Resume Jaringan Seluler
Multiple Access
(Metode Akses Jamak)
Berdasarakan
Wikipedia, Akses ganda (Bahasa Inggris: multiple
access), sesuai dengan artinya, berarti satu server di-akses oleh banyak client. Jadi, teknik multiple access adalah teknik yang
memungkinkan beberapa pelanggan untuk meng-akses satu server, misalnya banyak
pelanggan telepon seluler meng-akses satu BTS, banyak stasiun bumi meng-akses
satu buah satelit, dan contoh lainnya.
Multiple access
berkaitan dengan pembagian transponder resource ke dalam sejumlah kanal-kanal
untuk keperluan akses secara bersamaan. Pembagian resource dari transponder
tersebut dapat dilakukan dalam lingkup frekuensi, waktu dank ode.
Macam-macam multiple
access anatara lain :
- FDMA (Frequency Division Multiple
Access)
FDMA adalah penggunaan
secara bersama-sama sebuah jalur frekuensi transponder satelit oleh beberapa
sinyal carrier, dimana setiap carrier akan menduduki jalur tertentu tanpa
terjadi tumpang tindih satu sama lainnya.
- TDMA (Time Division Multiple Access)
TDMA adalah penggunaan
secara bersama-sama sebuah jalur frekuensi transponder satelit oleh beberapa
sinyal carrier, dimana setiap carrier akan menduduki jalur frekuensi yang sama
pada waktu yang berlainan secar berurutan waktunya. Setiap saat sinyal akan
dikompres menjadi pecahan-pecahan dengan kecepatan tinggi dan dipancarkan
secara bergantian waktunya.
- CDMA (Code Division Multiple
Access)
CDMA adalah
penggunaan secara bersama-sama sebuah jalur frekuensi transponder satelit oleh
beberapa sinyal carrier, dimana setiap carrier akan menduduki frekuensi yang
sama pada waktu yang bersamaan. Setiap sinyal akan mempunyai karakteristik identifikasi/kode
yang berlainan.
Modulasi
Modulasi frekuensi radio memungkinkan beberapa
pengiriman untuk berdampingan pada waktu dan ruang tanpa saling mengganggu oleh
penggunaan frekuensi pembawa yang berbeda. Sebagai contoh, untuk sistem
penyiaran radio atau televisi, beberapa stasiun penyiaran dalam daerah
frekuensi radio berbeda tugas juga bentuk sinyal spectra dari stasiun tidak
saling meliputi. Radio dan pesawat televisi dapat di setel ke penerima program
khusus dengan mengatur bagian perangkat Band Pass Filter (BPF). Band Pass
Filter (BPF) melewatkan sinyal hanya sekitar frekuensi tengah khusus dan
menolak yang lain, dan menghasilkan sinyal yang dapat dimodulasi tanpa gangguan
dari stasiun lain. Sekarang ini, pengiriman informasi paling diatas dari system
penyiaran radio dan televisi adalah dalam bentuk analog. Akan tetapi, system
penyiaran digital memberikan kualitas lebih baik dari audio dan video akan
menjadi terkenal di masa depan.
Dalam FDMA
frekuensi dibagi menjadi beberapa kanal frekuensi yang lebih sempit. Tiap
pengguna akan mendapatkan kanal frekuensi yang berbeda untuk berkomunikasi
secara bersamaan. Pengalokasian frekuensi pada FDMA bersifat eksklusif karena
kanal frekuensi yang telah digunakan oleh seorang pengguna tidak dapat
digunakan oleh pengguna yang lain. Antar kanal dipisahkan dengan bidang
frekuensi yang lebih sempit lagi (guard band) untuk menghindari interferens
antar kanal yang berdekatan (adjacent channel). Informasi bidang dasar yang
dikirim ditumpangkan pada isyarat pembawa (carrier signal) agar menempati
alokasi frekuensi yang diberikan.
