GSM

From Wikipedia, the free encyclopedia


GSM (Global System for Mobile Communications, originally Groupe Spécial Mobile), is a standard set developed by the European Telecommunications Standards Institute (ETSI) to describe protocols for second generation (2G) digital cellular networks used by mobile phones.

The GSM standard was developed as a replacement for first generation (1G) analog cellular networks, and originally described a digital, circuit switched network optimized for full duplex voice telephony. This was expanded over time to include data communications, first by circuit switched transport, then packet data transport via GPRS (General Packet Radio Services) and EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution or EGPRS).

Further improvements were made when the 3GPP developed third generation (3G) UMTS standards followed by fourth generation (4G) LTE Advanced standards.
"GSM" is a trademark owned by the GSM Association.

History

Early European analog cellular networks consisted of a mix of technologies and protocols that varied from country to country, meaning that phones did not necessarily work on different networks. In addition, manufacturers had to produce different equipment to meet various standards across the markets.

In 1982, work began to develop a European standard for digital cellular voice telephony when the European Conference of Postal and Telecommunications Administrations (CEPT) created the Groupe Spécial Mobile committee and provided a permanent group of technical support personnel, based in Paris. Five years later in 1987, 15 representatives from 13 European countries signed a memorandum of understanding in Copenhagen to develop and deploy a common cellular telephone system across Europe, and European Union rules were passed to make GSM a mandatory standard. The decision to develop a continental standard eventually resulted in a unified, open, standard-based network which was larger than that in the United States. In 1989, the Groupe Spécial Mobile committee was transferred from CEPT to the European Telecommunications Standards Institute (ETSI).

In parallel, France and Germany signed a joint development agreement in 1984 and were joined by Italy and the UK in 1986. In 1986 the European Commission proposed reserving the 900 MHz spectrum band for GSM.

Phase I of the GSM specifications were published in 1990. The world's first GSM call was made by the Finnish prime minister Harri Holkeri to Kaarina Suonio (mayor in city of Tampere) on 1 July 1991 on a network built by Telenokia and Siemens and operated by Radiolinja. The following year in 1992, the first short messaging service (SMS or "text message") message was sent and Vodafone UK and Telecom Finland signed the first international roaming agreement.

Work began in 1991 to expand the GSM standard to the 1800 MHz frequency band and the first 1800 MHz network became operational in the UK by 1993. Also that year, Telecom Australia became the first network operator to deploy a GSM network outside Europe and the first practical hand-held GSM mobile phone became available.

In 1995, fax, data and SMS messaging services were launched commercially, the first 1900 MHz GSM network became operational in the United States and GSM subscribers worldwide exceeded 10 million. Also this year, the GSM Association was formed. Pre-paid GSM SIM cards were launched in 1996 and worldwide GSM subscribers passed 100 million in 1998.

In 2000, the first commercial GPRS services were launched and the first GPRS compatible handsets became available for sale. In 2001 the first UMTS (W-CDMA) network was launched and worldwide GSM subscribers exceeded 500 million. In 2002 the first multimedia messaging services (MMS) were introduced and the first GSM network in the 800 MHz frequency band became operational. EDGE services first became operational in a network in 2003 and the number of worldwide GSM subscribers exceeded 1 billion in 2004.

By 2005, GSM networks accounted for more than 75% of the worldwide cellular network market, serving 1.5 billion subscribers. In 2005, the first HSDPA capable network also became operational. The first HSUPA network was launched in 2007 and worldwide GSM subscribers exceeded two billion in 2008.

The GSM Association estimates that technologies defined in the GSM standard serve 80% of the global mobile market, encompassing more than 5 billion people across more than 212 countries and territories, making GSM the most ubiquitous of the many standards for cellular networks.

Macau planned to phase out their GSM networks on June 4, 2015, making it the first region to decommission a GSM network.

Technical details

Network structure

The network is structured into a number of discrete sections:

• The Base Station Subsystem (the base stations and their controllers).
• The Network and Switching Subsystem (the part of the network most similar to a fixed network). This is sometimes also just called the core network.
• The GPRS Core Network (the optional part which allows packet based Internet connections).
• The Operations support system (OSS) for maintenance of the network.

Base Station subsystem

GSM is a cellular network, which means that cell phones connect to it by searching for cells in the immediate vicinity. There are five different cell sizes in a GSM network—macro, micro, pico, femto and umbrella cells. The coverage area of each cell varies according to the implementation environment. Macro cells can be regarded as cells where the base station antenna is installed on a mast or a building above average roof top level. Micro cells are cells whose antenna height is under average roof top level; they are typically used in urban areas. Picocells are small cells whose coverage diameter is a few dozen metres; they are mainly used indoors. Femtocells are cells designed for use in residential or small business environments and connect to the service provider’s network via a broadband internet connection. Umbrella cells are used to cover shadowed regions of smaller cells and fill in gaps in coverage between those cells.

Cell horizontal radius varies depending on antenna height, antenna gain and propagation conditions from a couple of hundred metres to several tens of kilometres. The longest distance the GSM specification supports in practical use is 35 kilometres (22 mi). There are also several implementations of the concept of an extended cell, where the cell radius could be double or even more, depending on the antenna system, the type of terrain and the timing advance.

Indoor coverage is also supported by GSM and may be achieved by using an indoor picocell base station, or an indoor repeater with distributed indoor antennas fed through power splitters, to deliver the radio signals from an antenna outdoors to the separate indoor distributed antenna system. These are typically deployed when a lot of call capacity is needed indoors; for example, in shopping centers or airports. However, this is not a prerequisite, since indoor coverage is also provided by in-building penetration of the radio signals from any nearby cell.

