BAB II SISTEM TRANSMISI A. Pengenalan Transmisi
Dalam bidang telekomunikasi, transmisi adalah sebuah usaha untuk mengirimkan pesan elektris dengan memanfaatkan fenomena energi teradiasi yang dapat merambat melalui melalui media fisis. fisis. Pesan ini dapat berupa berupa urutan dari satuan-sat satuan-satuan uan data (data (data units), seperti binary digits, frames dan blocks. blocks. Dalam istilah komunikasi, sebuah frame adalah sebuah packet (blok informasi pada jaringan komputer) yang dikodekan untuk proses transmisi pada link tertentu. link tertentu. Bentuk visualisasinya tampak pada gambar berikut:
Transmisi bisa dibagi menjadi dua bagian, yaitu: 1. Pengi Pengiri rima man n siny sinyal al,, pesan, pesan, atau bentu bentuk k apa apa saja saja dari dari info inform rmas asii oleh oleh pengi pengiri rim m kepada penerima di tempat yang lain. 2. Rambat Rambatan an sinyal sinyal dengan dengan berbag berbagai ai cara cara sepert sepertii telegr telegraf, af, telepon, telepon, radio, radio, televi televisi, si, atau faksimili via medium apa saja, seperti kawat, kabel koaksial, gelombang microwave, kabel serat optik, atau frekuensi radio. Dalam Dalam ilmu ilmu transm transmisi isi,, medium medium yang yang digunak digunakan an untuk untuk mengir mengirimk imkan an infoma infomasi si dari dari pengirim ke penerima sering disebut sebagai kanal (channel) (channel)..
B. Transmisi Data
Transmisi data adalah proses pemindahan informasi (bentuk apa saja) dari tempat yang satu ke tempat lainnya. Pada zaman dahulu, proses ini dilakukan secara manual dengan mengirmkan seorang kurir. Proses pengiriman data ini selanjutnya mengalami perkem perkembang bangan an sepert sepertii pengir pengirima iman n inform informasi asi dengan dengan asap asap yang yang dilaku dilakukan kan oleh oleh suku suku Indian, sampai dengan menggunakan kawat tembaga seperti metode kode Morse. Di dalam istilah komputer, transmisi data bisa diartikan sebagai pengiriman arus ( stream) stream) bits atau atau bytes dari suatu lokasi yang satu ke lokasi lainnya dengan menggunakan aplikasi teknologi seperti kawat tembaga, serat optik, laser, radio, cahaya Bluetooth. Contoh sederhananya antara lain infra merah bahkan sampai ke teknologi Bluetooth. perpindahan data dari suatu media penyimpanan storage ( storage device) device) ke media penyimpanan server ke yang lainnya, atau pengakasesan website yang meliputi transfer data dari web server ke browser pengguna. browser pengguna. protocol data Konsep yang masih berhubungan dengan transmisi data adalah protocol transmission. transmission. Protok Protokol ol ini adalah adalah kumpul kumpulan an peratu peraturan ran-pe -perat ratura uran n standa standarr mengen mengenai ai representasi data, pensinyalan, autentifikasi, dan deteksi error yang dibutuhkan untuk mengirimkan informasi pada kanal telekomunikasi. Contoh dari protokol komunikasi yang diadaptasikan pada komunikasi suara ialah ketika sebuah sinyal informasi dari handphone dikirimkan dikirimkan kepada Base Transceiver Transceiver Station Station (BTS). Protokol komunikasi pada pada jaring jaringan an digit digital al mempuny mempunyai ai kriter kriteria ia
yang yang dituju ditujukan kan untuk untuk proses proses kelancar kelancaran an
pertukaran data pada kanal komunikasi yang tidak sempurna. Protokol komunikasi pada dasarn dasarnya ya mengik mengikuti uti aturan aturan-at -atura uran n terten tertentu tu sehing sehingga ga sistem sistem yang yang diling dilingkup kupiny inyaa bisa bisa (packet based berjalan dengan baik. Protokol sekarang ini berbasis komunikasi paket packet communication). communication).
C. Sistem Transmisi
Sistem Transmisi adalah sebuah sistem yang menstransmisikan sinyal dari tempat yang satu ke tempat yang lainnya. Sistem Transmisi terdiri atas jalur yang mempunyai bandwi bandwidth dth besar, besar, menyus menyusun un backbon backbonee kepada kepada jaring jaringan. an. Sistem Sistem ini melaya melayani ni banyak banyak sekali konsumen atau pelanggan yang mempunyai kebutuhan yang berbeda-beda. Oleh karena itu, sistem transmisi yang baik harus memiliki spesifikasi yang fleksibel, tahan
Transmisi data adalah proses pemindahan informasi (bentuk apa saja) dari tempat yang satu ke tempat lainnya. Pada zaman dahulu, proses ini dilakukan secara manual dengan mengirmkan seorang kurir. Proses pengiriman data ini selanjutnya mengalami perkem perkembang bangan an sepert sepertii pengir pengirima iman n inform informasi asi dengan dengan asap asap yang yang dilaku dilakukan kan oleh oleh suku suku Indian, sampai dengan menggunakan kawat tembaga seperti metode kode Morse. Di dalam istilah komputer, transmisi data bisa diartikan sebagai pengiriman arus ( stream) stream) bits atau atau bytes dari suatu lokasi yang satu ke lokasi lainnya dengan menggunakan aplikasi teknologi seperti kawat tembaga, serat optik, laser, radio, cahaya Bluetooth. Contoh sederhananya antara lain infra merah bahkan sampai ke teknologi Bluetooth. perpindahan data dari suatu media penyimpanan storage ( storage device) device) ke media penyimpanan server ke yang lainnya, atau pengakasesan website yang meliputi transfer data dari web server ke browser pengguna. browser pengguna. protocol data Konsep yang masih berhubungan dengan transmisi data adalah protocol transmission. transmission. Protok Protokol ol ini adalah adalah kumpul kumpulan an peratu peraturan ran-pe -perat ratura uran n standa standarr mengen mengenai ai representasi data, pensinyalan, autentifikasi, dan deteksi error yang dibutuhkan untuk mengirimkan informasi pada kanal telekomunikasi. Contoh dari protokol komunikasi yang diadaptasikan pada komunikasi suara ialah ketika sebuah sinyal informasi dari handphone dikirimkan dikirimkan kepada Base Transceiver Transceiver Station Station (BTS). Protokol komunikasi pada pada jaring jaringan an digit digital al mempuny mempunyai ai kriter kriteria ia
yang yang dituju ditujukan kan untuk untuk proses proses kelancar kelancaran an
pertukaran data pada kanal komunikasi yang tidak sempurna. Protokol komunikasi pada dasarn dasarnya ya mengik mengikuti uti aturan aturan-at -atura uran n terten tertentu tu sehing sehingga ga sistem sistem yang yang diling dilingkup kupiny inyaa bisa bisa (packet based berjalan dengan baik. Protokol sekarang ini berbasis komunikasi paket packet communication). communication).
C. Sistem Transmisi
Sistem Transmisi adalah sebuah sistem yang menstransmisikan sinyal dari tempat yang satu ke tempat yang lainnya. Sistem Transmisi terdiri atas jalur yang mempunyai bandwi bandwidth dth besar, besar, menyus menyusun un backbon backbonee kepada kepada jaring jaringan. an. Sistem Sistem ini melaya melayani ni banyak banyak sekali konsumen atau pelanggan yang mempunyai kebutuhan yang berbeda-beda. Oleh karena itu, sistem transmisi yang baik harus memiliki spesifikasi yang fleksibel, tahan
lama(kuat), lama(kuat), dan dapat diandalkan. diandalkan. Salah satu teknologi sistem transmisi transmisi yang sering digunak digunakan an pada
intern internet et maupun maupun pada pada PSTN (Public Switched Telephone Network )
adalah SDH (Synchronous Digital Hierarchy). Sist Sistem em tran transm smis isii meru merupa paka kan n bagi bagian an pent pentin ing g di dala dalam m upay upayaa meny menyal alur urka kan n inform informasi asi jarak jarak jauh. jauh. Trafik Trafik yang yang melewa melewati ti siste sistem m trans transmis misii biasan biasanya ya merupak merupakan an gabungan dari beberapa sumber, sehingga intensitas trafik yang harus diolah menjadi sangat besar. Pada awalnya, awalnya, sistem sistem transmisi transmisi yang digunakan digunakan berbasis berbasis teknologi analog yang sangat rawan terhadap terhadap interferen interferensi. si. Kemunculan Kemunculan teknologi teknologi digital digital menawarkan menawarkan banyak kelebihan dibandingkan teknologi analog, Seiring dengan pendigitalan di sisi sentral, maka penerapan teknologi digital pada sistem transmisi tidak dapat dihindarkan. Di sisi lain, informasi yang berasal dari sumber pun semakin memilki kecenderungan sudah dalam bentuk digital seperti misalnya informasi mutlimedia.