Sebagai contoh dari sistem time division multiple access dapat dilihat pada gambar dibawah. Hal ini berdasarkan skenario uplink untuk sistem seluler, dimana seluruh pengguna K yang aktif ingin mengirim pesan ke base station. Semua pengguna yang aktif pada sistem ini menggunakan pita frekuensi yang sama dengan frekuensi tengah fc akan tetapi slot waktunya berbeda berdasarkan gambar diatas. Pengguna pertama mengirimkan pesan menggunakan slot pertama, Pengguna kedua mengirimkan pesan menggunakan slot kedua, dan seterusnya. Dengan daya penguat dan antena, sinyal yang dimodulasi dikirim melalui media udara menggunakan gelombang elektromagnetik. Untuk pengguna tertentu, pemancar dapat menggunakan mode daya yang rendah selama interval waktudari slot non-owing, sehingga dapat mengurangi konsumsi daya di pemancar.
Pada penerima, semua sinyal yang
ditransmisikan digabung bersama di antena penerima. Selanjutnya, rangkaian
penguat pada penerima digunakan untuk menguatkan sinyal yang diterima dari
antena, dan tapis band-pass digunakan untuk menyaring keluar sinyal yang tidak
dinginkan (noise). Setelah itu semua sinyal dari pengguna adalah
non-overlapping dalam domain waktu, kita dapat menggunakan demodulator tunggal
untuk memperoleh kembali pesan yang dikirim dari semua pengguna. Selanjutnya,
pesan yang didemodulasi akan didistribusikan ke pengguna yang sesuai
menggunakan demultiplexer. Multiplexer bekerja seperti switch. Jika keluaran
dari demultiplexer diperoleh dari slot 1, selanjutnya switch mengarahkan ke
output saluran dari pengguna 1, dan seterusnya. Oleh karena itu, semua pesan
dari pengguna dapat di peroleh kembali pada sisi akhir penerima. Pada sistem
TDMA, pengguna k dapat mengirimkan berupa data dalam slot waktu yang ditugaskan
untuk pengguna k. Oleh karena itu, setiap pengguna data tidak ditransmisikan
secara terus-menerus. Berdasar scenario ini, timbul pertanyaan mengapa suara
dapat ditransmisikan dan diterima secara terus menerus dalam sistem TDMA tanpa
ada pembagian waktu. Permasalahan ini dapat diselesaikan dengan pembagian
sinyal suara yang terus-menerus menjadi segmen kecil. Contoh, untuk empat orang
pengguna pada sistem 30 TUGAS KOMUNIKASI DIGITAL : Putu Nopa Gunawan/D411 10
009 TDMA, asumsikan bahwa setiap slot menempati 1 ms. Selanjutnya setiap
pengguna dapat menggunakan 1 slot setiap 4 ms. Sinyal suara selanjutnya dibagi
dalam segmen masing-masing sebesar 4 ms. Setiap segmen selanjutnya mengubah dan
dikompresi menjadi bentuk digital. Asumsikan bahwa total bits B dari data suara
diproduksi untuk masing-masing segmen sinyal suara. Selanjutnya pemancar
mengirim bit B selama waktu yang diperbolehkan yaitu 1 ms tiap slot, seperti
terlihat pada gambar dibawah. Penerima menerima setiap data pengguna pada slot
waktu yang sesuai dan merekonstruksi sinyal suara seperti yang disebutkan
sebelumnya yaitu 4 ms. Semua rekonstruksi segmen suara digabungkan dalam waktu,
menghasilkan sinyal suara yang kontinu.
Dalam CDMA setiap pengguna menggunakan
frekuensi yang sama dalam waktu bersamaan tetapi menggunakan sandi unik yang
saling ortogonal. Sandi-sandi ini membedakan antara pengguna satu dengan
pengguna yang lain. Pada jumlah pengguna yang besar, dalam bidang frekuensi
yang diberikan akan ada banyak sinyal dari pengguna sehingga interferens akan
meningkat. Kondisi ini akan menurunkan unjuk-kerja sistem. Ini berarti,
kapasitas dan kualitas sistem dibatasi oleh daya interferens yang timbul pada
lebar bidang frekuensi yang digunakan. CDMA merupakan akses jamak yang
menggunakan prinsip komunikasi spectrum tersebar. Isyarat bidang dasar yang
hendak dikirim disebar dengan menggunakan isyarat dengan lebar bidang yang
besar yang disebut sebagai isyarat penyebar (spreading signal). Metode ini
dapat dianalogikan dengan cara berkomunikasi dalam satu ruangan yang besar.