GSM carrier frequencies

GSM networks operate in a number of different carrier frequency ranges (separated into GSM frequency ranges for 2G and UMTS frequency bands for 3G), with most 2G GSM networks operating in the 900 MHz or 1800 MHz bands. Where these bands were already allocated, the 850 MHz and 1900 MHz bands were used instead (for example in Canada and the United States). In rare cases the 400 and 450 MHz frequency bands are assigned in some countries because they were previously used for first-generation systems.

Most 3G networks in Europe operate in the 2100 MHz frequency band.

Regardless of the frequency selected by an operator, it is divided into timeslots for individual phones to use. This allows eight full-rate or sixteen half-rate speech channels per radio frequency. These eight radio timeslots (or eight burst periods) are grouped into a TDMA frame. Half rate channels use alternate frames in the same timeslot. The channel data rate for all 8 channels is 270.833 kbit/s, and the frame duration is 4.615 ms.

The transmission power in the handset is limited to a maximum of 2 watts in GSM 850/900 and 1 watt in GSM 1800/1900.

Voice codecs

GSM has used a variety of voice codecs to squeeze 3.1 kHz audio into between 6.5 and 13 kbit/s. Originally, two codecs, named after the types of data channel they were allocated, were used, called Half Rate (6.5 kbit/s) and Full Rate (13 kbit/s). These used a system based upon linear predictive coding (LPC). In addition to being efficient with bitrates, these codecs also made it easier to identify more important parts of the audio, allowing the air interface layer to prioritize and better protect these parts of the signal.

GSM was further enhanced in 1997 with the Enhanced Full Rate (EFR) codec, a 12.2 kbit/s codec that uses a full rate channel. Finally, with the development of UMTS, EFR was refactored into a variable-rate codec called AMR-Narrowband, which is high quality and robust against interference when used on full rate channels, or less robust but still relatively high quality when used in good radio conditions on half-rate channels.

Subscriber Identity Module (SIM)

One of the key features of GSM is the Subscriber Identity Module, commonly known as a SIM card. The SIM is a detachable smart card containing the user's subscription information and phone book. This allows the user to retain his or her information after switching handsets. Alternatively, the user can also change operators while retaining the handset simply by changing the SIM. Some operators will block this by allowing the phone to use only a single SIM, or only a SIM issued by them; this practice is known as SIM locking.

Phone locking

Sometimes mobile network operators restrict handsets that they sell for use with their own network. This is called locking and is implemented by a software feature of the phone. Because the purchase price of the mobile phone to the consumer may be subsidized with revenue from subscriptions, operators must recoup this investment before a subscriber terminates service. A subscriber may usually contact the provider to remove the lock for a fee, utilize private services to remove the lock, or make use of free or fee-based software and websites to unlock the handset themselves. Unlocking a phone without an operator's consent is illegal in many countries and may carry severe penalties.

In some countries (e.g., Bangladesh, Brazil, Chile, Hong Kong, India, Lebanon, Malaysia, Pakistan, Singapore) all phones are sold unlocked. In others (e.g., Singapore) it is unlawful for operators to offer any form of subsidy on a phone's price.

GSM service security

GSM was designed with a moderate level of service security. The system was designed to authenticate the subscriber using a pre-shared key and challenge-response. Communications between the subscriber and the base station can be encrypted. The development of UMTS introduces an optional Universal Subscriber Identity Module (USIM), that uses a longer authentication key to give greater security, as well as mutually authenticating the network and the user – whereas GSM only authenticates the user to the network (and not vice versa). The security model therefore offers confidentiality and authentication, but limited authorization capabilities, and no non-repudiation.

GSM uses several cryptographic algorithms for security. The A5/1, A5/2 and A5/3 stream ciphers are used for ensuring over-the-air voice privacy. A5/1 was developed first and is a stronger algorithm used within Europe and the United States; A5/2 is weaker and used in other countries. Serious weaknesses have been found in both algorithms: it is possible to break A5/2 in real-time with a ciphertext-only attack, and in January 2007, The Hacker's Choice started the A5/1 cracking project with plans to use FPGAs that allow A5/1 to be broken with a rainbow table attack. The system supports multiple algorithms so operators may replace that cipher with a stronger one.

On 28 December 2009 German computer engineer Karsten Nohl announced that he had cracked the A5/1 cipher. According to Nohl, he developed a number of rainbow tables (static values which reduce the time needed to carry out an attack) and have found new sources for known plaintext attacks. He also said that it is possible to build "a full GSM interceptor ... from open source components" but that they had not done so because of legal concerns. Nohl claimed that he was able to intercept voice and text conversations by impersonating another user to listen to their voice mails, make calls or send text messages using a seven-year-old Motorola cellphone and decryption software available free off the Internet.

New attacks have been observed that take advantage of poor security implementations, architecture and development for smart phone applications. Some wiretapping and eavesdropping techniques hijack the audio input and output providing an opportunity for a 3rd party to listen in to the conversation.

GSM uses General Packet Radio Service (GPRS) for data transmissions like browsing the web. The most commonly deployed GPRS ciphers were publicly broken in 2011.

The researchers revealed flaws in the commonly used GEA/1 and GEA/2 ciphers and published the open source "gprsdecode" software for sniffing GPRS networks. They also noted that some carriers don't encrypt the data at all (i.e. using GEA/0) in order to detect the use of traffic or protocols they don't like, e.g. Skype, leaving their customers unprotected. GEA/3 seems to remain relatively hard to break and is said to be in use on some more modern networks. If used with USIM to prevent connections to fake base stations and downgrade attacks, users will be protected in the medium term, though migration to 128-bit GEA/4 is still recommended.

Since GEA/0, GEA/1 and GEA/2 are widely deployed, applications should use SSL/TLS for sensitive data, as they would on Wi-Fi networks.

