Global System For Mobile (GSM)

Global system for Mobbile atau GSM adalah generasi kedua dari standar sistem sistem seluller yang tengah dikembangkan untuk mengatasi problem fragmentasi yang terjadi pada standar pertama di negara Eropa .GSM adalah sistem standar sellular pertama didunia yang menspesifikasikan digital modulation dan network level architectures and service. Sebelum muncul standar GSM ini negara-negara di Eropa menggunakan standar yang berbeda-beda , sehingga pada saat itu tidak memungkinkan seorang pelanggan menggunakan singele subscriber unit untuk menjangkau seluruh benua Eropa.
Pada awalnya sistem GSM ini dikembangkan untuk melayani sistem seluler pan-Eropa dan menjanjikan jangkauan network yang lebih luas seperti halnya penggunaan ISDN. Pada perkembangaannya sistem GSM ini mengalami kemjuan pesat dan menjadi standar yang paling populer di seluruh dunia untuk sistem seluler.Bahkan pertumbuhannya diprediksikan akan mencapai 20 samapai 50 juta pelanggan pada tahun 2000.
Penggunaan alokasi frekuensi 900 MHz oleh GSM ini diambil berdasarkan rekomendasi GSM (Gropue special Mobile) cimitte yang merupakan salah satu grup kerja pada confe'rence Europe'ene Postes des Telecommunication (CEPT). Namun pada akhirnya untuk alasan marketing GSM berubah namanya menjadi yhe Global System for Mobile Communication, sedangkan standar teknisnya diambil dari European Technical Standards Institute (ETSI)
GSM pertama kali diperkenalakan di Eropa pada tahun 1991 kemudian pada akhir 1993 , beberapa negara non Amerika seperti Amerika Selatan , Asia dan Australia mulai mengadopsi GSM yang akhirnya menghasilkan standar baru yang mirip yaitu DCS 1800, yang mendukung Personal Communiction Service (PCS) pada freuensi 1,8 Ghz sampai 2 Ghz.
Arsitektur GSM secara garis besar terdiri dari 3 subsistem yang terkoneksi dan berinteraksi antar sistem dan dengan user melalui network interface, subsistem tersebut adalah :
Base Station Subsystem (BSS)
Network and Switching System (NSS)
Operation Support Subsystem (OSS)
Sedangkan Mobile Station(MS) sebenarnya adalah juga merupakan sebuah subsistem akan tetapi seringkali dikategorikan sebagai bagian dari BSS . BSS yang juga dikenal sebgai subsistem radio berfungsi untuk menyediakan dan mengatur jalur transmisi radio antara mobile stations dengan Mobile Switching Center(MSC). BSS ini juga berfungsiuntuk mengatur interface radio antara mobile stations dan subsistem lain dalam GSM network.
Setiap subsistem BSS terdiri dari beberapa Base Station Controllers(BSCs) yang berfubgsi mengkoneksikan MS ke NSS via MSCs. Sedangkan NSS berfungsi mengatur fungsi switching dari sistem dan menjamin MSC agar dapat berkomunikasi dengan network yang lain seperti halnya PSTN dan ISDN. Fungsi operasi dan maintenance keseluruhan sistem GSM dikontrol oleh subsistem OSS, pada subsistem ini seorang engineer dapat memonitor, menganalisa dan melakukan troubleshooting terhadap segala aspek dari sitem GSM

Gambar diatas adalah blok diagram dari arsitektur sistem GSM
Mobile Stations atau Handphone akan berkomunikasi dengan BSS melalui interface radio, sebuah BSS terdiri dari beberapa Base Station Controller yang terhubung kedalam satu MSC. Setiap BSC biasanya mengontrol sampai beberapa ratus Base Tranciever Station (BTS), lokasi BTS ini akan tersebar dimana-mana sesua dengan coverage Area yang diinginkan sebuah provider.Sedangkan koneksi yang umumnya dipakai oleh BTS untuk mengkoneksikan dirinya ke BSC adalah dengan dedicated line atau Microwave links. Proses Handoff yang sering terjadi antar dua BTS dalam satu BSC hanya akan dikontrol oleh BSc tidak sampai melibatkan MSC untuk mengurangi beban switching.