C.1. Transmisi Tra nsmisi Radio R adio Frekuens Fre kuensii
Propagasi radio adalah istilah yang digunakan untuk menjelaskan sifat gelombang radio ketika mereka ditransmisikan. Dalam area vakum udara, semua geleombang elektro magnet magnet (radio, (radio, sinar sinar –X, cahaya cahaya tampak, tampak, dan ain-lain ain-lain)) mematu mematuhi hi
”hukum ”hukum kuadrat kuadrat
terb terbal alik ik”” (inve inverse rse squa square re law) law) yang yang meny menyat atak akan an bahaw bahawaa kekua kekuata tan n gelom gelomba bang ng elektromagnet adalah sebanding dengan 1/(x2), dimana x adalah jarak dari sumbernya. Jika Jika jara jarak k yang yang dite ditemp mpuh uh adal adalah ah dua dua kali kali lipa lipatt dari dari sebe sebelu lumn mnya ya,, maka maka kekua kekuata tan n gelombang elektromagnet tersebut hanya tinggal sisa seperemmpatnya saja. Perambatan frkeuensi tinggi pada bumi tidak hanya dipengaruhi oleh hukum kuadrat terbalik tadi, tapi dengan faktro-faktor faktro-faktor lainnya lainnya yang selama perjalnannya perjalnannya dari satu titik titik ke titik titik yang lain. Jalan yang ditempuh (path) ini bisa merupakan line of sight path sight path atau over the horizon
path
yang
memanfaatkan
path Gambar : (a). line of sight path
proses
refraksi
pada
bagian
ionosfer.
(b). over-the horizon path
Line of sight (LOS) sight (LOS) bisa dianalogi dianalogikan kan sebagi garis lurus lurus antara antara pengamat pengamat dan objek yang diamati. Istilah LOS sering dipakai di dunia telekomunikasi, adalah garsis lurus yang ditarik dari antena pentransmit dengan antena penerima. Kemampuan ini sangat dibutu dibutuhkan hkan utnuk hubungan hubungan geolmban geolmbang g mikro mikro (microwave (microwave)) yang menawarkan lebar pita yang tinggi untuk mengirimkan mengirimkan sinyal. Operasi Operasi gelomang ini sudah sudah mencapai jangkauan frekuensi gigahertz frekuensi gigahertz diammana path radio tahan terhadap peristiwa refleksi maupun refraksi dari medium yang dilaluinya. Sering kali istilah LOS ini disebut line-of site. site. Panjang jarak transmisi umumnya berada pada orde 40 mil atau 60 km. Jarak yang ditempuh ini sangat dipengaruhi oleh tinggi antena dan bentuk permukaan daratan yang dilaluinya dilaluinya.. Line of sight sangat dibutuhkan dibutuhkan untuk sistem transmisi transmisi optik, optik, yang dibutuhkan untuk jarak dekat antara dua objek yang tinggi, dimana kabel fisik yang jika digunakan akan sangat tidak efisien.
Laser communication systems
Antena adalah peralatan elektronik yang didisain untuk mengirimkan maupun menerima sinyal radio (microwave). Antena digunakan untuk transmisi energi gelombang radio melalui medium alami (udara, bumi, air, dan lain-lain) dalam komunikasi dari titik yang satu ke titik yang lain. Dalam mentransmisikan sinyal data telekomunikasi, gelombang mikro digunakan sebagai gelombang pembawa (carrier ). Sebuah sinyal yang dikirimkan ke sebuah telepon seluler dalam gedung dari antena base transceiver station (BTS) di dalam sebuah dareah perkotaan akan mengalami kombinasi serangkaian proses sebagai berikut : -
Propagasi mengalami pelemahan sebesar jarak yang ditempuh pangkat 4 jika merambat pada atap-atap bangunan yang tidak seragam.
-
Terjadi difraksi pada jalanan.
-
Terjadi banyak refleksi multi-path selama merambat pada jalanan.
-
Terjadi difraksi pada jendela kaca, dan teratenuasi karena melewati tembok menuju dalam gedung.
-
Terjadi refleksi, difraksi, dan atenuasi akibat dinding, lantai, dan langit-langit dalam gedung.
Kombinasi dari efek-efek di atas menjadikan perambatan sinyal yang dikirimkan menjadi berkurang kualitasnya, bahkan menjadi rusak sama sekali atau tak menerima data sama sekali. Masalah-masalah ini bisa diminimalisasi dengan cara: -
Menggunakan banyak base station. Sebuah telepon biasanya mendeteksi 6 buah base station pada saat yang bersamaan.
-
Menggunakan alat pendeteksi dan pengoreksi error pada hubungan radio.
Masalah transmisi dalam telekomunikasi tidak hanya terjadi antara telepon seluler dengan BTS, tetapi juga terjadi antara BTS yang satu dengan BTS yang lainnya. Oleh karena itu antena BTS juga harus dimodifikasi sedemikian rupa untuk mendapatkan hasil sinyal yang baik. Diversity reception adalah salah satu metode yang digunakan pada antena BTS untuk memperbaiki penerimaan sinyal yang ditransmisikan dari fenomena fading dan interferensi, dengan menerima dan memproses berbagai versi sinyal yang ditransmisikan, (namun sinyal tersebut memiliki informasi yang sama satu sama lainnya). Ada beberapa metode untuk melakukkannya, antara lain: 1. Space diversity (SD): Antena ini menerima berbagai versi sinyal yang ditransmisikan, yang telah melewati jalan rambatan yang berbeda. Pada transmisi sinyal BTS, metode SD ini dilakukan
dengan
menggunakan
beberapa
menggunakan beberapa antena pemancar.
antena
penerima
dan/atau
Sebuah antena dengan space diversity
Oleh karena itu, biasanya sebuah BTS menggunakan 3 macam antena, yaitu 1 buah untuk pengirim sinyal dan 2 buah untuk melakukan SD. BTS akan men switch ke satu antena dari dua antena, penerima tergantung dari antena mana yang menerima sinyal yang labih kuat. 2. Polarisation diversity: Antena ini menerima sinyal-sinyal yang mempunyai pola radiasi yang berbeda beda namun memiliki data informasi yang sama. 3. Time diversity: Antena ini menerima sinyal-sinyal dengan timing yang ditransmisikan dalam waktu yang berbeda-beda. 4. Frequency diversity (FD): Antena ini menerima sinyal-sinyal yang menunggangi frekuensi gelombang pembawa yang berbeda-beda.
Setelah antena ini menerima berbagai macam versi sinyal, teknik diversity combing dilakukan sebelum pemrosesan sinyal informasinya lebih lanjut. Diversity combining adalah teknik yang diaplikasikan untuk mengombinasikan berbagai macam sinyal yang diterima antena diversity ke dalam sebuah sinyal informasi yang aslinya. Teknik ini ada empat macam, yaitu: 1. Selection combining Dari beberapa sinyal yang diterima, sinyal yang terkuat akan dipilih. 2. Switched combining Penerima akan mengalihkan ke sinyal yang lain ketika sinyal saat ini sedang menurun di bawah ambang batas yang diperlukan. Teknik ini agak kurang efisien jika dibandingkan dengan selection combining . 3. Equal gain combining Semua sinyal yang diterima di tambahkan satu sama lainnya secara koheren. 4. Maximal-ratio combining Sinyal-sinyal yang diterima diberikan bobot tertentu tergantung dari SNR-nya masing-masing, lalu dijumlahkan satu sama lainnya.
C.2. Transmisi Serat Optik
Kabel serat optik adalah salah satu prasana transmisi yang cukup populer untuk beberapa tahun terakhir ini, karena bisa mentransmmisikan sinyal dengan lebar pita yang tak terhingga dan memiliki kemampuan yang lebih unik dibandingkan media transmisi terdahulu. Metode point-to- point sistem transmisi terdiri dari tiga elemen dasar, yaitu transmiter optik, kabel serat optik, dan penerima optik.
Skema sistem serat optik
Dengan menggunakan data yang dikodekan menjadi pulsa-pulsa cahaya, serat fiber optik yang mempunyai penampang 1/2", fiber optik mampu mentransmisikan percakapan telepon sampai sebanyak 193.536 buah secara digital pada saat yang bersamaan. Lain halnya dengan kawat tembaga yang mempunyai penampang yang sama, namun hanya bisa mentransmisikan percakapan yang hanya berjumlah 25 jika secara analog.
