Global System For Mobile
Communication (GSM). Sebelum
membahas lebih dalam mengenai teknologi GSM, ada baiknya jika Anda mengerti
terlebih dahulu sistem pengiriman dan penerimaan data dalam jaringan digital,
khususnya dalam dunia komunikasi. Semua data yang
dikirim maupun diterima dalam jaringan ini harus dalam bentuk digital. Hal yang
sama juga berlaku untuk suara yang dikeluarkan dan diterima oleh penelepon saat
berkomunikasi. Suara yang dikirimkan oleh penelepon akan diterima oleh
microphone pada ponsel. Selanjutnya, suara ini akan diubah menjadi bentuk
digital dan dikirimkan melalui gelombang radio ke Base Transceiver Station
(BTS) milik operator yang digunakan. BTS inilah yang menerima data dan ponsel
yang digunakan tadi dan meneruskannya (switching) ke BTS tujuan. Dan BTS tujuan
ini, data selanjutnya akan dikirimkan ke ponsel tujuan yang seharusnya menerima
panggilan tersebut. Tentu saja, ponsel penerima akan mengubah data digital yang
diterima menjadi bentuk suara agar bisa didengar oleh penerima. Prinsip umum
ini berlaku pada semua sistem digital, baik GSM maupun CDMA. Namun, detail
prinsip kerja dan kedua sistem digital tersebut tidaklah sama.
Pengertian GSM
Global
System for Mobile Communication disingkat GSM adalah sebuah
teknologi komunikasi selular yang bersifat digital.
Teknologi GSM banyak diterapkan pada komunikasi bergerak, khususnya telepon genggam. Teknologi ini memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang dibagi berdasarkan
waktu, sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai pada tujuan. GSM
dijadikan standar global untuk komunikasi
selular sekaligus sebagai teknologi selular yang paling banyak digunakan orang di seluruh dunia.
Sejarah dan
perkembangan GSM
Teknologi komunikasi selular sebenarnya sudah berkembang
dan banyak digunakan pada awal tahun 1980-an,
diantaranya sistem C-NET yang dikembangkan di Jerman dan
Portugal oleh Siemens,
sistem RC-2000 yang dikembangkan di Prancis,
sistem NMT yang dikembangkan di Belanda dan
Skandinavia oleh Ericsson,
serta sistem TACS yang beroperasi di Inggris.
Namun teknologinya yang masih analog membuat sistem yang digunakan bersifat regional sehingga sistem antara negara satu dengan yang lain
tidak saling kompatibel dan menyebabkan mobilitas pengguna terbatas pada suatu
area sistem teknologi tertentu saja (tidak bisa melakukan roaming antar negara).
Teknologi analog
yang berkembang, semakin tidak sesuai dengan perkembangan masyarakat Eropa yang
semakin dinamis, maka untuk mengatasi keterbatasannya, negara-negara Eropa membentuk
sebuah organisasi pada tahun 1982
yang bertujuan untuk menentukan standar-standar komunikasi selular yang dapat
digunakan di semua negara Eropa. Organisasi ini
dinamakan Group Special Mobile (GSM). Organisasi ini memelopori munculnya teknologi digital
selular yang kemudian dikenal dengan nama Global
System for Mobile Communication atau GSM.
GSM muncul pada
pertengahan 1991 dan akhirnya dijadikan standar telekomunikasi selular
untuk seluruh Eropa oleh ETSI (European
Telecomunication Standard Institute). Pengoperasian GSM secara komersil
baru dapat dimulai pada awal kuartal terakhir 1992
karena GSM merupakan teknologi yang kompleks dan butuh pengkajian yang mendalam
untuk bisa dijadikan standar. Pada September 1992,
standar type approval untuk handphone disepakati dengan mempertimbangkan dan
memasukkan puluhan item pengujian
dalam memproduksi GSM. Pada awal pengoperasiannya, GSM telah mengantisipasi
perkembangan jumlah penggunanya yang sangat pesat dan arah pelayanan per area
yang tinggi, sehingga arah perkembangan teknologi GSM adalah DCS (Digital Cellular System) pada alokasi
frekuensi 1800 Mhz. Dengan
frekuensi tersebut, akan dicapai kapasitas pelanggan yang semakin besar per
satuan sel. Selain itu, dengan luas sel yang semakin kecil akan dapat
menurunkan kekuatan daya pancar handphone, sehingga bahaya radiasi yang timbul terhadap organ kepala akan dapat di kurangi.
Pemakaian GSM kemudian meluas ke Asia dan Amerika, termasuk Indonesia.