Standards information

The GSM systems and services are described in a set of standards governed by ETSI, where a full list is maintained.

GSM open-source software

Several open-source software projects exist that provide certain GSM features:

• gsmd daemon by Openmoko
• OpenBTS develops a Base transceiver station
• The GSM Software Project aims to build a GSM analyzer for less than $1000
• OsmocomBB developers intend to replace the proprietary baseband GSM stack with a free software implementation

Issues with patents and open source

Patents remain a problem for any open-source GSM implementation, because it is not possible for GNU or any other free software distributor to guarantee immunity from all lawsuits by the patent holders against the users. Furthermore new features are being added to the standard all the time which means they have patent protection for a number of years.
The original GSM implementations from 1991 may now be entirely free of patent encumbrances, however patent freedom is not certain due to the US "first to invent" system that was in place until 2012. The "first to invent" system, coupled with "patent term adjustment" can extend the life of a US patent far beyond 20 years from its priority date. It is unclear at this time whether OpenBTS will be able to implement features of that initial specification without limit. However, as patents subsequently expire, those features can be added into the open source version. As of 2011, there have been no law suits against users of OpenBTS over GSM use.

Wireline dan Wireless

Written by abusajid

Sistem telepon wireline atau yang dikenal juga dengan sebutan PSTN (Public Switch Telephone Network) atau yang di Indonesia sering juga disebut telepon kabel jelas berbeda dengan system telepon wireless atau yang disebut juga system seluler. Tapi, seperti apakah perbedaan kedua system ini? Apakah bedanya cuma karena yang satu pake kabel dan yang satu tidak? Mungkin uraian sederhana dibawah ini dapat sedikit memberi gambaran tentang perbanding kedua system telepon ini.


Wireline
System telepon wireline perkembang jauh sebelum orang mengenal system telepon wireless, yaitu pada sekitar tahun 1870-an. System ini disebut wireline karena kable digunakan sebagai media tranmisi yang menghubungkan pesawat telepon pelanggan dengan perangkat di jarinagan telepon milik operator.  Secara umum komponen jaringan yang digunakan dalam sebuah jaringan telepon wireline adalah :

• Sentral Telepon (switching unit) : adalah perangkat yang berfungsi untuk melakukan proses pembangunan hubungan antar pelanggan. Sentral telepon juga melakukan tugas pencatatan data billing pelanggan.
• MDF (Main Distribution Frame) : adalah sebuah tempat terminasi kabel yang menghubungkan kabel saluran pelanggan dari sentral telepon dan jaringan kable yang menuju ke terminal pelanggan. Bila sebuah sentral telepon memiliki 1000 pelanggan, maka pada MDF-nya akan terdapat 1000 pasang kabel tembaga yang terpasang pada slot MDF-nya, dimana setiap pasang kabel tembaga ini akan mewakili satu nomor pelanggan. Dan 1000 pasang kabel yeng terpasang di slot MDF ini akan di-cross coneect dengan 1000 pasang kable lain yang berasal dari saluran pelanggan yang menuju ke pesawat terminal pelanggan. Jadi bila seorang pelanggan ingin agar nomor teleponnya diganti dengan nomor lain, maka proses perubahan nomor ini dapat dengan mudah dilakukan dengan merubah koneksi saluran pelanggan di MDF-nya. MDF bisanya diletakan pada satu gedung yang sama dengan sentral teleponnya berdekatan dengan sentraltelepon).
•  RK (Rumah Kabel) : juga merupakan sebuah perangkat cross connect saluran pelanggan, hanya saja ukurannya lebih kecil. Jadi dari MDF, kable saluran pelanggan akan dibagi-bagi dalam kelompok yang lebih kecil dan masing-masing kelompok kabel akan didistrubikan ke beberapa RK. Dan dari RK, kable saluran pelanggan ini akan dibagi-bagi lagi ke dalam jumlah yang lebih kecil dan terhubung ke beberapa IDF. Bentuk phisik RK adalah sebuah kotak (biasanya berwarna putih) dan banyak kita temui dipinggir-pinggir jalan.
• IDF (Intermediate Distribution Frame) : juga merupakan sebuah perangkat cross connect kabel saluran pelanggan, dengan ukuran yang lebih kecil dari MDF dan RK. Secara phisik, IDF berbentuk kotak-kotak (biasanya warna hitam) yang berpasang pada tiang-tiang telepon.
  TB (Terminal Box) : juga merupakan cross connect kabel saluran pelanggan yang menghubungkan antara kabel saluran pelanggan di dalam rumah dengan yang diluar rumah. Secara phisik, TB berbentuk kotak yang terpasang di rumah-rumah pelanggan.
• Pesawat telepon pelanggan : perangkat yang berfungsi sebagai transceiver (pengirim dan penerima) sinyal suara. Pesawat pelanggan juga dilengkapi dengan bell dan keypad DTMF yang berfungsi untuk mendial nomor pelanggan.

Wireless
System telepon wireless mulai berkembang sekitar tahun 1970-an. Sistem telepon wireless berkembang karena adanya tuntutan kebutuhan dari pengguna untuk dapat tetap melakukan pembicaraan telepon walaupun mereka sedang dalam perjalanan ataupun sedang tidak ada di rumah. Dalam perkembangannya, teknologi wireless berkembang sangat cepat, dari mulai teknologi generasi pertama (1G) seperti AMPS, kemudian berkembang ke teknologi generasi kedua (2G) seperti GSM dan CDMA, kemudian berkembang ke teknologi generasi ketiga (3G) seperti UMTS.Semua perkembangan teknologi wireless ini dicapai dalam waktu yang relative cepat. Gambar di bawah ini menunjukan arsitektur jaringan sebuah system telepon wireless, dalam hal ini dicontohkan jaringan system GSM.
Secara umum, arsitektur jaringan system telepon wireless baik itu system 1G, 2G, maupun 3G, terdiri dari 3 kelompok network element, yaitu Mobile Susbcriber atau perangkat pelanggan, network elemen radio, dan network element core .

