Telepon Bergerak Selular Menuju Generasi Ketiga

Menurut ETSI (Institusi Standar Telekomunikasi Eropa), jumlah pelanggan layanan telekomunikasi bergerak akan menyusul jumlah pelanggan telepon biasa (fixed telephone) mendekati tahun 2010 dengan estimasi sebesar 1,4 milyar. Seiring dengan itu pula, peran multimedia bergerak yang baru sudah akan tampak.

Dengan lalu lintas komunikasi bergerak yang demikian padat jauh melampaui estimasi pada mulanya, para operator yang dibatasi oleh pita (band) frekuensi yang tetap akan mengalami kesulitan dalam menambah jumlah pelanggannya. Selain itu perkembangan dunia bisnis maupun telekomunikasi yang pesat mendorong pelanggan kini ingin menggabungkan mobilitas dengan aplikasi-aplikasi multimedia. Oleh sebab itu perkembangan industri komunikasi bergerak sekarang dapat diibaratkan sebuah permainan catur yang para pemainnya sedang terlibat dalam arena permainan yang seru, sehingga diperlukan strategi cermat dan mencari posisi dari mana mulai menyerang. Akhir permainan tentu saja berupa keuntungan lisensi untuk menciptakan sistem generasi ketiga.

Migrasi dalam Frekuensi

Secara historis, untuk sistem radio bergerak digunakan dua pita frekuensi pokok yakni 900MHz di Eropa dan 800MHz di Amerika Utara. Sebagian besar negara-negara di Asia menggunakan keduanya. Standar analog yang dominan untuk frekuensi 900MHz yang dipakai di Eropa adalah untuk TACS, walaupun beberapa negara Eropa mengunakan standar lain. GSM yang merupakan sistem digital dalam pita frekuensi 900MHz telah diadopsi sebagai standar umum di Eropa serta digunakan banyak negara lain di dunia, yang menawarkan fasilitas-fasilitas yang sangat bermanfaat dalam hal penjelajahan (roaming). Standar GSM juga telah diimplementasikan pada frekuensi 1800MHz (DCS 1800). Beberapa negara memisahkan jaringan 1800MHz sementara yang lainnya bermaksud untuk menggunakan pita frekuensi tersebut guna menaikkan kapasitas GSM yang dimilikinya. Karena protokol yang sama digunakan dalam kedua frekuensi tersebut, maka sekarang ini menjadi umum untuk menggunakan terminologi GSM900 dan GSM1800 dibanding dengan penggunaan istilah GSM dan DCS1800.

Pada frekuensi 800MHz, standarnya didominasi oleh AMPS. Migrasi yang dimungkinkan pada AMPS adalah ke IS-88 NAMPS, IS-54 US-TDMA, dan IS-95 CDMA. NAMPS merupakan sistem gabungan analog/digital dengan kapasitas yang lebih tinggi menggunakan kanal 10kHz dibanding 30kHz pada AMPS. Sedang US-TDMA dan CDMA keduanya digital. CDMA diharapkan akan menjadi teknologi digital yang dominan di Amerika Serikat, yang juga telah dibuatkan alokasi frekuensinya pada 1900MHz, dan beberapa operator menggunakan GSM pada frekuensi ini; pada jaringan PCS.

Jepang memiliki alokasi frekuensi sendiri, dengan dua teknologi analog yang berbeda serta sistem digital PDC-nya. CDMA juga direncanakan guna mengakomodasi laju pertumbuhan yang lebih dari satu juta pelanggan per bulan.

Pilihan teknologi untuk migrasi hampir secara ekslusif merupakan suatu fungsi dari pita frekuensi yang telah digunakan. Indikasi terhadap teknologi seluler digital yang nantinya akan bersifat dominan, yang dapat diketahui dari sekarang adalah GSM, CDMA dan PDC. Hanya Industri Motorola yang menyediakan infrastruktur untuk ketiga teknologi tersebut.

Migrasi seluler dapat dibagi ke dalam empat skenario yakni; penggunaan jaringan yang terpisah, jaringan pita ganda, jaringan mode ganda, jaringan pita ganda/mode ganda.

