Global System for Mobile Communication (GSM mulanya singkatan dari Groupe Spécial Mobile) 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
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 Perancis, 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 miliar pelanggan. Akhirnya GSM tumbuh dan berkembang sebagai sistem telekomunikasi seluler yang paling banyak digunakan di seluruh dunia.
Spesifikasi teknis
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 (915–890 = 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. 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
Secara umum, network element dalam arsitektur jaringan GSM dapat dibagi menjadi:
1. Mobile Station (MS)
Sebuah Mobile Station (MS) terdiri dari dua komponen :
• Mobile Equipment (ME) ini mengacu pada telepon fisik itu sendiri. Telepon harus dapat beroperasi pada jaringan GSM. Ponsel tua dioperasikan pada satu band saja. Baru kemudian muncul generasi ponsel dual-band, triple-band, dan bahkan quad-band mampu. Sebuah ponsel quad-band memiliki kemampuan teknis untuk beroperasi pada jaringan GSM di seluruh dunia. Setiap telepon unik diidentifikasi oleh nomor International Mobile Equipment Identity (IMEI). Jumlah ini terintegrasi ke dalam ponsel oleh produsen. IMEI ini biasanya dapat ditemukan dengan melepas baterai dari telepon dan membaca pada panel. Hal ini dimungkinkan untuk mengubah IMEI pada ponsel untuk mencerminkan IMEI yang berbeda. Hal ini dikenal sebagai spoofing IMEI atau kloning IMEI. Hal ini biasanya dilakukan pada ponsel dicuri. Rata-rata pengguna tidak memiliki kemampuan teknis untuk mengubah IMEI ponsel ini.
• Subscriber Identity Module (SIM) - SIM adalah sebuah kartu pintar kecil yang dimasukkan ke dalam telepon dan membawa informasi khusus untuk pelanggan, seperti IMSI, TMSI, Ki (digunakan untuk enkripsi), Name Service Provider (SPN), dan Lokal daerah Identity (LAI). SIM juga dapat menyimpan nomor telepon (MSISDN) keluar dan diterima, Kc (digunakan untuk enkripsi), buku telepon, dan data untuk aplikasi lain. Kartu SIM dapat dipindahkan (Mobile) dari satu ponsel ke ponsel lain.
Setiap kartu SIM dilindungi oleh Identification Number 4-digit Pribadi (PIN). Didalam menggunakan kartu SIM, pengguna harus memasukkan PIN tersebut. Jika PIN yang dimasukkan sebanyak tiga kali berturut-turut, kartu itu akan mem-blok sendiri/otomatis dan tidak dapat digunakan kembali, untuk dapat mengaktifkan kembali hanya bisa dibuka dengan kunci 8-digit PUK (Personal Unblocking), yang juga disimpan pada kartu SIM.
2. Base Transceiver Station (BTS)
Base Transceiver Station adalah media jalur yang memberikan akses untuk Mobile Station ke jaringan. Hal ini dimaksud agar BTS memberikan jalur komunikasi radio antara jaringan dan MS. Juga termasuk dalam penanganan encoding pidato/suara, enkripsi, multiplexing (TDMA), dan modulasi / demodulasi dari sinyal radio. Hal ini juga termasuk memberi kemampuan frekuensi hopping. Sebuah BTS akan memiliki antara 1 dan 16 Transceivers (TRX), tergantung pada geografi dan permintaan pengguna dari suatu daerah. TRX masing-masing mewakili satu ARFCN.
Satu BTS biasanya dapat mengkover/mencakup sektor area sebesar 120 derajat tunggal pada suatu daerah. Biasanya sebuah menara dengan 3 BTS akan mengakomodasi semua 360 derajat di sekitar menara. Namun, tergantung pada geografi dan permintaan pengguna dari suatu daerah, sel dapat dibagi menjadi satu atau dua sektor, atau sel cakupan/BTS melayani beberapa cakupan sektor yang berlebihan (overdrive) tetapi hal ini dapat mengurangi jalur akses Mobil Station ke sistem jaringan itu sendiri.
