Korelasi GPRS dengan Teknologi GSM, CDMA, Teknologi 1G, 2G, 3G, 3.5G, dan 4G

A. Koordinasi antara GPRS, GSM, dan CDMA

1. GPRS

GPRS (singkatan bahasa Inggris : General Packet Radio Service,GPRS) adalah suatu teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat dibandingkan dengan penggunaan teknologi Circuit Switch Data atau CSD. Penggabungan layanan telepon seluler dengan GPRS (General Packet Radio Service) menghasilkan generasi baru yang disebut 2.5G. Sistem GPRS dapat digunakan untuk transfer data (dalam bentuk paket data) yang berkaitan dengan e-mail, data gambar (MMS), Wireless Application Protocol (WAP), dan World Wide Web (WWW). GPRS menggunakan sistem komunikasi packet switch sebagai cara untuk mentransmisikan datanya. Packet switch adalah sebuah sistem di mana data yang akan ditransmisikan dibagi menjadi bagian-bagian kecil (paket) lalu ditransmisikan dan diubah kembali menjadi data semula. Sistem ini dapat mentransmisikan ribuan bahkan jutaan paket per detik.

Transmisi dilakukan melalui PLMN (Public Land Mobile Network) dengan menggunakan IP seperti 08063464xxx. Karena memungkinkan untuk pemakaian kanal transmisi secara bersamaan oleh pengguna lain maka biaya akses GPRS, secara teori, lebih murah daripada biaya akses CSD.

GPRS didesain untuk menyediakan layanan transfer packet data pada jaringan GSM dengan kecepatan yang lebih baik dari GSM. Kecepatan yang lebih baik ini didapat dengan menggunakan coding scheme (CS) yang berbeda dari GSM.

Komponen-komponen utama jaringan GPRS adalah:

a. GGSN (Gateway GPRS Support Node)

Gerbang penghubung jaringan GPRS ke jaringan internet. Fungsi dari komponen ini adalah sebagai interface ke PDN (Public Data Network), information routing, network screening, user screening, address mapping. GGSN bertugas:

1. Sebagai interface ke jaringan IP external seperti : public internet atau mobile service provider

2. Memutakhirkan informasi routing dari PDU ( Protokol Data Units) ke SGSN.

b. SGSN (Serving GPRS Support Node)

Gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS. Komponen ini berfungsi untuk mengantarkan paket data ke MS, update pelanggan ke HLR, registrasi pelanggan baru. Cara kerja SGSN, yaitu bertugas:

1. Mengirim paket ke Mobile Station (MS) dalam satu area

2. Mengirim sejumlah pertanyaan ke HLR untuk memperoleh profile data pelanggan GPRS (management mobility)

3.Mendeteksi MS-GPRS yang baru dalam suatu area servis yang menjadi tanggung jawabnya (location management)

4. SGSN dihubungkan keBSS pada GSM dengan koneksi frame relay melalui PCU (Packet Control Unit) didalam BSC.

c. PCU

Merupakan komponen di level BSS yang menghubungkan terminal ke jaringan GPRS

2. 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. Teknologi GSM menggunakan sistem Time Division Multiple Access (TDMA) yang membagi frekuensi radio berdasarkan satuan waktu. Teknologi ini memungkinkan untuk melayani beberapa panggilan secara sekaligus melakukan pengulangan-pengulangan dalam irisan waktu tertentu yang terdapat dalam satu channel radio, dengan alokasi kurang lebih delapan di dalam satu channel frekuensi sebesar 200 kHz per satuan waktu. Kelebihan dari GSM ini adalah interface yang tinggi bagi para provider dan penggunanya.

Contoh perangkat GSM :

Secara umum, network element dalam arsitektur jaringan GSM dapat dibagi menjadi:

a. Mobile Station (MS)

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 danpenerima 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:

- IMMSI (International Mobile Subscriber Identity), merupakan penomoran pelanggan.

- MSISDN (Mobile Subscriber ISDN), nomor yang merupakan nomor panggil pelanggan.

b. Base Station Sub-system (BSS)

Base Station System atau BSS, terdiri atas:

• BTS Base Transceiver Station, perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS dan berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal.
• BSC Base Station Controller, perangkat yang mengontrol kerja BTS-BTS yang beradadi bawahnya dan sebagai penghubung BTS dan MSC

c. Network Sub-system (NSS)

Network Sub System atau NSS, terdiri atas:

• Mobile Switching Center atau MSC, merupakan sebuah network element central dalam sebuah jaringan GSM. MSC sebagai inti dari jaringan seluler, dimana MSC berperan untuk interkoneksi hubungan pembicaraan, baik antar selular maupun dengan jaringan kabel PSTN, ataupun dengan jaringan data.
• Home Location Register atau HLR, yang berfungsi sebagai sebuah database untuk menyimpan semua data dan informasi mengenai pelanggan agar tersimpan secara permanen.
• Visitor Location Register atau VLR, yang berfungsi untuk menyimpan data dan informasi pelanggan.
• Authentication Center atau AuC, yang diperlukan untuk menyimpan semua data yang dibutuhkan untuk memeriksa keabsahaan pelanggan. Sehingga pembicaraan pelanggan yang tidak sah dapat dihindarkan.
• Equipment Identity Registration atau EIR, yang memuat data-data pelanggan.

d. Operation and Support System (OSS)

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.