Untuk mode penggunaan jaringan yang terpisah, migrasi yang berat untuk dilakukan adalah jika kedua jaringan benar-benar terpisah tetapi berbagi frekuensi dalam spektrum yang sama. Misalnya pada sebuah jaringan GSM dalam suatu pita yang secara penuh ditempati oleh TACS, ini merupakan situasi yang umum terjadi di Eropa. Migrasi seperti ini akan lebih mudah jika disediakan spektrum frekuensi untuk GSM sehigga memungkinkan GSM memulai layanan tanpa menimbulkan dampak yang berarti pada sistem TACS yang telah ada.

Sebuah sistem GSM membutuhkan minimum 2,4MHz untuk memulai layanan dengan menggunakan sebuah carrier GSM tunggal dengan pola penggunaan frekuensi ulang dalam pola empat kali tiga. Dalam lingkup medan RF yang sulit, kebutuhannya dapat dinaikkan menjadi 3,2MHz atau lebih.

Migrasi TACS ke GSM yang telah berhasil adalah di Hongkong oleh Hutchison Telecommunications selama periode tahun 1994-1996, dari kondisi awal frekuensi 7,5MHz pada pita yang secara penuh ditempati oleh TACS dan tak ada penempatan spektrum untuk GSM. Migrasi awalnya untuk memulai GSM adalah 3,2MHz. Pada tahap awal sekelompok pelanggan dilayani melalui sistem GSM, pada fase berikutnya pelanggan TACS yang masih ada dipindahkan ke GSM sampai sistem TACS mati di tahun 1996. Akhirnya sistem GSM mendapat warisan spektrum sebesar 7,5MHz secara penuh.

Sebaliknya di Inggris, dua operator GSM; Cellnet dan Vodafone mengoperasikan TACS dan GSM secara paralel dengan rencana penghentian TACS tak sampai abad mendatang. Strateginya adalah tarif GSM dibuat lebih menarik daripada TACS serta dengan harga perangkat genggam (handset) yang disubsidi akan menyebabkan para pelanggannya berpindah secara pelan-pelan. Dengan 30.000 pelanggan yang bermigrasi dari layanan analog TACS ke digital GSM900 setiap bulan, Cellnet harus mengolah frekuensi yang dimilikinya untuk memperluas jumlah spektrum radio yang disediakan bagi GSM dalam pita 900MHz. Kondisi tersebut menghasilkan dua masalah. Pertama adalah Cellnet hanya mempunyai spektrum 2 x 5MHz yang dialokasikan untuk layanan GSM dibandingkan dengan 2 x 7,5MHz untuk TACS yang analog. Oleh sebab itu diperlukan spektrum tambahan untuk menambah cakupan jaringan GSM sehingga terpaksa akan mengorbankan layanan analognya itu sendiri. Kedua, ketika frekuensi TACS pada awalnya dialokasikan 13 tahun yang lalu, Cellnet tidak ditawari spektrum frekuensi sebagai suatu blok yang sifatnya berdampingan tetapi bersisip-sisipan dengan frekuensi operator saingannya, Vodafone. Dari sini Cellnet menempuh jalan negosiasi sehingga dapat memindah frekuensi untuk membuat lokasinya berdampingan. Dengan demikian, kedua operator tersebut dapat bekerja secara independen dalam menyebarkan jaringan frekuensi mereka masing-masing.

Kini Cellnet telah memiliki 2 x 2MHz untuk GSM, memperkecil alokasi TACSnya menjadi 2 x 5,5MHz. Akhir tahun 1997 lebih jauh lagi 2 X 1MHz diubah guna menyediakan 2 x 10MHz secara penuh untuk GSM. Para pelanggan analog sisanya akan dipaksa berada pada sebuah blok frekuensi yang dirancang sebagai Extended TACS (E-TACS).

Migrasi dengan cara pita ganda (dual-band network) merupakan suatu strategi yang umumnya dikaitkan dengan gabungan antara GSM dengan DCS1800 karena standar-standar yang ada untuk kedua pita frekuensi menggunakan teknologi GSM untuk beroperasi sebagai sebuah sistem tunggal. Pita ganda sesungguhnya memperluas spektrum DCS1800 yang digunakan guna menambah kapasitas pada jaringan GSM yang telah ada.

Aspek yang paling berarti dari migrasi jenis ini adalah kemampuan sistem DCS1800 dan GSM900 untuk berbagi dalam perangkat pengidentifikasi PLMN (Public Land Mobile Network) dan pengidentifikasi jaringan GSM yang sama.