• Perangkat Pelanggan : adalah element jaringan system wireless yang terdapat di sisi pelanggan. Dalam system GSM perangkat pelanggan disebut dengan MS (Mbobile Subscriber) dan dalam system 3G disebut dengan UE (User Equipment). Ciri khas perangkat pelanggan pada system wireless ialah ia bersifat protable (dapat dibawa kemana-mana) dan dilengkapi dengan kartu pelanggan (sim card) sebagai kartu identitas pelanggan. Sedangkan fungsinya relatif sama dengan perangkat pelanggan pada system wireline (fungsi tranceiver sinyal informasi berupa suara/multimedia dan dilengkapi dengan bell dan keypad DTMF.
• Network Element Radio : adalah element jaringan yang menghubungkan perangkat pelanggan dengan network element core yang merupakan network element utama system. Fungsi utama network element radio adalah melakukan fungsi-fungsi mobile management, yaitu melayani dan mensupport pelanggan-pelanggan yang selalu bergerak agar tetap dapat terhubung dengan system jaringan. Fugsi lainnya ialah melakukan fungsi-fungsi radio resource management yaitu mengatur kebutuhan resource di sisi radio akses network yang bertujuan agar setiap permintaan hubungan dari pelanggan dapat dilayani.
• Network element core : adalah perangkat-perangkat yang melakukan fungsi-fungsi penyambungan hubungan (switching dan routing). Dalam perkembangannya, network element core akan dilengkapi dengan network element – network element VAS (Value Added Service) yang fungsinya untuk mensupport sebuah hubungan dalam rangka diversivikasi service, seperti SMSC (untuk SMS), MMSC (untuk MMS), IVR (untuk voice recording), IN (untuk billing online dan service-service IN lain seperti televoting, VPN, dll), network element RBT (untuk service Ring Back Tone), dll.

Wireline vs Wireless
Tabel di bawah ini memperlihatkan beberapa perbedaan antara system telepon wireline dan wireless.

.

PSTN (Public Switched telephone Network)

Written by abusajid

PSTN (Public Switched telephone Network) atau sering juga disebut Wireline telephone  system jaringantelepon yang menggunakan kabel sebagai media trasmisi yang menghubungkan terminal pelanggan dengan system jaringan telepon. System telepon wireline berkembang pada sekitar tahun 1870-an. System ini disebut wireline karena kable digunakan sebagai  media tranmisi yang  menghubungkan pesawat telepon pelanggan dengan perangkat di jarinagan telepon milik operator. 

Secara umum komponen jaringan yang digunakan dalam sebuah jaringan telepon wireline adalah :

• Sentral Telepon (switching unit) : adalah perangkat yang berfungsi untuk melakukan proses pembangunan hubungan antar pelanggan. Sentral telepon juga melakukan tugas pencatatan data billing pelanggan.
• MDF (Main Distribution Frame) : adalah sebuah tempat terminasi kabel yang menghubungkan kabel saluran pelanggan dari sentral telepon dan jaringan kable yang menuju ke terminal pelanggan. Bila sebuah sentral telepon memiliki 1000 pelanggan, maka pada MDF-nya akan terdapat 1000 pasang kabel tembaga yang terpasang pada slot MDF-nya, dimana setiap pasang kabel tembaga ini akan mewakili satu nomor pelanggan. Dan 1000 pasang kabel yeng terpasang di slot MDF ini akan di-cross coneect dengan 1000 pasang kable lain yang berasal dari saluran pelanggan yang menuju ke pesawat terminal pelanggan. Jadi bila seorang pelanggan ingin agar nomor teleponnya diganti dengan nomor lain, maka proses perubahan nomor ini dapat dengan mudah dilakukan dengan merubah koneksi saluran pelanggan di MDF-nya. MDF bisanya diletakan pada satu gedung yang sama dengan sentral teleponnya (berdekatand engansentral telepon).
• RK (Rumah Kabel) : juga merupakan sebuah perangkat cross connect saluran pelanggan, hanya saja ukurannya lebih kecil. Jadi dari MDF, kable saluran pelanggan akan dibagi-bagi dalam kelompok yang lebih kecil dan masing-masing kelompok kabel akan didistrubikan ke beberapa RK. Dan dari RK, kable saluran pelanggan ini akan dibagi-bagi lagi ke dalam jumlah yang lebih kecil dan terhubung ke beberapa IDF. Bentuk phisik RK adalah sebuah kotak (biasanya berwarna putih) dan banyak kita temui dipinggir-pinggir jalan.
• IDF (Intermediate Distribution Frame) : juga merupakan sebuah perangkat cross connect kabel saluran pelanggan, dengan ukuran yang lebih kecil dari MDF dan RK. Secara phisik, IDF berbentuk kotak-kotak (biasanya warna hitam) yang terpasang pada tiang-tiang telepon.
• TB (Terminal Box) : juga merupakan cross connect kabel saluran pelanggan yang menghubungkan antara kabel saluran pelanggan di dalam rumah dengan yang diluar rumah. Secara phisik, TB berbentuk kotak yang terpasang di rumah-rumah pelanggan.
• Pesawat telepon pelanggan : perangkat yang berfungsi sebagai transceiver (pengirim dan penerima) sinyal suara. Pesawat pelanggan juga dilengkapi dengan bell dan keypad DTMF yang berfungsi untuk mendial nomor pelanggan.