Struktur kabel serat optic
Serat optik adalah tipe kanal yang sering dipakai pada komunikasi optik. Transmiter pada serat optik biasanya adalah LED (light-emitting diode) atau dioda laser. Cahaya inframerah lebih sering digunakan daripada cahaya tampak, karena serat optik dapat mengirimkan beberapa panjang gelombang cahaya inframerah dengan sedikit atenuasi dan dispersi. Dahulu pengkodean sinyal serat optik umumnya dilakukan dengan mengatur modulasi fasa dan frekuensinya. Namun, sekarang ini pengkodean sinyal serat optik dilakukan dengan cara mengatur modulasi intensitasnya. Pengguna LED umumnya terbatas hanya untuk data-data di bawah 100 Megabit per detik. Untuk kebutuhan transfer data yang lebih cepat, biasanya digunakan laser. Sistem laser ini diaplikasi secara ”modulasi langsung”, yang mana cahaya keluaran diatur secara ”langsung” oleh arus yang dialirkan ke sistem tersebut. Untuk memperpanjang jangkauan transmisi sinyal, jalur serat optik dahulu terdapat repeater , yang merupakan penerima
dan pengirim back-to-back yang
mengubah sinyal dari cahaya ke sinyal listrik dan diubah menjadi sinyal cahaya lagi,
sehingga membuat jalur yang panjang menjadi beberpa jalur-jalur pendek serat optik. Namun, teknologi serat optik semakin berkembang sehingga menggantikan fungsi repeater tersebut dengan teknologi EDFA (erbium-doped fiber amplifier ). Dengan menggunakan panjang gelombang yang berbeda-beda, beberapa jalur komunikasi bisa dikirim secara optik, sering disebut dengan metode WDM (wavelength division multiplexing ). Metode ini membutuhkan multiplekser panjang gelombang pada alat pengirimnya, dan membutuhkan demultiplekser panjang gelombang pada peralatan penerimanya. Alat yang bernama AWG (arrayed waveguide granting ) sering digunakan untuk melakukan multipleks dan demultipleks pada WDM.
Skema alat AWG
Skema multipeks dari AWG dapat dijelaskan secara sederhana sebagai berikut: Cahaya datang pada (1) merambat pada ruang bebas (2) dan memasuki sebuah gulungan dari berbagai serat-serat optik (3). Serat-serat ini masing-masing memunyai panjang yang berbeda sehingga akan ada pergeseran fasa. Pada keluaran dari serat optik tersebut (3), cahaya kembali merambat dalam ruang bebas (4) dan berinterferensi pada masukkan serat-serat optik (5) yang masing-masing kanal serat optik menerima cahaya dengan panjang gelombang tertentu. Arah cahaya dari (1) ke (5) adalah proses demultipleks dan arah cahaya dari (5) ke (1) adalah proses multipleks. Pemilihan antara transmisi serat optik dengan trasnmisi kawat elektrik (kawat tembaga) untuk suatu sistem dilakukan atas dasar kebutuhannya. Serat optik umumnya
dipih untuk sistem yang membutuhkan lebar pita yang lebih besar atau jarak yang lebih jauh. Keuntungan utama serat optik adalah kemampuannya untuk menimalisasi loss, memungkinkan untuk transfer sinyal jarak yang sangat jauh dengan bantuan amplifier maupun repeater , dan kemampuannya untuk membawa kapasitas data yang besar. Kemampuan mengangkut data dari satu kabel serat optik sebanding dengan kemampuan dari ribuan kabel elektrik. Keuntungan dari serat optik dalam proses mentransmisikan sinyal jarak jauh adalah tidak adanya fenomena cross-talk sebagaimana yang kadang terjadi pada transmisi kabel elektrik. Untuk aplikasi jarak dekat dan lebar pita yang ditangani relatif kecil, trasnmisi elektrik lebih dipilih dari pada transmisi serat optik. Ada beberapa kasus yang menyebabkan mengapa kabel elektrik lebih dipilih, yaitu: 1. Ketika tidak dibutuhkan sistem pengkabelan yang kompleks. 2. Bahan material yang murah. 3. Biaya alat untuk mengirim dan menerima sinyalnya murah. 4. Kemudahan untuk menyambungkan hubungan kabel splicing ( ). 5. Kemampuannya untuk membawa daya listrik maupun sinyal. Dari keuntungan-keuntungan kabel elektrik di atas, maka serat optik tidak digunakan untuk keperluan transmisi jarak singkat (seperti pada aplikasi chip, motherboard ). Namun, untuk beberapa kasus transmisi jarak pendek, kabel serat optik juga kadang dipakai. Contoh kasusnya adalah sebagai berikut: 1. Kebal terhadap interferansi elektromagnet (walau serat optik bisa rusak oleh radiasi sinar alfa dan beta). 2. Resistansi elektrik yang tinggi, membuatnya aman untuk digunakan dekat dengan peralatan bertegangan tinggi. 3. Bobot fisiknya yang ringan. 4. Tidak ada percikan api, sehingga sering dipakai pada lingkungan yang mengandung gas yang dapat terbakar atau meledak. 5. Tidak meradiasikan gelombang elektromagnet. 6. Ukuran kabel yang lebih kecil, penting pada jalur sirkuit yang sempit.
Sistem domestik antarkota yang berbasiskan serat optik telah banyak diimplementasikan secara luas. Sistem ini menggunakan transmisi digital dengan kecepatan mulai dari beberapa ratus Mbit/s sampai 2 Gbit/s. Denga penggunaan mode serat tunggal sejak 1984, repeater dengan jarak spasi per 40 km atau lebih sudah mulai digunakan. Sehingga, dengan peningkatan teknologi yang cepat, perbedaan antara jaringan lokal, dalam kota, maupun antarkota menjadi tidak lagi bermasalah.
D. Standar Satuan Kapasistas Saluran Transmisi
D.1. Digital Signal 0 (DS0)
Digital Signal 0 (DS0) adalah kecepatan sinyal digital 64 kbit/s, yang ekivalen dengan kapasitas dari satu kanal frekuensi suara. Kecepatan DS0 membentuk pijakan pada hirarki transmisi multipleks digital untuk Eropa dan Amerika Utara, untuk sistem plesiochronous yang lama seperti sistem T-Carrier, dan untuk sistem synchronous yang modern seperti sistem SDH/SONET. Kecepatan DS0 bisa menyokong dua puluh buah kanal 2,4 kbit/s, sepuluh buah kanal 4,8 kbit/s, lima buah kanal 9,67 kbits/s, satu buah kanal 56kbit/s atau satu buah kanal 64 kbit/s. Untuk panggilan telepon biasa, suara audio di-digitalisasi pada 8 kHz sample rate dengan menggunakan 8-bit pulse-code modulation (PCM) sehingga kecepatan transmisi datanya adalah 64 kbit/s. Beberapa DS0 lalu di-multipleks bersama pada sirkuit yang mempunyai kapasitas yang lebih tinggi. Dua puluh empat buah DS0 membentuk satu sinyal DS1. Ketika dibawa pada kawat tembaga, sistem ini dikenal menjadi T-carrier system, T1 (atau E1 untuk yang standar Eropa, dimana terdapat 32 buah 64 kbit/s kanal).
D.2. T-Carrier
Pada sistem telekomunikasi , T-carrier adalah sebuah system carrier yang dikembangkan oleh Bell Labs dan digunakan pada Amerika Utara dan Jepang. Satuan
dasar dari sistem T-carrier adalah DS0, yang mempunyai kecepatan transmisi sebesar 64 kbit/s, dan sering digunakan untuk sirkuit satu suara. Sebuah T1 mempunyai kecepatan line sebesar 1.544 Mbit/s. Awalnya, format T1 membawa sinyal suara 24 pulse-code modulated, time-division multiplexed yang masingmasing di kodekan pada arus 64 kbit/s, menyisakan 8 kbit/s untuk informasi frame yang memfasilitasi sinkronisasi dan pen-demultipeks-an pada penerima. Kanal sirkuit T2 dan T3 membawa beberapa kanal T1 yang ter-multipleks, menghasilkan kecepatan transmisi mencapai 44.736 Mbit/s.
Bentuk hirarki umum dari T-carrier
Sebuah penjelasan yang lebih umum mengenai bagaimana kecepatan 1.544 Mbit/s dihasilkan adalah sebagai berikut. Misalkan besar frekeuensi tertinggi yang dihasilkan pada proses komunikasi suara manusia adalah 4000Hz, maka sampling rate digital yang dibutuhkan akan sebesar 8000 Hz (menurut teorema Nyquist) dan jumlah kanal suara yang disokong adalah 24 buah. Karena masing-masing T1 frame mengandung 1 byte data suara untuk masing-masing 24 kanal, sistem tersebut membutuhkan 8000 frame per detik untuk menyokong masing-masing 24 kanal. Karena masing-masing frame T1 adalah 193 bit panjangnya (24 kanal x 8 bit per kanal + 1 bit kontrol = 193 bit), 8000 frame per detik lalu dikalikan dengan 193 sehingga didapatkan kecepatan transfer sebesar 1.544 Mbit/s (8000 x 193 = 1544000).
Bentuk frame T1
D.3. E-Carrier
Sistem E-carrier awalnya merupakan
hasil standarisasi CEPT ( European
Conference of Postal and Telecommunications Administrations), yang kemudian merevisi dan memperbaiki teknologi T-carrier milik Amerika. Sistem ini telah diadaptasi oleh ITU-T, Kecuali Amerika, Kanada, dan Jepang, sistem ini dipakai secara luas di seluruh dunia termasuk Indonesia. Standar E-carrier merupakan bagian yang tak terpisahkan dari sistem Synchronous Digital Hierarchy (SDH) dimana sekumpulan sirkuit E1 dibundel ke dalam sirkuit E3 yang mempunyai kepasitas yang lebih tinggi, menghubungkan pelanggan ke pelanggan lain yang berbeda negara. Pada prakteknya, hanya versi E1 (30 sirkuit) dan E3 (480 sirkuit) saja yang digunakan. Secara fisik, E1 ditransmisikan dengan 32 timeslot (mempunyai 32 kanal suara) dan E3 dengan 512 timeslot (mempunyai 512 kanal suara), dengan satu timeslot untuk framing (pembatas), dan satu timeslot lagi untuk pensinyalan call setup dan tear down. Tidak seperti layanan data internet, sistem E-carrier secara permanen mengalokasikan kapasitas suara pada keseluruhan durasinya. Ini menjamin tingkat kualitasnya tinggi karena transmisi sampai dengan delay singkat yang sama dengan membawa kapasitas data pada setiap waktu.