Indonesia awalnya menggunakan sistem telepon selular analog yang bernama AMPS (Advances Mobile Phone System) dan
NMT (Nordic Mobile Telephone).
Namun dengan hadir dan dijadikannnya standar sistem komunikasi selular membuat
sistem analog perlahan menghilang, tidak hanya di Indonesia, tapi juga di Eropa.
Pengguna GSM pun semakin lama semakin bertambah. Pada akhir tahun 2005,
pelanggan GSM di dunia telah mencapai 1,5 triliun pelanggan. Akhirnya GSM
tumbuh dan berkembang sebagai sistem telekomunikasi seluler yang paling banyak
digunakan di seluruh dunia
Spesifikasi
teknis GSM
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. Bandwith yang
digunakan adalah 25 Mhz (915–80 = 960–35 = 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. Untuk memenuhi kebutuhan kanal
yang lebih banyak, maka regulator 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. Di Eropa, standar-standar GSM kemudian juga digunakan untuk
komunikasi railway,
yang kemudian dikenal dengan nama GSM-R.
Arsitektur
jaringan GSM
Secara
bersama-sama, keseluruhan network element
di atas akan membentuk sebuah PLMN
(Public Land Mobile Network).
Mobile
Station atau MS merupakan perangkat yang digunakan
oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan. Terdiri atas:
·
Mobile
Equipment (ME) atau handset, merupakan perangkat GSM yang berada di sisi pengguna
atau pelanggan yang berfungsi sebagai terminal transceiver (pengirim
dan penerima sinyal) untuk berkomunikasi dengan perangkat GSM lainnya.
·
Subscriber
Identity Module (SIM) atau SIM Card,
merupakan kartu yang berisi seluruh informasi pelanggan dan beberapa informasi
pelayanan. ME tidak akan dapat digunakan tanpa SIM didalamnya, kecuali untuk
panggilan darurat. Data
yang disimpan dalam SIM secara umum, adalah:
Base Station System atau BSS, terdiri
atas:
Semua fungsi yang berhubungan dengan radio dilakukan
di BSS, yang terdiri dari pengontrol base
station (BSCs) dan base transceiver station (BTS).
·
BSC- BSC menyediakan semua fungsi
kontrol dan hubungan antara MSC dan BTS. Hal ini merupakan switch berkapasitas tinggi yang menyediakan fungsi-fungsi
seperti penyerahan, data konfigurasi cell, dan
pengendalian frekuensi radio (RF) pada tingkat di transceiver station. Sejumlah BSCs dilayani oleh MSC.
·
BTS- BTS menangani tampilan radio
ke mobile station. BTS adalah peralatan radio (transceiver dan antena) yang diperlukan untuk melayani setiap sel dalam
jaringan. Sekelompok BTS dikontrol oleh
BSC.
Network Sub System atau NSS, terdiri
atas:
·
Home Location Register (HLR)- HLR adalah database yang digunakan untuk
penyimpanan dan pengelolaan kepelangganan. HLR dianggap sebagai
database yang paling penting, karena menyimpan data secara tetap
tentang pelanggan, termasuk profil layanan pelanggan, informasi lokasi, dan status keaktifan. Bila seseorang berlangganan dari salah satu operator
PCS, dia terdaftar di HLR operator itu.
·
Layanan mobile switching
center (MSC)-MSC melakukan fungsi switching telepon dari sistem. Mengontrol panggilan ke dan dari telepon lainnya dan sistem data, juga
melakukan fungsi seperti toll ticketing, network interfacing,
pensinyalan channel umum, dan lain-lain.
·
Visitor location register (VLR)- VLR adalah database sementara yang berisi
informasi tentang para pelanggan yang diperlukan oleh MSC untuk melayani
pelanggan yang berkunjung. VLR selalu terintegrasi dengan MSC. Ketika mobile masuk ke
dalam area MSC yang baru, maka VLR tersambung ke MSC yang akan meminta data mengenai
mobile station dari HLR. Kemudian, jika mobile station membuat panggilan, VLR akan
memiliki informasi yang diperlukan untuk penyediaan panggilan tanpa harus
menginterogasi HLR setiap waktu.
·
Authentication center (AUC)-Sebuah unit yang disebut AUC menyediakan otentikasi
dan parameter enkripsi yang memverifikasi identitas pengguna
dan menjamin kerahasiaan setiap panggilan (call). AUC melindungi operator jaringan
dari berbagai jenis penipuan yang ditemukan di dunia seluler saat
ini.