Secara bersama-sama, keseluruhan network element di atas akan membentuk sebuah PLMN (Public Land Mobile Network).

3. CDMA

Code division multiple access (CDMA) adalah sebuah bentuk pemultipleksan (bukan sebuah skema pemodulasian) dan sebuah metode akses secara bersama yang membagi kanal tidak berdasarkan waktu (seperti pada TDMA) atau frekuensi (seperti pada FDMA), namun dengan cara mengkodekan data dengan sebuah kode khusus yang diasosiasikan dengan tiap kanal yang ada dan menggunakan sifat-sifat interferensi konstruktif dari kode-kode khusus itu untuk melakukan pemultipleksan.

Dalam perkembangan teknologi telekomunikasi telepon selular terutama yang berkaitan dengan generasi ke-tiga (3G), CDMA menjadi teknologi pilihan masa depan.

CDMA juga mengacu pada sistem telepon seluler digital yang menggunakan skema akses secara bersama ini,seperti yang diprakarsai oleh Qualcomm. CDMA adalah sebuah teknologi militer yang digunakan pertama kali pada Perang Dunia II oleh sekutu Inggris untuk menggagalkan usaha Jerman mengganggu transmisi mereka.Sekutu memutuskan untuk mentransmisikan tidak hanya pada satu frekuensi, namun pada beberapa frekuensi, menyulitkan Jerman untuk menangkap sinyal yang lengkap.

Keuntungan CDMA

Teknologi CDMA sendiri memiliki berbagai keuntungan jika diaplikasikan dalam sistem seluler. Keuntungan-keuntungan tersebut antara lain :

• Hanya membutuhkan satu frekuensi yang dibutuhkan untuk beberapa sektor/cell tidak membutuhkan equalizer untuk mengatasi gangguan spektrum sinyal.
• Dapat bergabung dengan metode akses lainnya, tidak membutuhkan penghitung waktu (guard time)
• Untuk melihat rentang waktu dan penjaga pita (guard band)
• Untuk menjaga intervensi antar kanal tidak membutuhkan alokasi dan pengelolaan frekuensi memiliki kapasitas yang halus untuk membatasi para pengguna akses memiliki proteksi dari proses penyadapan

Fitur

• Sinyal pesan pita sempit ( narrowband) akan digandakan dengan penyebaran sinyal pita lebar (wideband) atau pseudonoise code
• Setiap user mempunyai pseudonoise (PN) code sendiri sendiri.
• Soft capacity limit: performance sistem akan berubah untuk semua pengguna begitu nomor -pengguna meningkat.
• Near-far problem (masalah dekat-jauh)
• Interference terbatas:kontrol daya sangat diperlukan lebar bandwidth menimbulkan keanekaragaman, sehingga menggunakan rake receiver. Akan membutuhkan semua komputer yang pernah dibuat oleh manusia diatas bumi untuk memecahkan kode dari satu setengah percakapan dalam sistem CDMA.

Contoh perangkat CDMA :

B. Perbedaan 1G, 2G, 2.5G, 3G, 3.5G dan 4G serta Kaitannya dengan Teknologi GPRS

Perjalanan Generasi

Sebelum kita membahas lebih jauh mengenai hal utama di atas, terlebih dahulu mari kita lihata bagaimana perjalanan generasi dari teknologi yang akan di bahas berikut :

1. 1G - Original analog cellular for voice (AMPS, NMT, TACS) 14.4 kbps

2. 2G - Digital narrowband circuit data (TDMA, CDMA) 9-14.4 kbps

3. 2.5G - Packet data onto a 2G network (GPRS, EDGE) 20-40 kpbs

4. 3G - Digital broadband packet data (CDMA, EV-DO, UMTS, EDGE) 500-700 kbps

5. 3.5G - Replacement for EDGE is HSPA 1-3 mbps and HSDPA up to 7.2Mbps

6. 4G - Digital broadband packet data all IP (Wi-Fi, WIMAX, LTE) 3-5 mbps

7. 5G - Gigabit per second in a few years (?) 1+ gbps

Kemunculan GPRS didahului dengan penemuan telepon genggam generasi 1G dan 2G yang kemudian mencetuskan ide akan penemuan GPRS. Penemuan GPRS terus berkembang hingga kemunculan generasi 3G, 3,5G, dan 4G. Perkembangan teknologi komunikasi ini disebabkan oleh keinginan untuk selalu memperbaiki kinerja, kemampuan dan efisiensi dari teknologi generasi sebelumnya.