Sirkuit E1 sering digunakan pada kebanyakan exchange (pusat switching ) telepon dan untuk menghubungkan jalur komunikasi antara perusahaan menengah dan besar. Jalur E3 digunakan untuk komunikasi antara exchange, operator, bahkan antarnegara sekalipun. Kecepatan transmisi dari E3 ini adalah 34.368 Mbit/s. Sebuah jalur E1 beroperasi pada dua kawat yang terpisah, biasanya kabel koaksial. Sinyal yang diberikan kepadanya mempunyai tegangan sebesar 2.4 volt. Kecepatan data yang dikirimkan adalah sebesar 2.048 Mbit/s (full duplex, i.e. 2.048 Mbit/s downstream dan 2.048 Mbit/s upstream) yang dibagi menjadi 32 timeslot, masing masing timeslot dialokasikan sebesar 8 bit pada setiap gilirannya. Dengan begitu masingmasing timeslot mengirim dan menerima sampel 8 bit 8000 kali per detik (8 x 8000 x 32 = 2.048.000). Sistem ini ideal untuk telepon biasa dimana suara pengirim disampel ke dalam 8-bit angka pada kecepatan datanya dan direkonstruksi ulang pada sisi penerimanya. Sistem E1 memiliki timeslot-timeslot yang mempunyai fungsi sendiri-sendiri. Timeslot 0 (TS0) dipakai untuk keperluan framing . Sehingga timeslot ini membantu untuk mencari awal dari suatu frame dan mencocokkan dengan kanal yang selanjutnya. Standar ini memungkinkan adanya proses full Cyclic Redundancy Check pada semua bit yang ditransmisikan pada setiap frame-nya, untuk mendeteksi apakah sirkuit ini kehilangan bit-nya (informasi-nya), tapi proses ini tidak selalu dilakukan setiap saat. Timeslot 16 (TS16) digunakan untuk proses pensinyalan sesuai dengan standar protokol komunikasi yang berlaku. Sistem yang lebih baru ada menggunakan CCS (Control Channel Signaling ) seperti ISDN ( Integrated Services Digital Network ) atau Signalling System 7 (SS7) yang mengirim pesan singkat mengenai informasi tentang panggilan termasuk caller ID, tipe transmisi yang dibutuhkan, dan lain-lain.
D.4. Perbandingan Antara Masing-masing Sistem. Hirarki Amerika Utara dan Japan didasarkan pada sistem multipleks 24 kanal frekuensi suara dan selanjutnya adalah perkaliannya. Sedangkan untuk hirarki Eropa didasrkan pada sistem multipleks 32 kanal frekuensi dan selanjutnya adalah perkaliannya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat tabel di bawah ini:
Sistem T-Carrier Tingkat ke-0 (kecepatan data kanal)
Amerika Utara 64 kbit/s (DS0) 1.544 Mbit/s (DS1)
Tingkat ke-1
(24 pengguna kanal) (T1)
(Tingkat Menengah,
3.152 Mbit/s
hanya hirarki Amerika) (DS1C) (48 kanal)
Tingkat ke-2
6.312 Mbit/s (DS2) (96 kanal) 44.736 Mbit/s
Tingkat ke-3
(DS3) (672 kanal) (T3)
Tingkat ke-4
Tingkat ke-5
274.176 Mbit/s
Jepang 64 kbit/s
1.544 Mbit/s (24 pengguna kanal)
6.312 Mbit/s (96 kanal.), or 7.786 Mbit/s (120 kanal)
64 kbit/s 2.048 Mbit/s (32 pengguna kanal) (E1) -
8.448 Mbit/s (128 kanal) (E2)
32.064 Mbit/s (480
34.368 Mbit/s (512
kanal)
kanal) (E3)
97.728 Mbit/s (1440
139.264 Mbit/s
(DS4) (4032 kanal) kanal) 400.352 Mbit/s
Eropa (CEPT)
(2048 kanal) (E4)
565.148 Mbit/s (8192 565.148 Mbit/s
(DS5) (5760 kanal) kanal)
(8192 kanal) (E5)
Hubungan antar hirarki Desain DS digunakan pada hubungan hirarki Amerika Utara saja. Secara teknis, DS1 adalah data yang dibawa pada sirkuit T1, dan begitu juga antara DS3 dengan T3, sehingga istilah-istilah tersebut bisa dipakai secara bergantian. Untuk sistem yang dioperasikan untuk bidang militer biasanya menggunakan kecepatan 6 kali atau 8 kali kecepatan DS1. Sistem baru yang menggunakan keunggulan dari kecepatan data yang sangat cepat, menggunakan link komunikasi optik, yang sudah banyak diaplikasikan secara meluas serta masih terus dikembangkan. Kecepatan data tinggi sering diaplikasikan dengan menggunakan jaringan optik sinkron atau Synchronous Digital Hierarchy, SDH.
E. Sistem Transmisi PDH
PDH ( Plesiochronous Digital Hierarchy) adalah suatu teknologi transmisi yang digunakan pada sistem telekomunikasi untuk mentransmisikan data dalam jumlah besar antara nodal melalui peralatan seperti kabel fiber optik dan gelombang microwave, dimana clock yang digunakan hampir sama, dengan begitu sistem ini bekerja secara asinkron. Sistem ini distandarisasi pada tahun 1972 oleh CCITT, ketika itu berbagai kecepatan signal didasarkan pada kecepatan 64 Kbit/s. Salah satu penyebab kemunculan sistem ini karena berbagai jenis peralatan di dunia menggunakan hirarki yang berbeda beda dalam melakukan transmisi sehingga menimbulkan masalah dalam melakukan hubungan internasional. Sebagai contohnya antara negara-negara yang menggunakan sistem 1,554 Mbit/s (USA dan Jepang) dengan yang menggunakan sistem 2,048 Mbit/s. Dalam sistem plesiochronous, seluruh sinyal harus di-demultipleks untuk memperoleh kanal yang diinginkan. Lalu kanal yang tidak dinginkan harus di-multipleks kembali untuk dikirim lebih jauh pada jaringan sehingga mencapai tujuan yang dinginkan.
Sistem dari PDH
Untuk memperoleh kanal 64 kbit/s dari 140 Mbit/s sinyal PDH, maka sinyal perlu di-demultipleks sampai 2 Mbit/s sebelum lokasi dari kanal 64 kbit/s dapat diidentifikasi. PDH memerlukan langkah-langkah (140-34, 34-8, 8-2 demultipleks ; 2-8. 8-34, 34-140 multipleks) untuk mengeluarkan atau menambah data suara/data kanal.