Dengan adanya pita ganda ini sebuah telepon genggam dapat dipakai untuk jaringan GSM900 dan GSM1800, sehingga memungkinkan spot cakupan di lingkungan industri dalam daerah frekuensi 1800MHz, di saat daerah urban yang dibangun dengan pesat menyebabkan masalah dalam hal kapasitas untuk frekuensi GSM900.

Untuk Migrasi ke jaringan mode ganda, kejadiannya umumnya adalah di Amerika Utara pada pita 800MHz. IS-88 NAMPS, IS-54/IS-136 US-TDMA dan IS-95 CDMA, yang kesemuanya menggunakan spesifikasi mode ganda AMPS analog sehingga telepon genggam mode ganda akan memproses panggilan sebagai seorang pelanggan AMPS biasa ketika ia berada di dalam daerah yang hanya memiliki cakupan AMPS.

Tujuan pokok di belakang setiap spesifikasi mode ganda adalah untuk menaikkan kapasitas sistem dalam suatu daerah yang seringkali macet komunikasinya karena demikian padatnya lalulintas komunikasi yang terjadi. Caranya dengan menggunakan sistem overlay (yang ditumpang-tindihkan) dalam suatu daerah inti seperti di sebuah kota besar. Di bagian tepi dari sistem overlay ini, komunikasi dapat dipindahkan (hand-off) ke sel analog AMPS.

NAMPS dan sistem IS-54 US-TDMA menggunakan perangkat kanal-kanal persinyalan yang sama seperti AMPS. Sistem tersebut memilih apakah menggunakan kanal pada AMPS atau sistem overlay-nya tergantung kepada kemampuan telepon genggamnya, seraya melaporkan ke base station nya pada saat penciptaan hubungan.

CDMA dan IS-136 US-TDMA menggunakan kanal persinyalan yang terpisah dengan AMPS. Telepon seorang pelanggan akan selalu berusaha untuk mencari dan mengunci ke sistem digital. Jika tidak menemukan sistem digital maka ia akan di-default ke AMPS. Dalam cara yang seperti ini, semua telepon genggam dalam daerah yang memiliki baik layanan digital maupun analog akan menggunakan yang digital secara otomatis.
 

Strategi migrasi dengan jaringan mode ganda/pita ganda ini sedang digunakan oleh beberapa operator di Amerika Serikat di mana beberapa operator yang memiliki frekuensi AMPS 800MHz membeli spektrum pada 1900MHz untuk sistem-sistem PCS. Pada umumnya ini merupakan suatu usaha untuk menciptakan cakupan regional maupun nasional karena peraturan pemerintah ferderal Amerika tidak mengijinkan operator memiliki kedua frekuensi, yakni 800MHz dan 1900MHz pada daerah yang sama.

Strategi pemasarannya adalah menjual telepon genggam yang memiliki kemampuan mode ganda/pita ganda sehingga dapat diperoleh cakupan secara nasional. Umumnya operator yang memanfaatkan strategi ini menggunakan sistem digital pada frekuensi 1900MHz (baik IS-95 CDMA maupun IS-136 TDMA) dan AMPS dalam pita 800MHz atau mungkin juga mode ganda dengan teknologi digital seperti pada daerah frekuensi 1900MHz yang mereka miliki.

Contoh operator yang mengunakan strategi di atas adalah PrimeCo. Sekelompok operator dengan pasar AMPS 800MHz/CDMA membeli lokasi spektrum frekuensi 1900MHz untuk daerah cakupan 800MHz yang tidak mereka miliki. Telepon genggam pita ganda/mode ganda akan memungkinkan beroperasi pada sistem 1900MHz atau 800MHz. Tantangan dari strategi ini adalah pada kemampuan sebuah telepon genggam yang dapat dengan tepat memilih pita frekuensi yang benar dan protokol yang benar secara otomatis, tak peduli di manapun lokasinya. Ini jelas membutuhkan tingkat kecerdasan ekstra dari telepon genggamnya itu sendiri.

Menuju Generasi Ketiga

Definisi spektrum layanan UMTS berlandas pada kebutuhan-kebutuhan para pengguna yang bersifat spesifik sesudah tahun 2000. Pada saat itu para pengguna akan berharap bahwa jaringan radio bergerak dapat melayani berbagai macam layanan yang kurang lebih sama sebagaimana halnya pada jaringan-jaringan tetap (fixed network) B-ISDN dan PSTN/N-ISDN.

