM pada frekuensi 900 Mhz, maka pada GSM 1800 ini akan tersedia sebanyak 375 kanal.

3

• Global System for Mobile communications (sebelumnya : Groupe Spécial Mobile )

• Beroperasi pada frekuensi 900-MHz• GSM distandarisasi oleh “Groupe Spécial Mobile”.

– Eropa & Asia menerapkan GSM 900 dan GSM 1800. Sedangkan untuk US, GSM 1900

• Untuk dapat terhubung pada jaringan GSM, pemakai harus memiliki subscriber identification module (SIM) card.

• GSM 900 menyediakan 124 kanal full duplex, 25 MHz• GSM 1800 menyediakan 374 kanal full duplex, 25 MHz• Roaming technology: complete communication from anywhere

in world– Providers establish roaming areas: higher cost for users

when outside home area• GSM offers SMS service

Infrastruktur GSM

Struktur Jaringan GSM

SIM : subscriber identity module

Penjelasan• Network Switching Subsystem

– HLR (Home Location Register), merupakan database yang digunakan untuk manajemen dan penyimpanan subcriptions

– MSC (Mobile services Switching Center), melakukan fungsi telephone switching

– VLR (Visitor Location Register), database untuk memyimpan informasi mengenai subscribers yang diperlukan oleh MSC untuk melayani visiting subscribers

– AUC (Authentication Center), menyediakan fungsi authentikasi dan enkripsi

– EIR (Equipment Identity Register), merupakan database yang menyimpan informasi mengenai identitas mobile equipment (IMEI)

Penjelasan

• Base Station Subsystem– BSC (Base Station Controller), menyediakan fungsi

kontrol dan link antara MSC dan BTS– BTS (Base Transceiver Station), merupakan radio

equipment (transceiver dan antena). Sekelompok BTS dikontrol oleh satu BSC

• Mobile Station (MS)– Mobile Equipment (ME) => handset– Subscriber Identity Module (SIM) card,

merupakan card yang berisi informasi mengenai user subscription

Penjelasan blok diagram

• Sebuah ponsel mengirimkan data (voice) yang masuk kedalam saluran/kanal dan akan dipecah-pecah menjadi potongan yang kecil-kecil dan masuk kedalam saluran frekuensi yang terpisah-pisah,

• Kemudian paket data yang kecil-kecil tersebut akan disebarkan dengan kode yang unik dan hanya dapat diterima pada penerima yang mempunyai kesesuaian data yang akan diambil.

9

Physical Channel

• Metoda akses yang digunakan pada GSM: FDMA dan TDMA• Lebar satu kanal frekuensi : 200 kHz

– Masing-masing kanal dibagi ke dalam 8 timeslot• Jumlah user yang menggunakan satu kanal frekuensi bisa sampai 8

• Komunikasi dua arah diimplementasikan menggunakan teknik FDD (frequency-division duplex) dan pemisahan dalam sisi waktu– Duplex distance (jarak antar frekuensi transmisi):

• 45 MHz untuk frekuensi 900 Mhz dan 75 MHz untuk frekuensi 1800 MHz– Jaran antar timeslot untuk pemisahan dlm.sisi waktu adalah 3 timeslot

• Transmisi dilakukan 3 timeslot setelah penerimaan• FYI: Bandwidth GSM = 25 MHz

Layanan Data GSM• GPRS: General Packet Radio Service (2.5G)

– Layanan WAP dan MMS– Wireless access to packet data networks, e.g. to the Internet– Volume-based billing– Instant Messaging; Push to Talk– Data rate: 160 kbps (real: 30 – 70 kbps)– Packet data traffic channels (PDCHs)

• Transmit data packets (like SMS)• Always on connectivity

• EDGE: Enhanced Data rates for GSM Evolution (3G)– Data rate: 473,6 kbps (384) – 3G– Video service (VOIP) dan layanan multimedia lain

(streaming)

3 Class of Message Services of GSM/GPRS

• In GSM/GPRS network, conventional circuit switched services (speech, data, and SMS) and GPRS services can be used in parallel. Three classes are defined :– Class A mendukung GPRS dan GSM secara bersama-

sama (2on)– Class B mendukung GPRS dan GSM, namun hanya

aktif salah satu saja pada suatu saat– Class C mendukung GPRS dan GSM, namun harus di

switch secara manual

12

GSM Enhanced Data Services• Pada awalnya GSM hanya menawarkan transmisi data berkecepatan rendah

(9,6 Kbps)– Circuit-switching based

• Untuk memenuhi naiknya permintaan transmisi data dilahirkanlah:– Teknologi pengkodean kanal baru sehingga throughput user bisa

sampai 14,4 Kbps• User-user yang berdekatan dengan BS menggunakan pengkodean

ini sehingga bisa mencapai throughput 14,4 Kbps• User-user yang jauh dengan BS menggunakan teknologi

pengkodean yang semula sehingga throughputnya maksimum 9,6 Kbps (agar tidak terganggu interferensi)

– Teknologi High-speed Circuit-switched Data (HSCSD)• Throughput ditingkatkan dengan menggabungkan satu sampai

empat timeslot di dalam satu frekuensi carrier– Maximum user data rate = 4 × 14.4 Kbps = 57.6 Kbps.

