Life is not as simple as math formula

June 30, 2010

MIGRASI TEKNOLOGI GSM MENUJU LTE

Filed under: Technology — suatmimurnani @ 2:11 am
Tags: ,

Berkembangnya tingkat kebutuhan manusia mendorong perkembangan teknologi telekomunikasi. Gambar  berikut ini adalah timeline dari perkembangan teknologi LTE yang berasal dari GSM di bawah project group 3GPP.

GSM Family Technology Evolution

 

1. GSM (Global System for Mobile Communication)

GSM adalah generasi  pertama dari teknologi telepon digital, sehingga bandwidth radio air interface dapat digunakan lebih efisien (peningkatan kapasitas) serta layanan seperti SMS (Short Message Service) dapat disupport oleh jaringan ini. Tabel di bawah ini berisi tentang overview teknologi GSM.

Overview Teknologi GSM

Peningkatan kapasitas karena isyarat digital yang digunakan diilustrasikan seperti pada gambar di bawah. Adanya penggabungan teknologi TDMA ini membuat sebuah kanal frekuensi yang dulunya hanya untuk satu pengguna, kemudian dibagi-bagi menjadi beberapa time slot yang masing-masing time slot digunakan untuk melayani satu user. Sehingga masing-masing kanal dapat digunakan oleh lebih dari satu user.

Peningkatan Kapasitas GSM dengan FDMA dan TDMA

GSM menggunakan modulasi Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) yang memiliki modulation rate sebesar 270,833 kbps. Dengan rate tersebut, maksimum 156,25 bit dapat ditransmisikan dalam sebuah time slot yang berdurasi 576,9 ms. Banyaknya bit yang terdapat dalam sebuah time slot digambarkan pada gambar 3.3 di bawah ini.

Jumlah bit di dalam setiap time slot GSM

 

2. GPRS (General Packet Radio Service)

GPRS adalah suatu teknologi pengiriman dan penerimaan data berbasis packet switching untuk komunikasi nirkabel dengan memanfaatkan jaringan GSM yang telah ada. Jika suatu jaringan GSM akan diupgrade menjadi suatu jaringan GPRS, maka ada beberapa bagian yang perlu ditambahkan dan beberapa komponen yang sudah perlu untuk diupgrade, seperti ditunjukkan pada tabel  di bawah ini.

Overview Teknologi GPRS

Tabel komponen upgrade jaringan GSM ke GPRS

Berbeda dengan GSM, yang merupaka circuit swich, layanan data pada GPRS dapat menempati lebih dari satu time slot dan belum tentu sama posisi time slot pada uplink dengan downlink. Namun untuk layanan voice, alokasi time slotnya kurang lebih sama dengan GSM. Pada intinya, yang membuat GPRS mempunya bandwidth lebih adalah adanya alokasi penggunaan time slot seperti ditunjukkan pada gambar ini

Alokasi Penggunaan Time Slot pada GPRS

 

3. EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution)

EDGE dikembangkan dari jaringan GPRS yang telah ada dengan menambahkan upgrade pada jaringan aksesnya. Pada BTS perlu ditambahkan komponen EDGE Transceiver Unit (TRU) untuk penyesuaian dengan protokol EDGE. Sementara itu bagian core network dari EDGE memiliki arsitektur dan protokol yang sama dengan GPRS. Ilustrasinya diberikan pada gambar berikut ini.

Radio Access Network EDGE

Selain pada Radio Access Network (RAN), perbedaan utama dari EDGE dibandingkan dengan GPRS adalah pada modulasi dan coding schemenya. Gambar di bawah menjelaskan perbedaan tersebut. Pada GPRS digunakan modulasi GMSK dan coding scheme CS1 sampai dengan CS4. Sedangkan pada EDGE, tetap digunakan modulasi GMSK untuk coding scheme MCS1 sampai dengan MCS4. Sisanya, MCS5 sampai dengan MCS9, digunakan modulasi 8 PSK di mana setiap simbol mewakili 3 bit, itu artinya pesat data dari modulasi jenis ini tiga kali lebih tinggi dari pada ketika digunakan GMSK yang 1 simbol mewakili 1 bit.

Modulasi dan Coding GPRS dan EDGE

4. UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)

UMTS bukan merupakan pengembangan GSM, namun sebuah evolusi dari GSM, karena UMTS memiliki Radio Access Network yang baru disebut UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network). Selain itu pada UMTS juga terdapat IMS (IP Multimedia Subsystem). Overview tentang UMTS terdapat pada tabel di bawah ini.

Overview Teknologi UMTS

UMTS menggunakan akses berbasis CDMA yang dikenal dengan nama WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Pada teknik ini digunakan frekuensi yang sama untuk banyak user dalam bandwidth yang lebar. Masing-masing user memiliki code yang saling orthogonal dengan code yang dimiliki oleh user lain sehingga tidak terjadi interferensi antar user.

5. HSPA (High Speed Packet Access)

HSPA merupakan pengembangan dari teknologi UMTS dengan menambahkan beberapa channel baru. Tabel dan gambar di bawah  akan menjelaskannya.

Channel baru baru HSPA

Channel baru yang terdapat pada HSPA

HSPA mempunyai dua generasi, yaitu HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) dan kemudian disusul oleh HSUPA (High Speed Uplink Packet Access). HSDPA berfokus pada pengembangan kecepatan akses pada sisi downlink, kemudian disusul HSUPA untuk mengembangkan sisi uplinknya. Tabel berikut adalah gambaran dari HSDPA dan HSUPA.

Overview HSDPA dan HSUPA

6. HSPA+

HSPA + adalah perubahan dari HSPA dengan membuat jaringannya menjadi All-IP Architecture, dan meningkatkan data rate transmisinya. Tabel adalah overview dari teknologi HSPA+.

Overview Teknologi HSPA+

7. LTE (Long Term Evolution)

Fitur LTE

LTE memiliki Radio Access Network sendiri yang bernama E-UTRAN. Jaringan corenya disebut Evolved Packet Core (EPC). Jadi LTE bukan pengembangan dari UMTS, namun evolusi dari UMTS.

Evolusi Jaringan 3G menuju LTE

Gambar di atas memperlihatkan bahwa arsitektur LTE lebih sederhana dibandingkan dengan arsitektur yang sudah ada sebelumnya. Evolved Node B (eNB) mengerjakan juga beberapa fungsi dari BSC, dan sisanya dicover oleh MME. Karena itulah arsitekturnya cenderung lebih sederhana.

Kelebihan LTE terhadap HSPA+

  1. Penggunaan spektrum yang fleksibel oleh LTE baik dari segi bandwidth maupun duplex
  2. Efisiensi spektrum
  3. Arsitektur lebih sederhana
  4. Pesat data lebih tinggi
  5. Latency sangat rendah  yaitu 10 ms, sementara pada HSPA+ selama 50 ms
  6. TTI lebih pendek ( 0,5 ms dibandingkan 2ms pada HSPA+)

Kelebihan HSPA+ terhadap LTE

  1. Telah siap sebelum adanya  LTE
  2. Investasi untuk infrastrukturnya lebih murah

LTE ternyata belum memenuhi beberapa standard untuk teknologi 4G, sehingga dikembangkan LTE-Advanced untuk memenuhi persyaratan diklasifikasikannya menjadi teknologi 4G.

Special thanks to : Telecommers

Advertisements

Everything Lee Seung Gi

This is solely dedicated to the best all-around entertainer, the one and only, Lee Seung Gi.