Generasi Pertama (1G)

Generasi pertama : hampir seluruh sistem pada generasi ini merupakan sistem analog dengan kecepatan rendah (low-speed) dan suara sebagai objek utama. Contoh NMT (Nordic Mobile Telephone) dan AMPS (Analog Mobile Phone System). 

Contoh perangkat 1G:

Generasi Kedua (2G)

Generasi kedua ini dijadikan standar komersial dengan format digital, kecepatan rendah - menengah. Contoh GSM dan CDMA 2000 1xRTT. GSM dan CDMA mewakili generasi kedua. Generasi kedua memiliki fitur CSD sehingga transfer data lebih cepat sekitar 14.4 Kbps. Kita juga dapat mengirimkan pesan teks. Akan tetapi fitur CSD ini sangat mahal karena menggunakan dial-up yang dihitung per menit.

Generasi ke-2.5 (2.5G)

Generasi kedua ini berciri digital, kecepatan menengah (hingga 150 Kbps). Teknologi yang termasuk kategori 2.5G adalah layanan berbasis data seperti GPRS dan EDGE pada domain GSM dan PDN (Packet Data Network) pada domain CDMA. 

Generasi Ketiga (3G)

Generasi ketiga : digital, mampu mentransfer data dengan kecepatan tinggi (high-speed) dan aplikasi multimedia, untuk pita lebar (broadband). Contoh: W-CDMA (atau dikenal juga dengan UMTS) dan CDMA2000 1xEV-DO. Antara tahun 2001 sampai 2003, EVDO Rev 0 pada CDMA2000 dan UMTS pada GSM pertama yang merupakan cikal bakal generasi ke tiga (3G) diperkenalkan. Tapi ini bukan berarti GPRS telah mati. Justru saat itu muncul EDGE – Enhanced Data - rates for GSM Evolution – ini diharapkan akan menjadi pengganti GPRS yang baik, karena tidak perlu mengupgrade hardware secara ekstrem dan tidak terlalu banyak mengeluarkan biaya. dengan EDGE anda sudah dapat merasakan kecepatan dua kali lebih cepat daripada GPRS akan tetapi tetap saja masih kurang cepat dari 3G.

Melalui 3G, pengguna telepon selular dapat memiliki akses cepat ke internet dengan bandwidth sampai 384 kilobit setiap detik ketika alat tersebut berada pada kondisi diam atau bergerak secepat pejalan kaki. Akses yang cepat ini merupakan andalan dari 3G yang tentunya mampu memberikan fasilitas yang beragam pada pengguna seperti menonton video secara langsung dari internet atau berbicara dengan orang lain menggunakan video. 3G mengalahkan semua pendahulunya,baik GSM maupun GPRS. Beberapa perusahaan seluler dunia akan menjadikan 3G sebagai standar baru jaringan nirkabel yang beredar di pasaran ataupun negara berkembang.

Contoh perangkat 3G :

Generasi Ke-3.5 (3.5G)

HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) merupakan perkembangan akses data selanjutnya dari 3G. HSDPA sering disebut dengan generasi 3.5 (3.5G) karena HSDPA masih berjalan pada platform 3G. Secara teori kecepatan akses data HSDPA sama seperti 480kbps, tapi pastinya HSDPA lebih cepat lah. Kalau gak lebih cepat apa gunanya menciptakan HSDPA. Semakin baru tekonologi pastinya semakin bagus. 

Generasi Keempat (4G)

4G adalah singkatan dari istilah dalam bahasa Inggris: fourth-generation technology. Nama resmi dari teknologi 4G ini menurut IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) adalah "3G and beyond". Sebelum 4G, High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) yang kadangkala disebut sebagai teknologi 3,5G telah dikembangkan oleh WCDMA sama seperti EV-DO mengembangkan CDMA2000. HSDPA adalah sebuah protokol telepon genggam yang memberikan jalur evolusi untuk jaringan Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) yang akan dapat memberikan kapasitas data yang lebih besar (sampai 14,4 Mbit/detik arah turun). Bayangkan dengan kecepatan super itu kita dapat dengan mudah mendowload film dengan kualitas HD. Dan dalam waktu yang singkat tentu saja. untuk mendownload film berkapasitas 6GB saja hanya diperlukan waktu 6 Menit. Luar biasa ..!! mari kita tunggu kedatangan teknologi yang super cepat ini. selain itu ini adalah salahsatu solusi yang paling efektif untuk jaringan internet dipedasaan karena lebih baik menanam 1 menara 4G untuk ber mil-mil jauhnya, daripada dengan menyelimuti sawah-sawah dengan kabel fiber optik.