Setiap pasangan dapat berkomunikasi secara bersama-sama tetapi dengan bahasa
yang berbeda, sehingga pembicaraan pasangan satu bisa dianggap seperti suara
kipas bagi pengguna yang lain, karena tidak diketahui maknanya. Pada saat
banyak yang berkomunikasi maka ruangan menjadi bising. Kondisi ini membuat
ruangan menjadi tidak kondusif lagi untuk berkomunikasi. Oleh karena itu,
jumlah yang berkomunikasimharus dibatasi. Agar jumlah yang berkomunikasi bisa
maksimal maka kuat suara tiap pembicara tidak boleh terlalu keras.
Sistem transmisi spektrum tersebar adalah
sebuah teknik yang mentransmisikan suatu isyarat dengan lebar bidang frekuensi
tertentu menjadi suatu isyarat yang memiliki lebar bidang frekuensi yang jauh
lebih besar. Aliran data asli dikalikan secara biner dengan sandi penyebar yang
memilki lebar bidang yang jauh lebih besar daripada isyarat asal. Bit-bit dalam
sandi penyebar dikenal dengan chip untuk membedakannya dengan bit-bit dalam
aliran data yang dikenal dengan simbol. Setiap pengguna memiliki sandi penyebar
yang berbeda dengan pengguna yang lain. Sandi yang sama digunakan pada kedua
sisi kanal radio, menyebarkan isyarat asal menjadi isyarat bidang lebar, dan
mengawasebarkan kembali isyarat bidang lebar menjadi isyarat bidang sempit
asal. Nisbah antara lebar bidang transmisi dengan lebar bidang isyarat asal
dikenal dengan processing gain. Secara sederhana, processing gain menunjukkan
berapa buah chip yang digunakan untuk menyebarkan sebuah simbol data.
Sandi-sandi
penyebar bersifat unik, jika
seorang pengguna telah mengawasebarkan isyarat bidang lebar yang diterima,
isyarat yang dibawasebarkan hanyalah isyarat dari pengirim yang memiliki sandi
penyebar yang sama. Sebuah sandi penyebar memilki korelasi-silang yang rendah
dengan sandi penyebar yang lain. Jika sebuah sandi benar-benar ortogonal, maka
korelasi-silang antara sebuah sandi dengan sandi yang lainnya adalah nol. Hal
ini berarti beberapa isyarat bidang lebar dapat menggunakan frekuensi yang sama
tanpa adanya interferens satu sama lain. Energi isyarat bidang lebar disebarkan
sepanjang lebar bidang yang amat besar sehingga dapat dianggap sebagai derau
jika dibandingkan dengan isyarat aslinya atau dengan kata lain memiliki power
spectral density yang rendah. Ketika sebuah isyarat bidang lebar dikorelasikan
dengan sandi penyebar tertentu, hanya isyarat dengan sandi penyebar yang sama
yang akan diawasebarkan, sedangkan isyarat dari pengguna lain akan tetap
tersebar.
Handoff
Pada komunikasi
seluler, istilah handoff merupakan
proses transfer suatu data session dari
suatu kanal yang terhubung dalam satu inti jaringan ke kanal lain. Pada komunikasi
satelit, istilah tersebut diartikan pengalihan tanggung jawab
kontrol satelit dari satu stasiun bumi ke stasiun yg lain tanpa kesalahan (loss)
atau interupsi layanan. Istilah British English untuk panggilan seluler adalah
handover, yang terminologinya berstandar 3GPP yang berasal dari teknologi Eropa
seperti GSM dan
UMTS. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut:
Ketika telepon (user) berpindah dari suatu area yang dilungkupi oleh suatu sel dan memasuki kawasan yang dilingkupi oleh sel yang lain pula, maka panggilan tersebut dipindahkan ke sel kedua untuk mencegah terjadinya kegagalan panggilan (call termination) ketika user berpindah ke lokasi yang tidak dilingkupi oleh sel yang pertama tadi.