·
Equipment identity register (EIR)- EIR adalah database yang berisi informasi tentang
identitas peralatan mobile yang mencegah panggilan dari pencurian,
tidak sah, atau mobile station cacat AUC dan EIR diimplementasikan
sebagai bagian yang berdiri sendiri atau sebagai gabungan AUC / EIR.
Operation and Support System atau OSS, merupakan sub sistem
jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian, diantaranya fault management, configuration management,
performance management, dan inventory management.
Frekuensi pada 3 Operator Terbesar di Indonesia
Elemen Fungsional tambahan
Elemen fungsional lainnya ditunjukkan pada Gambar 2 adalah sebagai berikut:
·
Message center (MXE)- MXE adalah sebuah elemen yang menyediakan pengintegrasian suara, faks, dan data olah pesan.
Secara khusus, MXE menangani layanan pesan singkat, pesan area, voice mail, fax mail, email, dan
notifikasi.
·
Mobile service node (MSN)- MSN adalah elemen yang menangani layanan selular jaringan cerdas (IN) / intelligent network.
·
Gateway mobile services switching
center (GMSC)- sebuah elemen gateway yang digunakan untuk menghubungkan dua jaringan. Gateway sering
diimplementasikan dalam MSC. MSC ini kemudian
disebut sebagai GMSC.
·
GSM interworking unit (GIWU)- GIWU terdiri dari hardware dan software yang
menyediakan sebuah tampilan untuk berbagai
jaringan sebagai komunikasi data. Melalui GIWU, pengguna dapat secara bergantian melakukan pembicaraan dan data
selama panggilan yang sama. Peralatan
hardware GIWU secara fisik terletak di MSC / VLR.
Jaringan Area GSM
Jaringan GSM dibagi dari wilayah geografis. Seperti ditunjukkan dalam
Gambar 3, area ini mencakup sel-sel, daerah lokasi
(Las), area layananMSC / VLR , area (PLMN / public land mobile network).
Spesifikasi GSM
Sebelum melihat spesifikasi GSM, sangatlah penting untuk memahami istilah-istilah dasar sebagai
berikut:
·
bandwidth- jangkauan batas saluran, bandwidth yang lebih luas, akan membuat semakin cepat data dapat dikirim.
·
bit per detik (bps / bits per
second)- sebuah denyut data; persamaannya adalah delapan bit setara dengan satu byte.
·
frekuensi- jumlah siklus per unit
waktu; frekuensi yang diukur dalam satuan hertz (Hz)
·
kilo (k)- kilo adalah sebutan
untuk 1.000; kbps singkatan mewakili 1.000 bit per detik
·
megahertz (MHz) -1.000.000 hertz
(siklus per detik)
·
milidetik (ms)- satu-seperseribu
detik
·
watt (W)-suatu ukuran kekuatan
pemancar
Spesifikasi untuk berbagai layanan komunikasi personal (PCS / personal
communication services) sistem bervariasi antara berbagai jaringan PCS. Di bawah ini adalah
pendeskripsian tentang spesifikasi dan
karakteristik untuk GSM.
·
frequency band- rentang frekuensi yang ditetapkan untuk GSM adalah 1.850 -1.990 MHz (mobile station ke base station).
·
duplex distance / jarak duplex - jarak dupleks adalah 80 MHz. Jarak Duplex adalah jarak antara frekuensi uplink dan downlink.
Dalam sebuah channel memiliki dua frekuensi, 80 MHz terpisah.
·
channel separation / pemisahan saluran- Pemisahan antara frekuensi carrier yang berdekatan. Pada GSM, ini adalah 200 kHz.
·
modulasi- Modulasi adalah proses
mengirim sinyal dengan mengubah karakteristik dari frekuensi pembawa. Hal ini dilakukan dalam jaringan GSM melalui Gaussian
minimum shift keying (GMSK).
·
transmission rate / laju
transmisi GSM adalah sistem digital dengan kecepatan transmisi sebesar 270 kbps.
·
access method / metode akses- GSM
memanfaatkan konsep Time Division Multiple Access (TDMA). TDMA adalah teknik di mana beberapa panggilan
yang berbeda dapat berbagi carrier yang sama.
Masing-masing panggilan diberikan slot waktu tertentu.
·
speech coder- GSM menggunakan linear
predictive coding (LPC). Tujuan dari LPC adalah untuk mengurangi laju bit. LPC menyediakan parameter untuk menyaring
yang meniru sistem vokal. Sinyal
melewati penyaring ini, meninggalkan sisa sinyal. Speech dikodekan pada 13 kbps.