– GPRS (General Packet Radio Service)• Packet-switching based• Implement new coding schemes• Data rate: 56 up to 114 Kbps

– Enhanced Data rate in GSM Evolution (EDGE)• Data rate: up to 384 Kbps• 2,5 G Technology

14

CDMA

• CDMA = Coded Division Multiple Access• Pada tahun 90-an, CDMA dipilih sebagai

standard seluler digital Amerika Serikat– Disebut narrowband CDMA (N-CDMA) atau

Interim Standard-95 (IS-95)

CDMA

• Dalam CDMA setiap pengguna menggunakan frekuensi yang sama dalam waktu bersamaan tetapi menggunakan sandi unik yang saling ortogonal.

• Pada jumlah pengguna yang besar, dalam bidang frekuensi yang diberikan akan ada banyak sinyal dari pengguna sehingga interferensi akan meningkat.

• kapasitas dan kualitas sistem dibatasi oleh daya interferens yang timbul pada lebar bidang frekuensi yang digunakan.

CDMA• CdmaOne: technologies and standards associated with CDMA

– Telecommunications Industry Association (TIA) and International Telecommunications Union (ITU) regulate standards

• Ada 2 standard:– Qualcomm memperkenalkan merk cdmaOne (CDMA 2G), dan

CDMA2000 (CDMA 3G): CDMA2000 1xEV– 3G Standard: W-CDMA

• Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) ~ Eropa/Jepang• Freedom of Mobile Multimedia Access (FOMA) ~ NTT DoCoMo dan

Vodafone• CDMA2000 is family of technology types

– CDMA 1xMC Similar to EDGE• 1xMC upgrades voice and data capacity

– CDMA 1xEV• Separates voice and data into two separate channels• 1xEV-DO: data only transmissions• 1xEV-DV: expands DO to handle voice

– CDMA 3xMC• Upgrade 1xMC to 3G networks• Similar to UMTS – voice and data

W-CDMA• W-CDMA protokol pengiriman berkecapatan

lebih tinggi yang digunakan di sistem FOMA (Freedom of Mobile Multimedia Access) Jepang dan sistem UMTS (sistem 3G) yang dirancang untuk menggantikan jaringan 2G GSM.

• W-CDMA adalah wideband spread-spectrum mobile air interface yang memanfaatkan metode CDMA untuk mencapai kecepatan lebih tinggi dan mendukung lebih banyak pemakai daripada pensinyalan TDMA dalam jaringan GSM.

• W-CDMA pesaing CDMA2000.

18

Prinsip kerja CDMA

Perbandingan

Kelebihan dan Kekurangan CDMA

Kelebihan dibanding GSM:1. Suara digital lebih jernih2. Kapasitas CDMA jauh lebih besar, untuk satu kanal 8 x

kapasitas AMPS dan 4 x kapasitas GSM sehingga investasi operator jauh lebih rendah.

3. Pada CDMAOne, kapasitas suara -yang dihitung dalam erlang- per sektor di BTS (base transceiver station) mencapai 52,5 erlang, pada GSM hanya 13,2 sampai 32,8 erlang.

4. CDMA juga menghadirkan berbagai aplikasi canggih semisal LBS (location based service) pemetaan, mobile Internet kecepatan tinggi, pesan multimedia, permainan (games), gambar, konferensi video, dan banyak lagi yang melebihi kemampuan GSM.

Kelemahan dibandingkan dengan GSM

- Luas cakupan BTS pada CDMA sangat tergantung dari berapa

pelanggan yang menggunakannya. Beda dengan GSM, berapa

pun yang menggunakan, cakupannya tetap.

- Cakupan CDMA (maksimal) sama dengan GSM, tergantung dari

berapa frekuensi yang digunakan. Makin kecil frekuensinya,

makin luas cakupannya. Kalau seluler, CDMA atau GSM,

menggunakan frekuensi 1900 MHz, cakupannya hanya sekitar 2

km, dengan 800 MHz bisa sampai 5-6 km. Namun, dengan 450

MHz, seperti yang digunakan PT Mobisel, bisa sampai 30 km,

bahkan hingga 120 km dengan antena khusus.

- GSM berkemampuan roaming. Pemilik GSM dapat

menggunakan ponsel di luar domisili atau operatornya, CDMA

belum mampu.

Terima Kasih