Ketika kapasitas untuk koneksi panggilan baru dari sel yang ada telah digunakan, dan baik panggilan baru maupun yang sedang berlangsung (existing) yang bertempat di area yang juga dilingkupi oleh sel lain (overlap), maka panggilan tersebut ditransfer ke sel kedua dengan tujuan membebaskan beberapa kapasitas pada sel pertama untuk pengguna lain yang dapat dihubungkan ke sel tersebut.
Pada jaringan non-CDMA, ketika suatu kanal digunakan oleh suatu user mengalami interferensi dengan user lain yang menggunakan kanal yang sama dalam sel yang berbeda, panggilan tersebut dialihkan ke sel lain untuk menghindari inteferensi.
Pada jaringan non-CDMA, ketika perilaku pengguna berubah misalnya pengguna yang berpindah-pindah dengan cepat, terhubung pada sel yang besar, tipe sel umbrella, terhenti kemudian panggilannya dapat dialihkan ke sel makro yang lebih kecil atau bahkan sel mikro dengan maksud membebaskan kapasitas pada sel umbrella untuk pengguna fast-travelling lainnya atau untuk mengurangi interferensi yang potensial terjadi ke sel lain atau pengguna lain (hal ini dapat terjadi sebaliknya, ketika pengguna dideteksi berpindah tempat lebih cepat dari ambang pintu (threshold) yang sudah pasti, panggilan dapat dialihkan ke sel tipe umbrella yang lebih besar untuk meminimalkan frekuensi terjadinya handoff selama perpindahan tersebut).
Pada jaringan CDMA suatu soft handoff dapat dilakukan dengan tujuan mengurangi interferensi ke suatu sel yang berdekatan yang lebih kecil karena efek “near far” meskipun user masih terhubung pada koneksi yang sangat baik. Hal yang paling mendasar pada handoff (handover) adalah ketika panggilan yang sedang berlangsung dialihkan dari sel asal (source cell) dan menggunakan kanal pada kanal tersebut ke kanal baru (target cell) dan sebuah kanal. Pada jaringan terestrial baik souce maupun target, dapat disediakan dalam dua atau satu situs sel dan sel yang sama (pada kasus yang terakhir dua sel merepresentasikan dua sektor dalam situs sel tersebut). Misalnya handoff ketika source dan target berada pada sel yang berbeda (meskipun seandainya dalam satu situs sel) disebut inter-cell handoff.
Tujuan dari inter-cell handoff adalah untuk menjaga panggilan yang dilakukan oleh user yang berpindah tempat keluar dari area yang tidak di-cover oleh sel asal (source cell) dan memasuki area sel target. Kasus khusus juga bisa terjadi, yaitu ketika source dan target berada dalam satu sel dan hanya penggunaan kanalnya yang diubah selama handoff. Seperti handoff, yang selnya tidak berubah, disebut intra-cell handoff. Tujuannya adalah mengubah suatu kanal, yang mungkin diinterferensi atau terjadi fadding dengan suatu kanal yang lebih jernih atau dengan sedikit fadding.
Ketika telepon (user) berpindah dari suatu area yang dilungkupi oleh suatu sel dan memasuki kawasan yang dilingkupi oleh sel yang lain pula, maka panggilan tersebut dipindahkan ke sel kedua untuk mencegah terjadinya kegagalan panggilan (call termination) ketika user berpindah ke lokasi yang tidak dilingkupi oleh sel yang pertama tadi.
Ketika kapasitas untuk koneksi panggilan baru dari sel yang ada telah digunakan, dan baik panggilan baru maupun yang sedang berlangsung (existing) yang bertempat di area yang juga dilingkupi oleh sel lain (overlap), maka panggilan tersebut ditransfer ke sel kedua dengan tujuan membebaskan beberapa kapasitas pada sel pertama untuk pengguna lain yang dapat dihubungkan ke sel tersebut.