Global System for Mobile Communications

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Global System for Mobile Communication (GSM mulanya singkatan dari Groupe Spécial Mobile) adalah sebuah teknologi komunikasi selular yang bersifat digital. Teknologi GSM banyak diterapkan pada komunikasi bergerak, khususnya telepon genggam. Teknologi ini memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang dibagi berdasarkan waktu, sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai pada tujuan. GSM dijadikan standar global untuk komunikasi selular sekaligus sebagai teknologi selular yang paling banyak digunakan orang di seluruh dunia.

Sejarah dan perkembangan

Teknologi komunikasi selular sebenarnya sudah berkembang dan banyak digunakan pada awal tahun 1980-an, diantaranya sistem C-NET yang dikembangkan di Jerman dan Portugal oleh Siemens, sistem RC-2000 yang dikembangkan di Perancis, sistem NMT yang dikembangkan di Belanda dan Skandinavia oleh Ericsson, serta sistem TACS yang beroperasi di Inggris. Namun teknologinya yang masih analog membuat sistem yang digunakan bersifat regional sehingga sistem antara negara satu dengan yang lain tidak saling kompatibel dan menyebabkan mobilitas pengguna terbatas pada suatu area sistem teknologi tertentu saja (tidak bisa melakukan roaming antar negara).

Teknologi analog yang berkembang, semakin tidak sesuai dengan perkembangan masyarakat Eropa yang semakin dinamis, maka untuk mengatasi keterbatasannya, negara-negara Eropa membentuk sebuah organisasi pada tahun 1982 yang bertujuan untuk menentukan standar-standar komunikasi selular yang dapat digunakan di semua negara Eropa. Organisasi ini dinamakan Group Special Mobile (GSM). Organisasi ini memelopori munculnya teknologi digital selular yang kemudian dikenal dengan nama Global System for Mobile Communication atau GSM.

GSM muncul pada pertengahan 1991 dan akhirnya dijadikan standar telekomunikasi selular untuk seluruh Eropa oleh ETSI (European Telecomunication Standard Institute). Pengoperasian GSM secara komersil baru dapat dimulai pada awal kuartal terakhir 1992 karena GSM merupakan teknologi yang kompleks dan butuh pengkajian yang mendalam untuk bisa dijadikan standar. Pada September 1992, standar type approval untuk handphone disepakati dengan mempertimbangkan dan memasukkan puluhan item pengujian dalam memproduksi GSM.

Pada awal pengoperasiannya, GSM telah mengantisipasi perkembangan jumlah penggunanya yang sangat pesat dan arah pelayanan per area yang tinggi, sehingga arah perkembangan teknologi GSM adalah DCS (Digital Cellular System) pada alokasi frekuensi 1800 Mhz. Dengan frekuensi tersebut, akan dicapai kapasitas pelanggan yang semakin besar per satuan sel. Selain itu, dengan luas sel yang semakin kecil akan dapat menurunkan kekuatan daya pancar handphone, sehingga bahaya radiasi yang timbul terhadap organ kepala akan dapat di kurangi. Pemakaian GSM kemudian meluas ke Asia dan Amerika, termasuk Indonesia. Indonesia awalnya menggunakan sistem telepon selular analog yang bernama AMPS (Advances Mobile Phone System) dan NMT (Nordic Mobile Telephone). Namun dengan hadir dan dijadikannnya standar sistem komunikasi selular membuat sistem analog perlahan menghilang, tidak hanya di Indonesia, tapi juga di Eropa. Pengguna GSM pun semakin lama semakin bertambah. Pada akhir tahun 2005, pelanggan GSM di dunia telah mencapai 1,5 triliun pelanggan. Akhirnya GSM tumbuh dan berkembang sebagai sistem telekomunikasi seluler yang paling banyak digunakan di seluruh dunia.

Spesifikasi teknis

Di Eropa, pada awalnya GSM didesain untuk beroperasi pada frekuensi 900 Mhz. Pada frekuensi ini, frekuensi uplinks-nya digunakan frekuensi 890–915 MHz , sedangkan frekuensi downlinksnya menggunakan frekuensi 935–960 MHz. Bandwith yang digunakan adalah 25 Mhz (915–890 = 960–935 = 25 Mhz), dan lebar kanal sebesar 200 Khz. Dari keduanya, maka didapatkan 125 kanal, dimana 124 kanal digunakan untuk suara dan satu kanal untuk sinyal. Pada perkembangannya, jumlah kanal 124 semakin tidak mencukupi dalam pemenuhan kebutuhan yang disebabkan pesatnya pertambahan jumlah pengguna. Untuk memenuhi kebutuhan kanal yang lebih banyak, maka regulator GSM di Eropa mencoba menggunakan tambahan frekuensi untuk GSM pada band frekuensi di range 1800 Mhz dengan frekuensi 1710-1785 Mhz sebagai frekuensi uplinks dan frekuensi 1805-1880 Mhz sebagai frekuensi downlinks. GSM dengan frekuensinya yang baru ini kemudian dikenal dengan sebutan GSM 1800, yang menyediakan bandwidth sebesar 75 Mhz (1880-1805 = 1785–1710 = 75 Mhz). Dengan lebar kanal yang tetap sama yaitu 200 Khz sama, pada saat GSM pada frekuensi 900 Mhz, maka pada GSM 1800 ini akan tersedia sebanyak 375 kanal. Di Eropa, standar-standar GSM kemudian juga digunakan untuk komunikasi railway, yang kemudian dikenal dengan nama GSM-R.

Arsitektur jaringan

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

1. Mobile Station (MS)
2. Base Station Sub-system (BSS)
3. Network Sub-system (NSS),
4. Operation and Support System (OSS)

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

1. IMMSI (International Mobile Subscriber Identity), merupakan penomoran pelanggan.
2. MSISDN (Mobile Subscriber ISDN), nomor yang merupakan nomor panggil pelanggan.