Layanan Pelanggan GSM
Ada dua jenis layanan dasar yang ditawarkan melalui GSM: telephony (juga
disebut sebagai layanan tele / jarak jauh) dan data (juga disebut sebagai
layanan pembawa). Jasa teleponi khususnya layanan suara menyediakan bagi
pelanggan kemampuan yang lengkap (termasuk diperlukan perangkat terminal) untuk
berkomunikasi dengan pelanggan lain. Layanan data menyediakan kapasitas yang diperlukan untuk mengirimkan sinyal data yang sesuai antara dua titik akses untuk menciptakan sebuah tampilan pada
jaringan. Selain telepon normal
dan panggilan darurat, layanan pelanggan berikut ini didukung oleh GSM:
·
dual-tone multifrequency (DTMF)- DTMF adalah nada sinyal yang sering digunakan untuk berbagai keperluan pengontrolan melalui jaringan
telepon, seperti remote control dari sebuah mesin penjawab. GSM mendukung penuh DTMF.
·
facsimile group III- GSM mendukung CCITT Group 3 faksimili. Mesin fax standar dirancang untuk dihubungkan ke telepon dengan
menggunakan sinyal analog, sebuah konverter
faks khusus terhubung pada pertukaran yang digunakan dalam sistem GSM. Hal ini memungkinkan GSM terhubung dengan fax untuk
dapat berkomunikasi dengan fax
analog dalam jaringan.
·
Layanan pesan singkat- fasilitas
yang nyaman dari jaringan GSM adalah layanan pesan singkat. Sebuah pesan yang terdiri dari maksimal 160 karakter alfanumerik
dapat dikirim ke atau dari ponsel. Layanan ini
dapat dilihat sebagai bentuk lanjutan alfanumerik paging dengan sejumlah keunggulan. Jika pelanggan mematikan atau berada di
luar area jangkauan ponsel, pesan akan
disimpan dan menawarkan kembali ke pelanggan bila ponsel diaktifkan atau telah masuk kembali ke dalam area jangkauan
jaringan. Fungsi ini menjamin bahwa pesan
akan diterima.
Layanan Tambahan
GSM mendukung layanan tambahan yang dapat melengkapi dan mendukung teleponi
dan layanan data. Layanan tambahan
didefinisikan oleh GSM dan ditandai sebagai menghasilkan fitur yang bermanfaat. Sebagian daftar layanan
tambahan berikut.
·
call forwarding- Layanan ini memberikan pelanggan kemampuan untuk mengirim panggilan masuk ke nomor lain apabila ponsel tersebut
tidak terjangkau, jika sibuk, jika tidak ada
jawaban, atau jika panggilan forwarding diperbolehkan tanpa syarat.
·
barring of outgoing calls / penghalangan anda dari panggilan keluar- Layanan ini memungkinkan pelanggan selular untuk mencegah semua
panggilan keluar.
·
pembatasan panggilan masuk-
fungsi ini memungkinkan pelanggan untuk mencegah panggilan masuk. Dua kondisi berikut untuk pembatasan panggilan masuk ada: melakukan semua pembatasan panggilan masuk dan
panggilan masuk ketika berada di luar
jangkauan PLMN.
·
advice of charge (AOC)- AOC menyediakan layanan kepada pelanggan dengan estimasi biaya telepon. Ada dua jenis informasi AOC:
menyediakan pelanggan dengan perkiraan
tagihan dan penggunakan untuk keperluan pengisian langsung. AOC untuk panggilan data disediakan berdasarkan pengukuran
waktu.
·
call hold -Layanan ini memungkinkan pelanggan untuk menginterupsi panggilan yang sedang berlangsung dan kemudian melanjutkkan kembali
panggilan. Layanan call hold ini hanya
berlaku untuk telepon biasa.
·
call waiting -Layanan ini memungkinkan pelanggan selular mengetahui adanya panggilan masuk saat pembicaraan lewat ponsel sedang
berlangsung. Pelanggan dapat menjawab,
menolak, atau mengabaikan panggilan masuk. Panggilan tunggu dapat diterapkan pada semua layanan telekomunikasi GSM
dengan menggunakan circuitswitched connection.
·
multiparty service -layanan yang multipartai ini memungkinkan pelanggan untuk membangun sebuah percakapan multipartai-yaitu, sebuah
percakapan secara langsung antara
tiga sampai enam pelanggan. Layanan ini hanya berlaku untuk telepon biasa.