Pada jaringan non-CDMA, ketika suatu kanal digunakan oleh suatu user mengalami interferensi dengan user lain yang menggunakan kanal yang sama dalam sel yang berbeda, panggilan tersebut dialihkan ke sel lain untuk menghindari inteferensi.
Pada jaringan non-CDMA, ketika perilaku pengguna berubah misalnya pengguna yang berpindah-pindah dengan cepat, terhubung pada sel yang besar, tipe sel umbrella, terhenti kemudian panggilannya dapat dialihkan ke sel makro yang lebih kecil atau bahkan sel mikro dengan maksud membebaskan kapasitas pada sel umbrella untuk pengguna fast-travelling lainnya atau untuk mengurangi interferensi yang potensial terjadi ke sel lain atau pengguna lain (hal ini dapat terjadi sebaliknya, ketika pengguna dideteksi berpindah tempat lebih cepat dari ambang pintu (threshold) yang sudah pasti, panggilan dapat dialihkan ke sel tipe umbrella yang lebih besar untuk meminimalkan frekuensi terjadinya handoff selama perpindahan tersebut).
Pada jaringan CDMA suatu soft handoff dapat dilakukan dengan tujuan mengurangi interferensi ke suatu sel yang berdekatan yang lebih kecil karena efek “near far” meskipun user masih terhubung pada koneksi yang sangat baik. Hal yang paling mendasar pada handoff (handover) adalah ketika panggilan yang sedang berlangsung dialihkan dari sel asal (source cell) dan menggunakan kanal pada kanal tersebut ke kanal baru (target cell) dan sebuah kanal. Pada jaringan terestrial baik souce maupun target, dapat disediakan dalam dua atau satu situs sel dan sel yang sama (pada kasus yang terakhir dua sel merepresentasikan dua sektor dalam situs sel tersebut). Misalnya handoff ketika source dan target berada pada sel yang berbeda (meskipun seandainya dalam satu situs sel) disebut inter-cell handoff.
Tujuan dari inter-cell handoff adalah untuk menjaga panggilan yang dilakukan oleh user yang berpindah tempat keluar dari area yang tidak di-cover oleh sel asal (source cell) dan memasuki area sel target. Kasus khusus juga bisa terjadi, yaitu ketika source dan target berada dalam satu sel dan hanya penggunaan kanalnya yang diubah selama handoff. Seperti handoff, yang selnya tidak berubah, disebut intra-cell handoff. Tujuannya adalah mengubah suatu kanal, yang mungkin diinterferensi atau terjadi fadding dengan suatu kanal yang lebih jernih atau dengan sedikit fadding.
Kegunaan dari
hard handoff adalah apabila terjadi suatu keadaan dimana suatu panggilan hanya
menggunakan satu kanal. Hard handoff dilakukan secara singkat dan seringkali
tidak dirasakan oleh pengguna. Pada sistem analog bisa saja terdengar seperti
bunyi “klik” atau “beep” yang sangat singkat, sedangkan pada sistem digital hal
ini hampir tidak terasa. Keuntungan lain dari hard handoff adalah perangkat
telepon tidak memerlukan kemampuan untuk menerima dua atau lebih kanal secara
paralel, sehingga lebih murah dan sederhana. Namun hal ini juga memiliki
kekurangan, yaitu tingkat keberhasilan yang rendah dimana kerap kali terjadi
panggilan putus atau terganggu.
Teknologi yang mendukung hard handoff biasanya
memiliki prosedur atau tata cara untuk menstabilkan koneksi dari sel sumber
apabila koneksi ke sel target tidak dapat dilakukan (gagal). Namun sayangnya
proses stabilisasi ulang ini tak selalu berhasil (pada beberapa kasus panggilan
akan terputus) dan bahkan memungkinkan pula prosedur tersebut justru
mengakibatkan putusnya sambungan.
Komentar
Posting Komentar