Base Station System (BSS), terdiri atas:

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

Network Sub System (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.

Operation and Support System (OSS), merupakan sub sistem jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian, diantaranya fault management, configuration management, performance management, dan inventory management.
Frekuensi pada 3 Operator Terbesar di Indonesia

1. Indosat: 890 – 900 Mhz (10 Mhz)
2. Telkomsel: 900 – 907,5 Mhz (7,5 Mhz)
3. Excelcomindo: 907,5 – 915 Mhz (7,5 Mhz)

Keunggulan sebagai teknologi generasi kedua (2G)

GSM, sebagai sistem telekomunikasi selular digital memiliki keunggulan yang jauh lebih banyak dibanding sistem analog, di antaranya:

• Kapasitas sistem lebih besar, karena menggunakan teknologi digital di mana penggunaan sebuah kanal tidak hanya diperuntukkan bagi satu pengguna saja sehingga saat pengguna tidak mengirimkan informasi, kanal dapat digunakan oleh pengguna lain.
• Sifatnya yang sebagai standar internasional memungkinkan roaming mancanegara
• Dengan teknologi digital, tidak hanya mengantarkan suara, tapi memungkinkan servis lain seperti teks, gambar, dan video.
• Keamanan sistem yang lebih baik
• Kualitas suara lebih jernih dan peka.
• Mobile (dapat dibawa ke mana-mana)

Bagaimanapun, keunggulan GSM yang beragam pantas saja membuatnya menjadi sistem telekomunikasi selular terbesar penggunanya di seluruh dunia.

Literatur

• Siegmund M. Redl, Matthias K. Weber, Malcolm W. Oliphant: "An Introduction to GSM", Artech House, March 1995, ISBN 13:978-0890067857
• Siegmund M. Redl, Matthias K. Weber, Malcolm W. Oliphant: "GSM and Personal Communications Handbook", Artech House, May 1998, ISBN 13: 978-0890069578
• Yuliarso, Eddy: "Majalah Insinyur Indonesia", No. 23 Thn XV
• Mobileindonesia.net

 

Telepon genggam

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Telepon seluler (ponsel) atau telepon genggam (telgam) atau handphone (HP) atau disebut pula adalah perangkat telekomunikasi elektronik yang mempunyai kemampuan dasar yang sama dengan telepon konvensional saluran tetap, namun dapat dibawa ke mana-mana (portabel, mobile) dan tidak perlu disambungkan dengan jaringan telepon menggunakan kabel (nirkabel; wireless). Saat ini Indonesia mempunyai dua jaringan telepon nirkabel yaitu sistem GSM (Global System for Mobile Telecommunications) dan sistem CDMA (Code Division Multiple Access). Badan yang mengatur telekomunikasi seluler Indonesia adalah Asosiasi Telekomunikasi Seluler Indonesia (ATSI).

Sejarah

Penemu sistem telepon genggam yang pertama adalah Martin Cooper, seorang karyawan Motorola pada tanggal 03 April 1973, walaupun banyak disebut-sebut penemu telepon genggam adalah sebuah tim dari salah satu divisi Motorola (divisi tempat Cooper bekerja) dengan model pertama adalah DynaTAC. Ide yang dicetuskan oleh Cooper adalah sebuah alat komunikasi yang kecil dan mudah dibawa bepergian secara fleksibel.
Cooper bersama timnya menghadapi tantangan bagaimana memasukkan semua material elektronik ke dalam alat yang berukuran kecil tersebut untuk pertama kalinya. Namun akhirnya sebuah telepon genggam pertama berhasil diselesaikan dengan total bobot seberat dua kilogram. Untuk memproduksinya, Motorola membutuhkan biaya setara dengan US$1 juta. “Pada tahun 1983, telepon genggam portabel berharga US$4 ribu (Rp36 juta) setara dengan US$10 ribu (Rp90 juta).
Setelah berhasil memproduksi telepon genggam, tantangan terbesar berikutnya adalah mengadaptasi infrastruktur untuk mendukung sistem komunikasi telepon genggam tersebut dengan menciptakan sistem jaringan yang hanya membutuhkan 3 MHz spektrum, setara dengan lima channel TV yang tersalur ke seluruh dunia.
Tokoh lain yang diketahui sangat berjasa dalam dunia komunikasi selular adalah Amos Joel Jr yang lahir di Philadelphia, 12 Maret 1918, ia memang diakui dunia sebagai pakar dalam bidang switching. Ia mendapat ijazah bachelor (1940) dan master (1942) dalam teknik elektronik dari MIT. Tidak lama setelah studi, ia memulai kariernya selama 43 tahun (dari Juli 1940-Maret 1983) di Bell Telephone Laboratories, tempat ia menerima lebih dari 70 paten Amerika di bidang telekomunikasi, khususnya di bidang switching. Amos E Joel Jr, membuat sistem penyambung (switching) ponsel dari satu wilayah sel ke wilayah sel yang lain. Switching ini harus bekerja ketika pengguna ponsel bergerak atau berpindah dari satu sel ke sel lain sehingga pembicaraan tidak terputus. Karena penemuan Amos Joel inilah penggunaan ponsel menjadi nyaman.