Gambar diatas adalh variasi Interface yang digunakan dalam GSM
Dari gambar dapat dilihat bahwa interface yang menghubungkan BTS dengan BSC disebut sebgai Abis Interface. Interface ini membawa trafik dan data maintenance dan dispesifikasikan GSM untuk distandarisasi untuk seluruh vendor. BSC secara fisik terkoneksi dengan MSC via microwave / leased line dengan, sedangkan interface yang menghubungkan antara BSC dan MSC disebut sebgai A interface. Interface ini menggunakan SS7 protokol yang biasa dikenal sebgai Signaling Correction Control Part(SCCP) yang akan mendukung komunikasi antara BSS dengan MSC.

Sistem Radio GSM
Menggunakan 2 band dengan lebar 25 MHz untuk masing masih arah link data. frekuensi 890-915 MHz band digunakan untuk uplink kearah Base Station sedangakan frekuensi 935-960 digunakan untuk alokasi frekuensi downlink kearah subscriber.
GSM menggunakan FDD dan kombinasi dari TDMA dan FHMA agar BTS dapat menyediakan akses yang simultan kepada multiple user
Kedua alokasi frekuensi tersebut masing-masing dibagi lagi kedalam beberapa kanal frekuensi lagi dengan lebar masing 200 KHz yangbiasa disebut sebagai ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Numbers). ARFCN mensyaratkan bahwa untuk masing arah frekuensi uplink dan downlink dipisahkan dengan lebar frekuensi 45 MHz
Setiap alokasi frekuensi tertentu atau ARFCN dipakai bersama-sama oleh 8 user dengan menggunkan metode TDMA , masing user mengunakan time slot tertentu yang unik
Data rate untuk masing-masing kanal radio tersebut adalah sebesar 270,833 Kbp menggunakan binari BT=0,3 GMSK modulation, dengan signaling bit duration sebesar 3,692 uS maka rate efektif yang diperoleh masing-masing user adalah sebesar 33,854 Kbps
Dengan maksimum overhead yang digunakan oleh GSM , maka data dari user dikirimkan dengan rate maksimum 24,7 Kbps
Setiap Time slot yang dialokasikan untuk setiap user memiliki ekivalen 156,25 channel bits. Namun terdiri dari 8,25 bits untuk guard time, dan 6 untuk total startdan stop bit untuk mencegah terjadinya overlap anatar Time slot
Setiap time slot memiliki durasi 5576,92 uS sedangkan sebuah singel TDMA frames memilki durasi 4,615 ms, sehingga total kanal yang tersedia dengan Bandwith 25 Mhz adalah sebsesar 125. JIka masing masing kanal radio memilki 8 time Slot maka terdapat total 1000 trafik yang dapat dilayani oleh GSM
Secara praktekdigunakan Guard Band sebesar 100Khz pada upper dan Lower spektrum GSM , sehingga hanya tersedia 124 kanal
Parameter GSM Specifications
Reserve Channel frequency 890-915 MHz
Forward Channel Frequency 9335-960 MHz
ARFCN Number 0 to 124 dan 975 to 1023
Tx/Rx Freq Spacing
Tx/Rx Time Slot Spacing 45 MHz
3 time Slot
Modulation data rate 270,833 kbps
Frame Periode 4,615 ms
User per Frame 8
Time Slot periode 576,9 uS
Bit Periode 3,692 uS
Modulation 0,3 GMSK
ARFCN Channel Spacing 200 KHz
Interleaving (max delay) 40 ms
Voice Coder Bit Rate 13,4 kbps

Sumedang, 18 maret 2010