140-34 Demux
140-34 Mux
140 Mbit/s
140 Mbit/s 34-8 Demux
34-8 Mux
8-2 Demux
8-2 Mux
Drop
Add 2 Mbit/s
Skema multiplexing
A plikasi jaringan multipleks PDH
Kecepatan dasar transfer data adalah 2,048 Mbit/s. Untuk transmisi suara, dipecah menjadi 30 x 64 kbit/s channel ditambah 2 x 64 kbit/s channel yang digunakan untuk
sinyalisasi dan sinkronisasi. Kadang, seluruh sinyal dengan kecepatan 2 Mbit/s tersebut digunakan bukan untuk transmisi suara, melainkan untuk melakukan transmisi data. Kecepatan data 2 Mbit/s tersebut dikontrol oleh suatu clock yang terdapat pada peralatan yang digunakan untuk membuat data. Di mana kecepatan ini diijinkan bervariasi (+/- 50 ppm) dari 2,048 Mbit/s. Hal ini menunjukkan bisa terjadi perbedaan pada kecepatan data 2 Mbit/s dengan yang lainnya.. Untuk memindahkan beberapa data sebesar 2 Mbit/s dari satu tempat ke tempat lain, data-data tersebut dikombinasikan atau di-multipleks dalam 4 grup. Hal ini dilakukan dengan mengambil 1 bit dari stream#1, dikuti dengan 1 bit dari stream#2, lalu #3, dan #4. Proses ini dinamakan proses interleaving . Multiplexer juga menambahkan bit-bit yang diperlukan agar data sebesar 2 Mbit/s tersebut bisa diterima pada multiplexer penerima. Bit-bit yang diperlukan ini dikenal dengan justification atau stuffing bit. Karena masing-masing dari data 2 Mbit/s tersebut tidak perlu berrjalan pada kecepatan yang sama, maka suatu kompensasi perlu dilakukan. Multiplexer yang melakukan transmisi tersebut dengan menggabungkan keempat data yang dianggap bekerja pada keccepatan maksimum. Hal ini menunjukkan kalau kadang-kadang (jika data 2 Mbit/s tidak ditransmisikan dengan kecepatan maksimum) multiplexer akan mencari bit berrikutnya yang belum tiba. Dalam kasus ini multiplexer memberi sinyal kepada multiplexer penerima kalau ada bit yang hilang. Bit yang hilang ini akan digantikan oleh dummy bit sebagai kompensasi. Sehingga hal ini memperbolehkan multiplexer penerima untuk merekonstruksi data dari masing-masing data 2 Mbit/s tersebut dengan benar pada kecepatan plesiochronous yang berbeda. Hasil dari penggabungan ini adalah data yang berjalan dengan kecepatan 8,448 Mbit/s (sekitar 8 Mbit/s). Teknik yang sama digunakan untuk menggabungkan 4 data 8 Mbit/s, sehingga diperoleh 34 Mbit/s. 4 x 34 Mbit/s menghasilkan 140. 4 x 140 menghasilkan 565.Kecepatan sebesar 565 Mbit/s ini biasanya digunakan untuk mentransmisikan data untuk tujuan jarak jauh. Namun, sistem PDH memilki beberapa keterbatasan yang anatar lain adalah: -
Ketidakmampuan untuk mengenali kanal-kanal secara individu pada sistem yang
memiliki kecepatan tinggi. -
Kapasitas yang tidak memadai untuk sistem jaringan
-
Kebanyakan manajemen sistem PDH adalah milik orang tertentu (proprietary)
-
Tidak ada definisi yang terstandardisasi untuk PDH dengan kecepatan di atas 140
Mbit/s -
Terdapat berbagai hirarki berebda yang digunakan di dunia. Suatu peralatan
dengan antarmuka khusus diperlukan agar dapat berhubungan dengan peralatan yang berbeda. Oleh karena itu, sistem PDH sekarang ini mulai digantikan dengan sistem yang lebih baik yaitu SDH (Synchronous Digital Hierarchy).
F. Sistem Transmisi SDH
F.1. Pengenalan SDH
SDH adalah suatu
standar yang
digunakan
dalam transmisi
di dunia
telekomunikasi, di mana sistem ini diperkenalkan oleh International Telecommunication Union (ITU) atau sebelumnya dikenal dengan nama The International Telegraph and Telephone Consultative Commitee (CCITT), SDH pertama kali diperkenalkan ke dunia telekomunikasi pada tahun 1992 dan sudah semakin dikembangkan sejak itu. Sistem ini telah dikembangkan pada berbagai level dari infrastruktur jaringan, termasuk akses jaringan dan jaringan untuk pangilan jarak jauh ( Long-Distance Trunk ). SDH biasanya digunakan pada : a.
Kabel fiber optik
b.
Transmisi radio
c.
Transmisi satelit
d.
Antarmuka peralatan elektronik SDH bekerja secara sinkron. Sistem ini memungkinkan untuk terjadinya
multiplexing dan demultiplexing pada satu tingkat. Dengan format SDH, hannya kanal yang diperlukan pada titik tertentu yang didemultipleks. Sehingga mengeliminsi perlunya multiplexing secara berrulang kali. Dengan kata lain, SDH membuat suatu kanal tampak dan dapat dengan mudah ditambah dan dibuang. Dengan sistem multiplexing satu tingkat ini dapat menghapuskan kerumitan penggunaan hardware selain itu mengurangi biaya
peralatan sementara itu kualitas sinyal meningkat. Di bawah ini merupakan beberapa keuntungan dari penggunaan SDH, antara lain : a.
Kecepatan transmisi yang tinggi Kecepatan transmisi sebesar 10 Gbit/s bisa dicapai dengan menggunankan sistem transmisi modern SDH. Dengan begitu, SDH bisa dianggap sebagai teknologi yang paling cocok untuk backbone, yang bisa dianalogikan sebagai jalan tol dalam teknologi telekomunikasi sekarang ini.
b.
Fungsiadd & drop yang telah disederhanakan Dibandingkan dengan sistem PDH, ini lebih mudah untuk mengeluarkan dan memasukkan kanal berrkecepatan rendah ke kanal berkecepatan tinggi pada SDH. Proses demultipleks dan remultipleks struktur plesiochronous tidak perlu dilakukan kembali, yang di mana rumit dan membutuhkan prosedur dalam waktu lama.
c.
Pengadaan yang cepat dan sinkronisasi kapasits jaringan Dengan SDH, penyedia jaringan bisa dengan cepat menyediakan kebutuhan pelanggan. Sebagai contoh, suatu jalur yang disewa bisa dihubungkan dalam beberapa menit saja. Penyedia jaringan bisa menggunakan standar jaringan yang bisa
dikontrol
dan
dimonitor
dari
lokasi
sentral
dengan
sistem
Telecommunication Network Management (TMN). d.
Kehandalan Jaringan SDH modern mengikutsertakan berbagai auto-backup dan mekanisme perbaikan untuk mengantisipasi kegagalan sistem. Putusnya suatu jaringan tidak akan
menyebabkan
ganggauan
pada
keseluruhan
jaringan,
yang
bisa
menyebabkan kegagalan finansial bagi penyedia jaringan. e.
Platform masa depan untuk jaringan baru Sekarang ini, SDH adalah platform yang ideal untuk berbagai servis meliputi POTS, ISDN, dan mobile radio melalui komunikasi data (LAN, WAN, dll) dan SDH bisa menangani servis yang terbaru seperti video on demand dan video broadcasting lewat ATM yang telah banyak berdiri.
f.
Interkoneksi
SDH memberi kemudahan untuk membangun gateways antara berbagai jenis penyedia jaringan dan sistem SONET. Antarmuka SDH telah distandarisasi, sehingga memungkinkan untuk mengombinasikan berbagai elemen jaringan dari berbagai manufaktur ke jaringan. Hal ini berakibat pada pengurangan biaya peralatan dibandingkan dengan PDH.
Secara umum SDH mendefinisikan Synchronous Transport Modules (STMs) untuk transmisi lewat fiber optik dengan hirarki transmisi yang telah ditetapkan.
F.2 Hirarki layer SDH
Jaringan SDH telah dibagi menjadi berbagai lapisan berkaitan dengang topologi dari jaringan itu sendiri. Layer terendah mereprensentasikan medium transmisi. Biasanya glass fiber atau jaringan radio atau jaringan satelit. Bagian regenerator adalah yang menghubungkan antar-regenerator . Sebagai bagian dari overhead yaitu RSOH (Regenerator Section Overhead) digunakan untuk memberi sinyal di dalam layer. Sisa bagian dari overhead (MSOH, Multiplex Section Overhead) biasanya digunakan untuk bagian multipleks. Bagian ini mengatur hubungan SDH dengan beberapa multiplexer . Pembawa seperti VC(Virtual Container ) bisa digunakan sebagai payload di antara dua bagian akhir ini. Dua layer VC menggambarkan bagian dari proses pemetaan(mapping ) Pemetaan adalah prosedur dimana kanal sinyal seperti sinyal SDH dan sinyal ATM digabungkan dalam STM. VC-4 mapping digunakan untuk 140 Mbit/s dan VC-12 mapping diggunakan untuk 2 Mbit/s. Lapisan paling atas menggambarkan aplikasi dari SDH.
SDH layer
jalur kerja SDH
Diagram skematik dari jaringan komunikasi
Gambar di atas adalah diagram skematik dari struktur cincin SDH dengan berbagai kanal. Penggabungan dari aplikasi berbeda adalah jenis data yang dikirim oleh SDH. Jaringan SDH harus bisa mentransmisikan layanan seperti ATM. Layanan ini membutuhkan penggunaan berbagai jenis elemen jaringan, yang akan dibahas berikut ini. Jaringan SDH secara dasar dibangun dari empat elemen jaringan yang berbeda. Topologi yang dipakai tergantung kebutuhan penyedia jaringan. Diantaranya adalah : a. Regenerator Regenerator mempunyai
tugas
untuk
mengatur
kembali clock dan
menguatkan sinyal data yang telah teratenuasi dan terdistorsi. Regeneratrt mengambil sinyal clock dari data yang diterima. Pesan yang diterima dengan mengekstrak berbagai kanal 64 kbit/s (contohnya kanal E1, F1). Pesan juga bisa keluaran dari kanal ini.
b. Terminal multiplexers Terminal
multiplexers
digunakan
untuk
menggabungkan
sinyal
plesiochronous dan sinyal masukan sinkron menjadi sinyal STM-N yang berkecepatan tinggi.
c. Add/drop multiplexers (ADM) Sinyal plesiochronous berkecepatan rendah bisa dikeluarkan dan dimasukkan ke dalam kecepatan SDH yng tinggi dengan ADM. Dengan fitur ini, memungkinkan pebuatan struktur cincin yang memunyai keunggulan untuk back -up otomatis dengan peralatan di cincin saat terjadi kegagalan.
d. Digital Cross Connect (DXC) Peralatan ini memiliki fungsi paling luas. Bisa melakukan mapping kanalkanal sinyal PDH begitu juga dengan switching berbagai container termasuk VC-4.
f.2.1 Manajemen jaringan Telecommunication Network Management (TMN)
dianggap
sebagai langkah lebih maju dalam jaringan sinkron. Semua jaringan SDH yang telah disebutkan di sini, dikontrol dengan software. Dengan begitu mereka bisa dimonitor dan dikontrol dari jarak jauh, sebagai salah satu keungguulan terpenting SDH. Fiber optik adalah perangkat yang banyak digunakan pada jaringan SDH. Keunggulan fiber optik adalah tahan interferensi dan bisa ditransmisikan dalam kecepatan tinggi. Kelemahannya adalah biaya yang mahal untuk pemasangan. Single-mode fiber optik untuk optical windows, untuk jenis satu dan dua adalah pilihan yang cocok untuk digunakan. Langkah yang lebih jauh untuk mentransmisikan sinyal SDH adalah dengan jaringan radio atau jalur satelit. Semuanya itu cocok untuk membangun jaringan transmisi yang cepat atau sebagai dari jaringan mobile-radio atau di medan yang sulit. Kelemahannya adalah keterbatasan bandwidth
(sampai
STM-4)
dan
relatif
lebih
kompleks
dalam
menghubungkan jalur tersebut ke dalam sistem jaringan.