Fungsi dan fitur

Selain berfungsi untuk melakukan dan menerima panggilan telepon, ponsel umumnya juga mempunyai fungsi pengiriman dan penerimaan pesan singkat (short message service, SMS). Ada pula penyedia jasa telepon genggam di beberapa negara yang menyediakan layanan generasi ketiga (3G) dengan menambahkan jasa videophone, sebagai alat pembayaran, maupun untuk televisi online di telepon genggam mereka. Sekarang, telepon genggam menjadi gadget yang multifungsi. Mengikuti perkembangan teknologi digital, kini ponsel juga dilengkapi dengan berbagai pilihan fitur, seperti bisa menangkap siaran radio dan televisi, perangkat lunak pemutar audio (MP3) dan video, kamera digital, game, dan layanan internet (WAP, GPRS, 3G). Selain fitur-fitur tersebut, ponsel sekarang sudah ditanamkan fitur komputer. Jadi di ponsel tersebut, orang bisa mengubah fungsi ponsel tersebut menjadi mini komputer. Di dunia bisnis, fitur ini sangat membantu bagi para pebisnis untuk melakukan semua pekerjaan di satu tempat dan membuat pekerjaan tersebut diselesaikan dalam waktu yang singkat.

Jenis ponsel berdasarkan fungsi

Ponsel bisnis

Ponsel jenis ini ditujukan untuk anda yang menginginkan perangkat bisnis dalam genggaman anda, biasanya ponsel yang telah memiliki kemampuan ini tergolong ponsel pintar (smartphone). Beragai aplikasi bisnis terdapat dalam ponsel ini dan dapat membuat pekerjaan kantor anda dapat dilihat dan dikerjakan dalam sebuah ponsel.

Ponsel hiburan

Ponsel jenis ini merupakan ponsel berjenis multimedia, dimana semua aktivitas yang berhubungan dengan musik, seni, foto, sosial dan lainnya dapat anda atasi dengan sebuah ponsel. Banyak Ponsel jenis ini yang memiliki variannya tersendiri, seperti ponsel musik, ponsel kamera, dan ponsel jejaring sosial.

Ponsel fashion

Ponsel jenis ini lebih banyak mengandalkan tampilannya, dan dapat membuat pemiliknya sangat puas meskipun dengan fitur yang terkesan sederhana. Tetapi dibalik itu semua, sebuah ponsel fashion dapat berharga berkali-kali lipat dari harga ponsel tercanggih. Dewasa ini dapat ditemukan ponsel yang berharga lebih mahal dari harga sebuah kendaraan, bahkan lebih mahal dari harga sebuah rumah.

Ponsel standar

Ponsel jenis ini diperuntukan untuk anda yang menginginkan ponsel yang simpel, fitur yang disematkan dalam ponsel ini merupakan fitur inti, tanpa teknologi baru yang disematkan

Perkembangan

Generasi 0

Sejarah penemuan telepon seluler tidak lepas dari perkembangan radio. Awal penemuan telepon seluler dimulai pada tahun 1921 ketika Departemen Kepolisian Detroit Michigan mencoba menggunakan telepon mobil satu arah. Kemudian, pada tahun 1928 Kepolisian Detroit mulai menggunakan radio komunikasi satu arah regular pada semua mobil patroli dengan frekuensi 2 MHz. pada perkembangan selanjutnya, radio komunikasi berkembang menjadi dua arah dengan ‘’frequency modulated ‘’(FM).
Tahun 1940, Galvin Manufactory Corporation (sekarang Motorola)mengembangkan portable Handie-talkie SCR536, yang berarti sebuah alat komunikasi di medan perang saat perang dunia II. Masa ini merupakan generasi 0 telepon seluler atau 0-G, dimana telepon seluler mulai diperkenalkan.
Setelah mengeluarkan SCR536,kemudian pada tahun 1943 Galvin Manufactory Corporation mengeluarkan kembali partable FM radio dua arah pertama yang diberi nama SCR300 dengan model backpack untuk tentara U.S. Alat ini memiliki berat sekitar 35 pon dan dapat bekerja secara efektif dalam jarak operasi 10 sampai 20 mil.
Sistem telepon seluler 0-G masih menggunakan sebuah sistem radio VHF untuk menghubungkan telepon secara langsung pada PSTN landline. Kelemahan sistem ini adalah masalah pada jaringan kongesti yang kemudian memunculkan usaha-usaha untuk mengganti sistem ini.
Generasi 0 diakhiri dengan penemuan konsep modern oleh insinyur-insinyur dari Bell Labs pada tahun 1947. Mereka menemukan konsep penggunaan telepon hexagonal sebagai dasar telepon seluler. Namun, konsep ini baru dikembangkan pada 1960-an.

Generasi I

Telepon genggam generasi pertama disebut juga 1G. 1-G merupakan telepon genggam pertama yang sebenarnya. Tahun 1973, Martin Cooper dari Motorola Corp menemukan telepon seluler pertama dan diperkenalkan kepada public pada 3 April 1973. Telepon seluler yang ditemukan oleh Cooper memiliki berat 30 ons atau sekitar 800 gram. Penemuan inilah yang telah mengubah dunia selamanya. Teknologi yang digunakan 1-G masih bersifat analog dan dikenal dengan istilah AMPS. AMPS menggunakan frekuensi antara 825 Mhz- 894 Mhz dan dioperasikan pada Band 800 Mhz. Karena bersifat analog, maka sistem yang digunakan masih bersifat regional. Salah satu kekurangan generasi 1-G adalah karena ukurannya yang terlalu besar untuk dipegang oleh tangan. Ukuran yang besar ini dikarenakan keperluan tenaga dan performa baterai yang kurang baik. Selain itu generasi 1-G masih memiliki masalah dengan mobilitas pengguna. Pada saat melakukan panggilan, mobilitas pengguna terbatas pada jangkauan area telpon genggam.