Sebuah BTS diberikan sebuah CELL Identity. Identitas sel adalah nomor (oktet ganda) 16-bit yang mengidentifikasi sel yang di wilayah /lokasi tertentu. Identitas sel adalah bagian dari Identifikasi Sel Global/CELL GLOBAL IDENTIFICATION (CGI), yang akan kita bahas pada bagian tentang Visitor Location Register (VLR).
3. Base Station Controller (BSC)
Sebuah BSC dapat mengontrol BTS lebih dari satu. Termasuk dalam menangani alokasi/administrasi saluran radio frekuensi, daya dan pengukuran sinyal dari MS, dan serah terima dari satu BTS ke BTS lainnya (jika kedua BTS dikendalikan oleh BSC yang sama). Sebuah BSC juga berfungsi sebagai "funneler". Ini mengurangi jumlah koneksi ke MOBILE SWITCHING CENTER (MSC) dan memungkinkan untuk mengkoneksi kapasitas yang lebih besar ke MSC.
Sebuah my BSC akan mengatur alokasi cakupan antar BTS atau mungkin secara geografis terpisah. Bahkan bisa meng-alokasikan dengan MOBILE SWITCHING CENTER (MSC).
4. Mobile Switching Center (MSC)
Mobile Switching Center (MSC) - MSC adalah jantung network GSM. MSC menangani panggilan routing, call setup, dan merupakan fungsi dasar. Sebuah MSC menangani beberapa BSC dan juga interface ganda dengan MSC register yang lainnya. Hal ini juga menangani inner BSC handoffs serta berkoordinasi dengan MSC lain sesama MSC handoffs.
5. Gateway Mobile Switching Center (GMSC)
Ada hal penting dari MSC, yang disebut Gateway Mobile Switching Center (GMSC). The GMSC berfungsi sebagai gateway antara dua jaringan. Jika pelanggan selular ingin menempatkan panggilan ke darat biasa, maka panggilan akan harus melalui GMSC dalam rangka untuk beralih ke Publik Switched Telephone Network (PSTN).
6. Home Location Register (HLR)
Home Location Register (HLR) - HLR adalah database besar yang secara permanen menyimpan data tentang pelanggan. HLR menyimpan informasi pelanggan-spesifik seperti nomor MSISDN, IMSI, lokasi saat ini MS, pembatasan roaming, dan feautures tambahan pelanggan. Biasanya hanya satu HLR dalam jaringan tertentu, tetapi umumnya setiap jaringan memiliki beberapa HLR, yang tersebar beberapa di seluruh jaringannya.
7. Visitor Location Register (VLR)
Visitor Location Register (VLR) - VLR adalah database yang berisi subset dari informasi yang terletak di HLR. VLR berisi informasi yang sama seperti HLR, tapi hanya untuk pelanggan di Lokal Areanya sendiri. Ada VLR-VLR untuk setiap Location Area. VLR mengurangi jumlah keseluruhan antrian ke HLR dan dengan demikian mengurangi lalu lintas jaringan. VLRs sering diidentifikasi sebagai Local Area Code (LAC) untuk daerah-daerah yang mereka layani.
8. Local Area Code (LAC)
Sebuah LAC adalah fixed-length code (dua oktet) yang dapat mengidentifikasi lokasi area dalam sebuah jaringan. Setiap LOCAL AREA dilayani oleh VLR, sehingga kita bisa memastikan LACyang ditugaskan untuk sebuah VLR.
9. Local Area Identity (LAI)
Sebuah LAI adalah angka global uniqe yang mengidentifikasi negara, penyedia jaringan, dan LAC dari setiap Lokasi Area tertentu, yang bertepatan dengan sebuah VLR. Hal ini terdiri dari Mobile Country Code (MCC), Mobile Network Code (MNC), dan Local Area Code (LAC). MMC dan MNC adalah nomor yang sama digunakan ketika membentuk sebuah IMSI.