F.3 Dasar Sinyal SDH
Format sinyal SDH memungkinkan untuk membawa berbagai jenis servis pada Virtual Container (VC) yang dimiliki karena fleksibilitas bandwidth yang dimilikinya. Dengan kemampuan ini memungkinkan untuk mentransmisikan layanan packet-switched berkecepatan tinggi, ATM, video, sinyal, dll. Akan tetapi
SDH tetap mengizinkan transmisi pada level 2 Mbit/s, 34 Mbit/s, dan 140 Mbit/s, untuk mengakomodasi hirarki sinyal digital yang ada. Sebagai tambahan, SDH mendukung transportasi sinyal dengan hirarki 1,5 Mbit/s. Berdasarkan perkembangan ANSI untuk standar dari Synchronous Optical Network (SONET), ITU-T mendefinisikan standar yang mengalamatkan hirarki transmisi antara 2048 kbit/s sampai 1554 kbit/s. Usaha itu dicetuskan pada tahun 1989 oleh ITU-T untuk standar mengenai SDH. Tabel 1 dan tabel 2 menggambarkan hirarki transmisi PDH dan SDH :
Sinyal E0 E1 E2 E3 E4
Kecepatan Digital 64 kbit/s 2,048 Mbit/s 8,448 Mbit/s 34.368 Mbit/s 139,,264 Mbit/s Tabel 1 : asinkron, hirarki PDH
Bit Rate Pembulatan SDH 51,84 Mbit/s 51 Mbit/s STM-0 155,52 Mbit/s 155 Mbit/s STM-1 622,08 Mbit/s 622 Mbit/s STM-2 2448,32 Mbit/s 2,5 Gbit/s STM-4 9953,28 Mbit/s 10 Gbit/s STM-16 39813,12 Mbit/s 40 Gbit/s STM-256 Tabel 2 : hirarki SDH
Kanal 64 kbit/s 32 E0 128 E0 16 E1 64 E1
Kapasitas SDH 21 E1 63 E1 / 1 E4 252 E1 / 4 E4 1008 E1 / 16 E4 4032 E1 / 64 E4 16128 E1 / 256 E4
Sebuah frame sebesar 155.52 Mbit/s didefinisikan oleh rekomendasi G.707 ITU-T (yang berisi tentang antarmuka jaringan untuk SDH). Frame ini disebut sebagai synchronous transport module (STM). Frame pada tingkat (level ) pertama dari SDH adalah STM-1. Gambar di bawah ini menunjukkan format dari frame tersebut. Frame tersebut disusun atas matriks byte 9 baris dan 270 kolom. Proses pengiriman datanya dilakukan secara baris-per baris, dimulai dari byte sebelah kiri atas dan berakhir pada byte sebelah kanan bawah. Tiap frame mewakili waktu selama 125 μs. Masing-masing byte dalam payload (muatan)
merepresentasikan sebuah 64 kbits/kanal. Frame STM-1 dapat mngangkut sinyal PDH apa saja (selama totalnya kurang dari 140Mbit/s).
Skema diagram dari frame STM-1
Sembilan byte pertama dari masing-masing sembilan baris disebut sebagai overhead . Pada bagian ini terdapat regeneration section overhead (RSOH), dan multiplex section overhead (MSOH) yang masing-masing mempunyai fungsi yang berbeda. Di bawah ini adalah fungsi dari SOH :
Bentuk SOH (section overhead) STM-1
Fungsi dari byte-byte SOH (section overhead)
Dalam sistem SDH akan sering terdengar istilah virtual container (VC). VC terdapat di bagian payload pada skema diagram frame STM. Satu frame STM mampu menampung bermacam-macam VC. VC digunakan untuk menngangkut sinyal kanal yang berkecepatan lebih rendah. Agar data pada VC mudah dibedakan, maka di dalam VC ada yang disebut sebagai path overhead (POH), yang berfungsi sebagai tanda pengenal dan tujuan alamat yang akan dikirim dari data yang terdapat pada VC itu sendiri. Berikut ini adalah beberapa contoh dari VC dengan jenis yang berbeda-berbeda (tergantung isi muatannya), yaitu :
POH dari VC-3/4 untuk mentransmisikan sinyal 140 Mbit/s & 34 Mbit/s.
POH untuk menstranmisikan sinyal 1,544 Mbit/s dan 2,048 Mbit/s.
Pada teknologi transmisi modern SDH ini, kita masih bisa menangani transportasi untuk teknologi transmisi lama, yaitu PDH. Agar sinyal PDH bisa cocok dengan sistem SDH, maka dilakukan proses mapping . Di dalam VC, terdapat istilah container yang merupakan satuan paket dasar untuk menampung
kanal-kanal data yang akan ditransmisikan. Pada setiap masing-masing sinyal PDH akan diberikan container . Ukuran dari container ini sendiri mempunyai kapasitas yang lebih besar dari data sinyal PDH itu sendiri. Maka, akan ada sisa bit kosong yang tak digunakan untuk menaruh data sinyal PDH pada container . Sisa bit ini digunakan untuk stuffing yang bertujuan untuk menyesuaikan timing yang tidak sama antara sistem PDH dengan sitem SDH. Dari sini, ketika beberapa container digabungkan (dengan POH-nya masing-masing) maka terbentuklah VC. Langkah selanjutnya dalam menuju pembentukan sinyal STM yang lengkap adalah penambahan pointer yang merunjuk ke POH pada masing-masing VC sehingga terciptalah administrative unit (AU) atau tributary unit (TU). Beberapa TU tadi bersama-sama membentuk tributary unit group (TUG), dan masing TUG bergambung membentuk sebuah VC dengan tingkat hirarki yang lebih tinggi dan lalu terbentuk menjadi AU. Satu atau lebih dari AU membentuk administrative unti group (AUG). Akhirnya, AUG ditambah dengan SOH membentuk STM. Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa proses pembentukkan STM tertentu dari jenis VC yang berbeda kadang tidak seragam prosesnya agar lebih efisien. Berikut ini adalah skema dari pembentukkan STM:
Skema memasukkan data 140 Mbit/s kedalam sebuah STM-1
Skema pemetaan pada SDH
F.4. Penutup
Selama tiga tahun terakhir ini, sudah banyak terjadi perkembangan teknologi SDH dalam industri telekomunikasi. Banyak sekali peningkatan permintaan dari berbagai belahan dunia akan kubutuhan transfer data yang cepat dalam mengembangkan infrastruktur telekomunikasi generasi mendatangnya. SDH adalah merupakan jembatan besar dalam revolusi teknologi telekomunikasi dan setidaknya dalam satu dekade mendatang, sistem ini diharapkan sudah merepresentasikan masa depan dari sistem telekomunikasi yang semakin memudahkan dan dapat diandalkan untuk siapa saja.
BAB III Global Sistem for Mobile Communications (GSM)
A. Pengenalan GSM
Awal berkembangnya GSM terjadi karena adanya perbedaan pada sistem telekomunikasi yang digunakan pada masing-masing negara. Sehingga terjadi kesulitan untuk melakukan kontak dengan orang yang berada pada daerah lain. Contohnya di Jerman dan Portugal menggunakan sistem C-NET sementara Perancis dengan sistem RC2000, dan masih banyak perbedaan untuk daerah lain. Untuk mengatasi masalah ini maka dimunculkanlah teknologi GSM yang mampu beroperasi di berbagai daerah. Kemudian pada tahun 1991, sistem GSM diperkenalkan dengan pelopornya adalah Deutsche Bundespost melalui anak perusahaannya Detecom siap untuk mengoperasikan GSM pada 1 Juli 1991, yang dikenal dengan nama D1 Network
.