Generasi II

Generasi kedua atau 2-G muncul pada sekitar tahun 1990-an. 2G di Amerika sudah menggunakan teknologi CDMA, sedangkan di Eropa menggunakan teknologi GSM. GSM menggunakan frekuensi standar 900 Mhz dan frekuensi 1800 Mhz. Dengan frekuensi tersebut, GSM memiliki kapasitas pelanggan yang lebih besar. Pada generasi 2G sinyal analog sudah diganti dengan sinyal digital. Penggunaan sinyal digital memperlengkapi telepon genggam dengan pesan suara, panggilan tunggu, dan SMS. Telepon seluler pada generasi ini juga memiliki ukuran yang lebih kecil dan lebih ringan karena penggunaan teknologi chip digital. Ukuran yang lebih kecil juga dikarenakan kebutuhan tenaga baterai yang lebih kecil. Keunggulan dari generasi 2G adalah ukuran dan berat yang lebih kecil serta sinyal radio yang lebih rendah, sehingga mengurangi efek radiasi yang membayakan pengguna.

Generasi III

Generasi ini disebut juga 3G yang memungkinkan operator jaringan untuk memberi pengguna mereka jangkauan yang lebih luas, termasuk internet sebaik video call berteknologi tinggi. Dalam 3G terdapat 3 standar untuk dunia telekomunikasi yaitu Enhance Datarates for GSM Evolution (EDGE), Wideband-CDMA, dan CDMA 2000. Kelemahan dari generasi 3G ini adalah biaya yang relatif lebih tinggi, dan kurangnya cakupan jaringan karena masih barunya teknologi ini. Tapi yang menarik pada generasi ini adalah mulai dimasukkannya sistem operasi pada ponsel sehingga membuat fitur ponsel semakin lengkap bahkan mendekati fungsi PC. Sistem operasi yang digunakan antara lain Symbian, Android dan Windows Mobile

Generasi IV

Generasi ini disebut juga Fourth Generation (4G). 4G merupakan sistem ponsel yang menawarkan pendekatan baru dan solusi infrastruktur yang mengintegrasikan teknologi nirkabel yang telah ada termasuk wireless broadband (WiBro), 802.16e, CDMA, wireless LAN, Bluetooth, dan lain-lain. Sistem 4G berdasarkan heterogenitas jaringan IP yang memungkinkan pengguna untuk menggunakan beragam sistem kapan saja dan di mana saja. 4G juga memberikan penggunanya kecepatan tinggi, volume tinggi, kualitas baik, jangkauan global, dan fleksibilitas untuk menjelajahi berbagai teknologi berbeda. Terakhir, 4G memberikan pelayanan pengiriman data cepat untuk mengakomodasi berbagai aplikasi multimedia seperti, video conferencing, online game, dan lain-lain.

Cara kerja

Didalam ponsel, terdapat sebuah pengeras suara, mikrofon, papan tombol, tampilan layar, dan powerful circuit board dengan mikroprosesor yang membuat setiap telepon seperti komputer mini. Ketika berhubungan dengan jaringan nirkabel, sekumpulan teknologi tersebut memungkinkan penggunanya untuk melakukan panggilan atau bertukar data dengan telepon lain atau dengan komputer.
Jaringan nirkabel beroperasi dalam sebuah jaringan yang membagi kota atau wilayah kedalam sel-sel yang lebih kecil. Satu sel mencakup beberapa blok kota atau sampai 250 mil persegi. Setiap sel menggunakan sekumpulan frekuensi radio atau saluran-saluran untuk memberikan layanan di area spesifik. Kekuatan radio ini harus dikontrol untuk membatasi jangkauan sinyal geografis. Oleh Karena itu, frekuensi yang sama dapat digunakan kembali di sel terdekat. Maka banyak orang dapat melakukan percakapan secara simultan dalam sel yang berbeda di seluruh kota atau wilayah, meskipun mereka berada dalam satu saluran.
Dalam setiap sel, terdapat stasiun dasar yang berisi antena nirkabel dan perlengkapan radio lain. Antena nirkabel dalam setiap sel akan menghbungkan penelepon ke jaringan telepon lokal, internet, ataupun jaringan nirkabel lain. Antena nirkabel mentransimiskan sinyal. Ketika ponsel dinyalakan, telepon akan mencari sinyal untuk mengkonfirmasi bahwa layanan telah tersedia. Kemudian telepon akan mentransmisikan nomor identifikasi tertentu, sehingga jaringan dapat melakukan verifikasi informasi konsumen- seperti penyedia layanan nirkabel, dan nomor telepon.

Panggilan dari telepon genggam ke telepon rumah

Ketika melakukan panggilan dari ponsel ke telepon rumah biasa, panggilan tersebut akan berjalan-jalan di melalui antena nirkabel terdekat dan akan diubah oleh penghantar nirkabel' ke sistem telepon landline tradisional. Panggilan tersebut kemudian akan langsung diarahkan ke jaringan telepon tradisional dan ke orang yang menjadi tujuan panggilan.

Panggilan dari Ponsel ke Ponsel

Ketika melakukan panggilan dari ini, panggilan akan dirutekan melalui jaringan landline kepada pengantar nirkabel penerima atau akan dirutekan dalam jaringan nirkabel' ke tempat sel terdekat dengan orang yang menjadi tujuan panggilan. Pada saat berbicara di ponsel, maka telepon genggam akan menangkap suara dan mengubah suara menjadi energi frekuensi radio (gelombang radio). gelombang radio akan berjalan melalui udara hingga menemukan penerima di stasiun dasar terdekat. Stasiun dasar kemudian akan mengirimkan panggilan tersebut melalui jaringan nirkabel hingga sampai pada orang yang menjadi tujuan telepon.

Panggilan jarak jauh

ketika melakukan panggilan terhadap seseorang yang berada sangat jauh, panggilan akan dirutekan pada pusat pertukaran jarak jauh, yang menyambungkan panggilan antar negara atau seluruh dunia melaui kabel fiber optic.