10. Cell Global Identification (CGI)
CGI adalah kumpulan nomor-nomor unik yang mengindentifikasi spesifikasi Cell yang didalamnya terdapat nomor Location Area, Network, dan Negara. CGI dibentuk oleh MCC, MNC, LAI, and Cell Identity (CI).
VLR juga memiliki satu fungsi yang sangat penting lainnya: yakni penugasan dari Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI). TMSI ditugaskan oleh VLR ke MS sebagai Local Areanya. TMSI-TMSI yang unik ini untuk menunjang fungsi dari sebuah VLR. TMSI hanya dialokasikan ketika dalam sebuah komunikasi yang dilakukan menggunakan cipher mode.
Antarmuka antara MSC dan VLR dikenal sebagai B Interface dan antarmuka antara VLR dan HLR dikenal sebagai D Interface D. Dan antarmuka antara dua kumpulan VLR disebut G Interface.
11. Equipment Identity Register (EIR)
Equipment Identity Register (EIR) - EIR adalah database yang menyimpan trek dari handset pada jaringan menggunakan IMEI. Hanya ada satu EIR per jaringan. Ini terdiri dari tiga daftar. Daftar putih, daftar abu-abu, dan daftar hitam.
• Daftar hitam adalah daftar jika IMEIs yang akan ditolak oleh layanan jaringan untuk beberapa alasan. Alasan termasuk IMEI yang terdaftar sebagai dicuri atau clonedor jika handset rusak atau tidak memiliki kemampuan teknis untuk beroperasi di jaringan tersebut.
• Daftar abu-abu adalah daftar IMEIs yang akan dipantau untuk aktivitas suspicous/mencurigakan. Hal ini dapat mencakup handset yang berperilaku aneh dan atau tidak melakukan seperti jaringan yang semestinya.
• Daftar putih adalah daftar berpenghuni. Itu berarti jika IMEI yang tidak pada daftar hitam atau abu-abu pada daftar, maka itu dianggap baik dan "pada daftar putih".
12. Authentication Center (AUC)
Authentication Center (AUC) - AUC menangani tugas otentikasi dan enkripsi untuk jaringan. AUC menyimpan Code Identification untuk setiap IMSI pada jaringan. Hal ini juga menghasilkan cryptovariables seperti RAND, SRES, dan Kc. Meskipun tidak diperlukan, fisik AUC biasanya diletakkan bersamaan dengan HLR
Ada satu antarmuka terakhir yang belum kita bahas. Yakni antarmuka antara HLR dan Global Mobile Switching Center (GMSC) disebut C Interface. Kita akan melihatnya seperti gambar dibawah ini. Diagram jaringan penuh melengkapi pengantar untuk arsitektur jaringan dari jaringan GSM. Di bawah ini kita akan menemukan sebuah diagram jaringan dengan semua komponen serta nama-nama dari semua antarmuka. Dengan demikian kita bisa mengerti dan mengagumi bagaimana sebuah alat komunikasi yang begitu mudah dan canggih kita gunakan, terdiri atas elemen-eleman yang rumit yang dirangkai dan dipadukan dalam integrasi mudah, sehingga orang awam pun bisa menggunakannya.
CARA KERJA
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.
Keunggulan GSM
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 di mana 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 roaming mancanegara
• 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.
• Mobile (dapat dibawa ke mana-mana)
Bagaimanapun, keunggulan GSM yang beragam pantas saja membuatnya menjadi sistem telekomunikasi selular terbesar penggunanya di seluruh dunia.
KELEMAHAN GSM
• Karena jalur akses data dan cellular tidak terpisah maka konektivitas kurang stabil.
• Harga langganan perbulan masih mahal. rata-rata di atas Rp 100 ribu.
Literatur
• http://primasejahteracv.blogspot.com/2012/10/struktur-sistem-jaringan-gsm-network.html
• http://kamaltugas.blogspot.com/2014/02/makalah-cara-kerja-gsm-dan-cdma.html
• https://id.wikipedia.org/wiki/Global_System_for_Mobile_Communication
0 Komentar untuk "Jaringan Nirkabel / GSM"