Global Sistem for Mobile Communications (GSM) adalah standar yang paling populer untuk layanan mobile phone di dunia. Layanan GSM telah digunakan oleh 2 milyar orang pada lebih dari 210 negara. Teknologi GSM sangat berbeda sekali dengan teknologi sebelumnya karena baik pada proses pensinyalan maupun kanal-kanal suaranya sama-sama sudah berbentuk sinyal murni digital. Oleh karena itulah GSM bisa dikategorikan sebagai sistem telepon bergerak generasi kedua (2G). Berikut ini adalah logo GSM yang digunakan untuk mengidentifikasi perlatan mana yang cocok digunkan untuk menggunakan teknologi GSM:
Logo GSM
Dari sisi kaca mata konsumen, kunci sukses keberhaslikan berkembangnya teknologi GSM adalah kemampuannya untuk menerima kualitas suara yang sangat baik dan juga adanya layanan SMS ( short message service) yang mempunyai tarif yang murah. Keuntungan yang didapat dari operator jaringan adalah kemudahannya untuk memesan peralatan dari berbagai macam vendor karena sudah adanya sistem standar peralatan GSM yang berlaku. Penggunan jasa GSM bisa menggunakan teleponnya dari berbagai wilayah di dunia, karena sudah adanya layanan roaming dari berbagai macam operator GSM. Tarif yang dikenakan untuk layanan roaming
B. Antarmuka Radio
Sistem telepon seluler membagi suatu wilayah menjadi beberapa sel-sel kecil. GSM adalah jaringan seluler, yang artinya bahwa mobile phone bisa terkoneksi dengan mencari sel-sel disekitarnya yang berdekatan. Berikut ini adalah beberapa keuntungan dari penggunann jaringan seluler, yaitu: •
Peningkatan kapasitas
•
Penurunan penggunaan daya listrik
•
Jangkauan area yang lebih baik Sistem seluler ini memungkinkan penggunaan frekuensi ulang pada wilayah yang
lain, sehingga jutaan orang bisa menggunakan telepon seluler secara bersamaan. Kebayakan jaringan GSM beroperasi pada frekuensi 900 MHz atau 1800 Mhz, termasuk Indonesia.
Penggunaan frekuensi ulang pada jaringan GSM
Pada frekuensi 900 MHz, frekuensi uplink (pengiriman sinyal dari telepon seluler ke BTS) berkisar antara 890-915 MHz, dan frekuensi downlink (pengirian sinyal dari BTS ke telepon seluler) adalah berkisar 935-960 Mhz, Lebar pita 25 Mhz ini dibagi lagi ke dalam 124 kanal frekuensi carrier, masing-masing mempunyai bersela 200 kHz. Metode Time Division Multiplexing digunakan melewatkan 8 kanal suara pada setiap kanal frekuensi radio. Sehingga, ada delapan timeslot yang dikelompokkan ke dalam sebuah frame TDMA. Kecepatan kanal data adalah 270,833 kbit/s dan durasi frame-nya adalah 4,615 ms. Ada beberapa macam ukuran sel pada jaringan GSM network – sel macro, micro, pico dan umbrella. Area cakupan masing-masing sel bervariasi tergantung dari implementasi terhadap daerah yang dicakupinya masing-masing. Sel macro bisa ditemui ketika antena BTS di pasang pada bangunan atau atap gedung yang tinggi. Sel micro adalah sel yang tinggi antenanya di bawah atap gedung. Biasanya digunakan pada daerah perumahan. Picocells adalah sel yang berukuran kecil dimana luasnya hanya beberapa m2. Antenanya biasa digunakan untuk indoor. Di lain pihak, Sel umbrella biasanya digunakan untuk menjangkau sel yang kecil dan mengisi kekosongan di antara sel yang kecil.
Jangkauan sel bervarisi tergantung pada tinggi antena, gain antena, propagasi dari beberapa ratus meter sampai puluhan kilometer. Jangkauan terjauh dari GSM dalam praktiknya adalah 35 km atau 22 miles. Terdapat beberapa cara yang digunakan untuk memperluas jangkauan sel, dimana radius sel bisa digandakan atau bahkan lebih, tergantung dari sistem antena, tipe dari wilayah dan waktu yang dibutuhkan untuk pengiriman sinyal ke BTS dari mobile phone. Jangkauan GSM dalam ruangan (indoor ) dapat dilakukan dengan menggunakan indoor picocell base station atau indoor repeater yang mempunyai beberapa indoor , untuk mengirimkan sinyal radio dari antena outdoor menuju antena indoor lainnya. Hal ini dilakukan ketika dibutuhkan banyak kapasitas panggilan pada indoor, sebagai contoh di pusat pertokoan atau bandara udara. Akan tetapi ini tidak selalu dibutuhkan, karena jangkauan dalam ruangan (indoor) juga disediakan melalui penetrasi sinyal radio ke dalam gedung dari sel yang berdekatan. Modulasi yang digunakan pada GSM adalah gaussian minimum shift keying (GMSK), suatu frequency shift keying yang memiliki perualangan fasa. Pada GMSK, sinyal yang akan dimodulasi ke pembawa, pertama kali disaring dengan Gaussian low pass filter sebelum dikombinasikan ke frequency modulator, yang akan mengurangi interferensi dari kanal yang berdekatan.
C. Struktur Jaringan
Struktuk jaringan GSM
Pada kenyataannya, struktur jaringan
sistem GSM tampak sangat besar dan
rumit, karena jaringan ini harus menyediakan bermacam-macam layanan yang diperlukan. Sebuah jaringan GSM terdiri atas beberapa entitas fungsi dan antarmuka yang ditentukan. Gambar di atas menunjukkan tampilan jaringan GSM. Jaringan GSM bisa dibagi menjadi tiga bagian utama. Mobile Station adalah telepon seluler yang dibawa oleh pelanggan. Base Station mengontrol hubungan radio dengan mobile station. Network Subsistem, yang bagian utamanya adalah MSC (Mobile service Switching Center), melakukan switching panggilan antara pengguna-penggunan telepon, dan antara pengguna telepon seluler dengan pengguna telepon tetap. MSC juga menangani moblitas operasi manajemen itu sendiri. Bagian yang tidak ditampakkan pada gambar di atas adalah Operation and Maintenance Center , yang menangani kinerja operasi dan proses instalasi jaringan. Mobile Station dan Base Station Subsistem berkomunikasi dengan Um interface. Um interface adalah antarmuka jaringan GSM/GPRS untuk menyediakan layanan data sirkuit dan paket dengan sinyal radio. Base station subsistem berkomunikasi dengan MSC menggunakan A interface. A interface mendukung kanal 64 Kbps standar untuk pensinyalan dan trafik.
C.1. Mobile Station
Mobile Station (MS) terdiri atas telepon seluler dan sebuah kartu SIM (Subscriber Identity Module). Dengan memasukkan kartu SIM ke telepon seluler GSM (ME), sang pengguna sudah bisa berkomunikasi antara pengguna telepon lainnya.
Telepon seluler)
Kartu SIM
Setiap telepon seluler adalah unik karena mempunyai kode Internatioal Mobile Equipment Identity (IMEI) masing-masing yang berbeda. Kartu SIM berisi International Mobile Subscriber Identity (IMSI). IMSI digunakan oleh sistem untuk mengidentifikasi pelanggan GSM. IMEI dan IMSI saling terlepas antara satu sama lainnya, dengan begitu sang pelanggan bisa berleluasa untuk mengganti perangkat teleponnya tanpa harus mengganti nomor lamanya. Kartu SIM dapat diproteksi dangan menggunakan password atau personal identity number (PIN).
C.2. Base Station Subsistem
Base Sation Subsistem tersusun atas dua bagian, Base Transceiver Station (BTS) dan Base Station Controller (BSC). Mereka berkonunikasi dengan menggunakan standar antarmuka Abis, memungkinkan pengoperasian dengan komponen berbagai macam merek yang berbeda.