Dengan milyaran dollar investasi yang telah ditanam dalam infrastruktur GSM, tentu saja para operator di Eropa berharap bahwa migrasi ke generasi ketiga bermanfaat bagi mereka untuk tetap komitmen terhadap GSM. Untuk itulah para anggota asosiasi MoU GSM bertemu di Siprus bulan September 1997 yang lalu dalam sidang pleno ke 38. Pertemuan diawali dengan konferensi sehari yang bertemakan "Komunikasi Bergerak Masa Depan". Eropa memang telah memilih program UMTS.

Forum UMTS didirikan di bulan Juni 1996 oleh para operator, fabrikan serta yang berwenang membuat peraturan di masing-masing negara peserta (istilah singkatnya para "regulator") untuk memprediksi kondisi pasar secara akurat, studi tentang spektrum dan regulasi-regulasi yang diperlukan, maupun untuk pengembangan lebih lanjut secara umum bagi visi UMTS.

Dengan tetap sejalan terhadap komunitas GSM, forum tersebut juga telah meyetujui bahwa pendekatan yang sekarang ini dalam hal standardisasasi harus tetap dipelihara. Juga setiap perkembangan dibangun berdasar aturan-aturan yang telah ada, dan bahwa aturan yang baru harus ditentukan hanya bilamana ditemukan adanya perbedaan yang esensial antara UMTS dengan GSM.

Tujuan pokok UMTS adalah menyediakan mobilitas terminal, yang akan memungkinkan seorang pengguna untuk bergerak atau berpindah dari satu terminal ke terminal lainnya, meregistrasi layanan-layanan yang berbeda pada terminal-terminal yang berbeda pula dan memungkinkan registrasi terhadap lebih dari satu pengguna pada sebuah terminal.

Manajemen lokasi UMTS

Arsitektur Jaringan

Jaringan UMTS dapat dipandang sebagai tiga bagian modul; jaringan akses (AN; Access Network), jaringan tulang punggung (BN; Backbone Network) dan jaringan layanan (SN; Service Network).

AN menyediakan terutama fungsi-fungsi hubungan radio-transmisi dasar dan fungsi-fungsi switching lokal yang dibutuhkan untuk memungkinkan akses dari telepon bergerak ke dalam pusat-pusat jaringan tetap melalui antarmuka radio. BN menyediakan dasar infrastruktur jaringan tetap dan pusat-pusat jaringan yang memiliki kendali panggilan dan kendali hubungan yang dibutuhkan oleh UMTS. SN menyediakan kendali layanan untuk memanipulasi dan menyimpan data. Manajemen jaringan disediakan oleh sekurang-kurangnya suatu jaringan manajemen yang terpisah (UMTS TMN).

Tipe-tipe sel pada UMTS

Sel-sel mikro (radius < 1km) digunakan pada daerah yang memiliki lalu lintas komunikasi dengan kepadatan tinggi untuk menaikkan efesiensi spektrumnya. Sel-sel-piko (radius < 100m) digunakan secara luas untuk daerah dalam gedung yang menawarkan perangkat penuh layanan-layanan UMTS termasuk layanan-layanan data laju bit tinggi.

Penutup

Walaupun ada beberapa hal yang masih belum pasti tentang bentuk final UMTS yang akan diambil, Asosiasi MoU GSM menggambarkan bahwa generasi ketiga nantinya berpangkal pada tiga hal yakni; kapasitas, kemampuan dan isi (3C; Capacity, capability, content) dan berpendapat bahwa perpindahannya itu sendiri sifatnya gradual dan evolusioner bukan secara tiba-tiba dan revolusioner. Dengan demikian pada tahap awal, sekurang-kurangnya sistem seluler generasi ketiga tidak akan sangat berbeda dengan pendahulunya.

Daftar Pustaka

1. Guy Daniel,"Mobile Manoeuvres", Communications International, October 1997.
2. Kendrick Struthers-Watson, "Bridging the Generation Gap" Communications International, March 1997.
3. "European Solutions to Third-generation Mobile Networks", Telecommunications Development Asia-Pasific, Dec. 1995.
4. "Migration Strategies in Cellular Networks", Telecommunications Development Asia- Pasific, March 1997. q