·
calling line identification
presentation/restriction -layanan ini mendukung partai
yang disebut dengan integrated
services digital network (ISDN) jumlah partai panggilan. Layanan pembatasan panggilan memungkinkan partai untuk
membatasi presentasi. Pembatasan
menimpa presentasi.
·
closed user groups (CUGs)-CUGs umumnya sebanding dengan sebuah PBX. Mereka adalah kelompok pelanggan yang hanya mampu menelepon
diri mereka sendiri dan nomor-nomor
tertentu.
Keunggulan GSM sebagai Teknologi Generasi Kedua (2G)
GSM, sebagai sistem
telekomunikasi selular digital memiliki keunggulan yang jauh lebih banyak
dibanding sistem analog, di antaranya:
·
Kapasitas
sistem lebih besar, karena menggunakan teknologi digital dimana penggunaan
sebuah kanal tidak hanya diperuntukkan bagi satu pengguna saja. Sehingga saat
pengguna tidak mengirimkan informasi, kanal dapat digunakan oleh pengguna lain.
·
Sifatnya
yang sebagai standar internasional memungkinkan international roaming
·
Dengan
teknologi digital, tidak hanya mengantarkan suara, tapi memungkinkan servis
lain seperti teks, gambar, dan video.
·
Keamanan sistem yang lebih baik
·
Kualitas
suara lebih jernih dan peka.
Bagaimanapun, keunggulan GSM yang beragam pantas saja
membuatnya menjadi sistem telekomunikasi selular terbesar penggunanya di
seluruh dunia.
GSM atau Global System
for Mobile Communications merupakan teknologi digital yang bekerja dengan
mengirimkan paket data berdasarkan waktu, atau yang lebih dikenal dengan
istilah timeslot. GSM sendiri merupakan turunan dari teknologi Time Division
Multiple Access (TDMA). Teknologi TDMA ini mengirimkan data berdasarkan satuan
yang terbagi atas waktu, artinya sebuah paket data GSM akan dibagi menjadi
beberapa time slot.
Timeslot inilah yang
akan digunakan oleh pengguna jaringan GSM secara ternporer (sementara). Maksud
dan digunakannya timeslot secara temporer adalah timeslot tersebut akan
dimonopoli oleh pengguna selama mereka gunakan, terlepas dan mereka sedang
aktif berbicara atau sedang idle (diam).
Gambaran yang lebih
mudah untuk memahami prinsip kerja GSM. Analoginya seperti ini: andaikan sebuah
armada taksi (dalam kasus ini berperan sebagai operator) yang memiliki 100
armada taksi (armada sebagai time slot). Armada taksi (timeslot) tersebut
disewa oleh penumpang (pengguna). Secara otomatis, armada taksi tersebut tidak
bisa digunakan oleh pengguna lain, walaupun bisa jadi pengguna tadi sedang
tidak berada di dalam taksi (seperti sedang menunggu atau sedang bertamu ke
suatu tempat sedangkan taksinya disuruh menunggu). Dalam posisi seperti ini,
sudah jelas bahwa taksi itu sudah di-booking oleh pengguna pertama dan tidak
mungkin melayani penumpang lain. Taksi tersebut baru bisa digunakan oleh
penumpang lain ketika pengguna pertama sudah selesai menggunakan taksi tersebut
(sudah sampai tujuan dan sudah dibayar). Inilah yang disebut prinsip monopoli
temporer pada jaringan GSM.
Dari
gambaran di atas terlihat jelas bahwa sistem GSM tidak mengizinkan penggunaan
ponsel jika sistemnya sudah penuh (saat seluruh armada taksi sudah disewa, maka
tidak ada lagi taksi kosong untuk disewa penumpang baru). Inilah yang membuat pengguna akan mendengar nada sibuk dari
ponselnya saat hendak melakukan panggilan keluar (outgoing call). Namun,
prinsip yang digunakan oleh GSM juga memiliki kelebihan. Teorinya, timeslot
dedicated yang disediakan ini menjamin penggunanya bisa mendapatkan kualitas
layanan komunikasi yang lebih konstan, tidak naik turun.
Kekurangannya
adalah ketika jaringan GSM sudah
penuh, maka pemilik ponsel biasanya akan mengalami kesulitan untuk melakukan
panggilan atau bahkan menerima panggilan. Hal ini
disebabkan oleh tidak adanya timeslot kosong yang bisa digunakan. Kembali ke
analogi di awal pembahasan: jika semua armada taksi sudah disewa, Anda tidak
akan mendapatkan taksi kosong.
Sumber :