C.2.1 BTS (Base Transceivver Station)
Di dalam Base Transceiver Station terdapat radio penerima dan pengirim dalam satu sel jaringan GSM yang menangani protokol hubungan radio dengan telepon pelanggan. Daerah perkotaan yang besar sangat membutuhkan sejumlah besar BTS, dengan begitu kebutuhan untuk BTS adalah keharusan, mudah dipindahkan dan biayanya yang seminimum mungkin. BTS yang jangkauan luasnya lebih besar dari picocell memiliki beberapa pengirim dan penerima (TRX, transceiver ), yang melayani beberapa frekeunsi yang berbeda dan sektor sel yang berbeda. BTS pada umumnya memiliki 1 sampai 12 TRXs dalam 1, 2, atau 3 sektor walaupun jumlah ini berbeda-beda. BTS dikontrol oleh sekelompok BSC lewat Base station Control Function (BCF). BCF berdiri secara terpisah atau bisa digabungkan dengan TRX pada base station. BCF melakukan operasi dan merawat koneksi ke Network Management Sistem (NMS) dan mengatur operasi dari masing-masing TRX begitu juga dengan penanganan software. Walaupun GSM adalah suatu standar, pada kenyataannya fungsi dari BTS berbeda dari vendor satu dengan vendor lainnya. Ada vendor yang memunyai BTS adalah sebagai penerima dan pemancar yang berfungsi menerima informasi dari mobile station (MS) lewat Um (perantara udara) lalu mengonversikan menjadi TDM. Kemudian dikirim lewat Abis, lalu dikirim ke BSC. Terdapat beberapa vendor yang membangun BTS supaya melakukan pemrosesan informasi sebelumnya, pembuatan daftar target sel bahkan handover antarsel bisa ditangani
secara penuh. Keuntungan dari hal ini adalah muatan yang lebih sedikit pada antarmuka Abis yang mahal. Frekeunsi hopping biasa digunakan untuk meningkatkan performa BTS secara keseluruhan. Hal ini juga melibatkan switching secara kontinu dari trafik suara antara TRXs dalam suatu sektor. Siklus hopping diikuti oleh TRXs dan telepon seluler yang menggunakan sektor tersebut. Siklus yang digunakan pada sel tertentu secara kontinu ditransmisikan oleh sel tersebut sehingga bisa diketahui oleh handset . TRX melakukan pentransmisian dan penerimaan sesuai dari standar GSM yang menentukan delapan TDMA timeslot untuk suatu frekuensi radio. TRX bisa mengalami kehilangan sebagian dari kapasitasnya karena sebagian dari informasi dibutuhkan untuk dikirimkan ke handset pada daerah yang ditangani oleh BTS. Informasi ini memungkinkan telepon seluler untuuk mengidentifiksi jaringan dan memperoleh akses untuk masuk ke jaringan itu. Antarmuka BSS antara lain adalah : 1. Um Antarmuka antara MS dengan BTS. Antarmuka ini melakukan sinyalisasi, kontrol panggilan, handover , kontrol daya, otentifikasi, perijinan, memperbaharui lokasi dan seterusnya. 2. Abis Antarmuka antara BTS dengan BSC. Biasanya dibawa oleh DS-1/T1, ES-1 atau E1. 3. A Antarmuka antara BSC dengan MSC. A digunakan untuk membawa kanal trafik.
C.2.2. BSC (Base Station Controller)
BSC, bisa dibilang sebagai ”orang pintar” di belakang BTS. Secara umum BSC memiliki 10 atau bahkan 100 BTS yang dikontrol. BSC menangani alokasi dari kanal radio, frequency hopping , handover dari BTS ke BTS (kecuali pada
inter-MSC-handover di mana pengontrolan berada pada tangung jawab MSC). Fungsi penting BSC adalah sebagai konsentrator dimana berbagai koneksi berkecepatan rendah yang terhubung ke BTS akan berkurang sampai sejumlah kecil koneksi yang menuju MSC. BSC tidak diragukan lagi adalah elemen terpenting dalam BSS yang dimana bukan hanya sebagai pengontrol BTS tetapi untuk beberapa vendor , sebagai pusat switching . BSC juga menyediakan informasi yang dibutuhkan untuk Network Management Subsystems (NMS). Database untuk semua tempat, termasuk informasi seperti frekuensi pembawa, daftar frekuensi hopping , level pengurangan daya, penerimaan sinyal untuk perhitungan batas sel, semuanya disimpan di BSC. Data ini diperoleh langsung dari bagian perencanaan radio yang mengikutsertakan pemodelan dari propagasi sinyal begitu pula dengan proyeksi trafik.
C.2.3. Transcoder
Walaupun fungsi kompresi/dekompresi adalah termasuk fungsi BSC, terdapat beberapa vendor yang menggunakan fungsi ini sebagai suatu bagian yang berdiri sendiri. Subsistem ini juga dikenal sebagai TRAU (Transcoder & Rate Adaptation Unit ). Fungsi transcoding adalah mengonversi kanal suara antara pengode sinyal GSM dengan PCM standar CCITT. TRAU digunakan untuk transmisi kanal trafik antara BSS(16 kbit/s) dengan MSC(64 kbit/s). Untuk 16 kbit/s, sebanyak 13,6 kbit/s untuk data dan 2,4 kbit/s untuk pensinyalan, timing , dan sinkronisasi. Akan tetapi pada arsitektur SIEMENS dan Nokia, transcoder terpisah dengan subsistem yang normalnya bersama MSC. Pada beberapa sistem Ericsson, transcoder diintegrasikan ke MSC daripada BSC. Alasan hal ini dilakukan ini supaya biaya hubungan transmisi tetap dapat dikurangi jika kompresi kanal suara selesai dilakukan pada MSC.
C.2.4. HLR( Home Location Register )
HLR adalah database yang digunakan untuk melakukan penyimpanan dan penanganan data pelanggan. HLR bisa dianggap sebagai database terpenting yang menyimppan data pelanggan secara permanen termassuk profil pelanggan, informasi lokasi dan keaktifan status. Ketika seseorang berlangganan kepada suatu operator PCS ( personal communications services). Maka orang itu telah terdaftar pada HLR operator tersebut.
C.2.4. VLR(Visitor Location Register )
VLR adalah database yang mengandung informasi sementara tentang pelanggan yang dibutuhkan oleh MSC untuk melayani kebutuhan pelanggan. VLR terintegasi dengan MSC, ketika suatu MS melalukan panggilan ke daerah MSC yang baru, VLR yang terkoneksi ke MSC tersebut meminta data tentang MS dari HLR. Kemudian jika MS melakukan panggilan, VLR memunyai informasi yang dibutuhkan untuk membuat panggilan tanpa perlu menanyakan ke HLR setiap waktu.
C. 2.5. MSC(Mobile Services Switching Center )
MSC melakukan fungsi switching pada sistem. Elemen ini mengontrol panggilan menuju/dari telepon lain serta sistem data. MSC juga berfungsi utnuk toll ticketing , antarmuka jaringan, pensinyalan kanal, dan lain sebagainya.
C.2.6. AUC( Authentication Center )
Unit ini melakukan otentifikasi dan enkripsi parameter yang menyetujui identifikasi pengguna dan memastikan kerahasiaan setiap panggilan. AUC
melindungi operator jaringan dari berbagai jenis penipuan yang ada di dunia seluler saat ini.
C.2.7 EIR(Equopment Identity Register)
EIR adalah database yang mengandung informasi tentang identitas dari peralatan MS yang tidak memperbolehkan untuk melakukan panggilan saat telepon seluler dicuri, tidak diizinkan atau telepon seluler yang rusak. AUC dan EIR dibuat sebagai bagian yang berdiri sendiri atau kombinasi dari AUC/EIR.
D. Sektorisasi
Dengan menggunakan antena direksional pada base station yang masing-masing terarah ke tujuan yang berbeda maka dimungkinkan untuk membuat suatu sektor dari base station sehingga beberapa sel yang berbeda dapat dilayani dari lokasi yang sama. Secara umum antena direksional mempunyai beamwidth 65 sampai 85 derajat. Kapasitas trafik dari base station dapat ditingkatkan. Pada saat yang bersamaan, tidak meningkatkan interferensi yang ditimbulkan ke sel yang berdekatan(dalam berbagai arah hanya sebagian sel yang ditransmisikan). Secara umum ada dua antena yang digunakan pada masing-masing sektor dengan jarak 10 atau lebih untuk panjang gelombang yang berbeda.
Sektor BTS
Hal ini memungkinkan operator untuk mengantisipasi efek dari fading yang disebabkan fenomena fisik seperti penerimaan bercabang. Beberapa penguatan sinyal yang diterima ketika sinyal tersebut meninggalkan antena biasa digunakan untuk menyeimbangkan kekuatan sinyal saat uplink dan downlink .
E. Spesifikasi dan karakteristik GSM
Berikut ini adalah beberapa spesifikasi dan karakteristik GSM : o
Batasan frekuensi : jangkuan frekuensi untuk GSM adalah 1850 sampai
1990 Mhz. o
Jarak duplex : merupakan jarak antara frekuensi uplink dengan downlink
yang besarnya 80 Mhz. o
Pemisahan kanal : memisahan antara frekuensi pembawa yang berdekatan
dalam GSM adalah 200 Khz o
Modulasi : adalah proses mengirimkan suatu sinyal dengan mengubah
karakteristik dari frekuensi pembawa. Hal ini dilakukan pada GSM lewat GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying ). o
Metode akses : menggunakan konsep TDMA (Time Division Multiple
Access) yang merupakan suatu teknik yang mengizinkan beberapa telepon untuk berbagi pembawa yang sama. Setiap panggilan dimasukkan pada time slot tertentu.
F. Penutup
Penggunaan jaringan seluler menjadi semakin populer. Seperti yang telah disinggung sebelumnya, telepon seluler sudah merupakan barang yang sudah tidak istimewa lagi sekarang. Setiap penemuan-penemuan baru selalu didasarkan pada pengembangan teknologi terdahulunya. Namun, tidak ada yang tahu bagaimana perkembangan teknologi telekomunikasi bisa mencapai titik jenuhnya. Satu hal yang paling penting adalah menciptakan satu standar jaringan telekomunikasi untuk mengirimkan berbagai bentuk informasi. Lalu, segala informasi bisa dikirmkan maupun