Mengenal CDMA (Code Division Multiple Access)

Wah.. Ga terasa semakin lama semakin ku akan lulus dari sekolah S1 ini.
Banyak pelajaran-pelajaran favorit yg bisa dilupakan.. Jadi kuncinya buat note aja deh di FB. Habis sering buka FB sih heheheh...

Teknologi CDMA pada awalnya dipergunakan dalam komunikasi radio militer Amerika Serikat (AS), mulai tahun 1990 patennya diberikan kepada Qualcomm, Inc. dan dijadikan sebagai standar seluler digital di AS sejak tahun 1993. Oleh karena itu tidak heran jika teknologi ini sangat aman karena tidak dapat digandakan (dikloning)

Ide dasar yang membuat CDMA bisa direalisasikan bisa dijelaskan dengan Rumus Claude Shannon ( seorang peneliti matematik di Bell Labs ). Shannon berhasil menemukan hubungan antara besar informasi yang bisa dibawa, bandwidth kanal, SNR dan probabilitas kesalahan deteksi

GSM yang didukung oleh negara-negara Eropa lebih cepat melejit jumlah pemakainya yang diseluruh dunia pada saat ini sudah mencapai lebih 700 juta. Sementara CDMA jumlah pelanggannya baru mencapai 120 juta. GSM dan CDMA dengan varian awalnya IS-95 A juga muncul pada saat yang bersamaan di awal tahun 90-an tergolong dalam teknologi ponsel generasi ke-2 (2G).

Ada beberapa teknologi tanpa kabel untuk teknologi selular ini:

1. AMPS (Advance Mobile Phone Service)

AMPS (Advanced Mobil Phone Service) merupakan teknologi analog yang menggunakan FDMA (Frequency Division Multiple Access) untuk membagi-bagi bandwith radio yang tersedia ke pada sejumlah channel diskrit yang tetap. Dengan AMPS, bandwith 1,25 MHz yang diberikan untuk penggunaan selular dibagi menjadi channel dengan lebar 30 KHz, masing-masing hanya dapat melayani satu subscriber pada satu waktu. Satu subscriber mengakses sebuah channel maka tidak satupun subscriber lainnya dapat mengakses channel tersebut sampai panggilan pertama itu berhenti atau handed-off ke base station lainnya.


2. TDMA (Time Division Multiple Data)

TDMA (Time Division Multiple Data) merupakan sebuah teknologi digital, sama halnya yaitu dengan membagi-bagi spektrum yang tersedia kepada sejumlah channel diskrit yang tetap, meskipun masing-masing channel merepresentasikan time slot yang tetap daripada band frekunesi yang tetap. Sebagai contoh yang mengimplementasikan teknologi TDMA adalah GSM, yang membagi carriers berlebar 2300 KHz menjadi delapan time-division channel. GSM (global sistem for mobile) adalah teknologi yang berbasis TDMA.


3. CDMA (Code Division Multiple Access)

Teknologi CDMA awalnya dikembangkan untuk penggunaan militer Amerika dan dipublikasikan secara komersil oleh perusahaan di Amerika Qualcomm. Selanjutnya teknologi ini dikembangkan dengan standard IS-95 (Interim Standard) dan menggunakan frekuensi standard 800 MHz. Kehadiran teknologi Broadband CDMA ini telah dikembangkan di Indonesia oleh PT Komselindo sebagai operator AMPS (Advance Mobile Phone System). Teknologi yang bisa menyediakan layanan internet ini sedang dicoba pada frekuensi 2 GHz dan PT Telkom menyebutnya dengan PASOPATI dan multimedia .CDMA menggunakan teknologi spread spectrum untuk mengedarkan sinyal informasi yang melalui bandwith yang lebar (1,25 MHz). Teknologi ini asalnya dibuat untuk kepentingan militer, menggunakan kode digital yang unik, lebih baik daripada channel atau frekuensi RF.


4. UMTS (Universal Mobile Telecomunication Access)

UMTS (Universal Mobile Telecomunication Access) merupakan salah sistem generasi ketiga yang dikembangkan di Eropa. dirancang sehingga dapat menyediakan bandwith sebesar 2 Mbits/s. Layanan yang dapat diberikan UMTS diupayakan dapat memenuhi permintaan pemakai dimanapun berada, artinya UMTS diharapkan dapat melayani area yang seluas mungkin, jika tidak ada cell UMTS pada suatu daerah dapat di route-kan melalui satelit. Frekuensi radio yang dialokasikan untuk UMTS adalah 1885-2025 MHz dan 2110-2200 MHz. Pita tersebut akan digunakan oleh cell yang kecil (pico cell) sehingga dapat memberikan kapasitas yang besar pada UMTS.

***********************************
CDMA membawa manfaat yang besar dan berada diatas teknologi serupa yang lain untuk saat ini. CDMA menawarkan kapasitas jaringan yang terbesar untuk melayani lebih banyak pelanggan dengan biaya infrastrukstur yang sama. CDMA menawarkan kecepatan transmisi data paling tinggi diantara yang lain. Setiap user/pemakai di assign dengan bilangan biner yang dinamakan Direct Sequence code (DCS) ketika terjadi panggilan.

DCS adalah signal yang dibangkitkan oleh linier Modulation dengan wideband Pseudorandom Noise (PN) sequence, sehingga Direct Sequence CDMA menggunakan wider signal dari pada FDMA maupun TDMA. Wideband signal berfungsi untuk mengurangi interference dan dapat melakukan frekuensi reuse antar cell berlangsung bardampingan. Seluruh pengguna ada bersama-sama dalam range spektrum radio frekuensi.

*************************************************************************

Berikut ini adalah beberapa keuntungan dari teknologi CDMA :



1. Kapasitas meningkat 8 hingga 10 kali dari sistem analog AMPS dan 4 hingga 5 kali dari sistem GSM. Kapasitas sebenarnya akan bervariasi dari cell ke cell dan dari sektor ke sektor, bergantung kepada dataran, level interferensi, karakteristik propagasi dan sejumlah faktor lainnya. Pengaruh lain pada peningkatan kapasitas adalah deteksi aktivitas suara dan kontrol daya CDMA.


2. Dapat bergabung dengan metode akses lainnya, tidak membutuhkan penghitung waktu (guard time) untuk melihat rentang waktu dan penjaga pita (guard band) untuk menjaga intervensi antarkanal


3. Kontrol daya CDMA tidak hanya meningkatkan kapasitas, tetapi juga meningkatkan kualitas suara dengan meminimalisasi dan mengatasi interferensi.


4. Tidak membutuhkan equalizer untuk mengatasi gangguan spektrum sinyal


5. Mempermudah perencanaan sistem melalui penggunaan frekuensi yang sama dalam setiap sektor di setiap cell. hanya membutuhkan satu radio yang dibutuhkan untuk beberapa sektor/cell.


6. Tidak membutuhkan alokasi dan pengelolaan frekuensi.


7. Meningkatkan privasi. Terdapat perencanaan masa depan untuk menyediakan proses enkripsi digital yang dapat memberikan level keamanan dan privasi yang lebih tinggi.


8. Meningkatkan waktu bicara untuk sistem portable. (Perbandingan langsung ini dengan anggapan bahwa antara CDMA dan sistem analog atau TDMA memiliki ukuran cell yang sama).


9. Kanal CDMA wideband menyediakan resource yang umum dimana semua unit mobile dalam sistem menggunakan utility yang berbasis pada kebutuhan spesifik mereka sendiri, apakah mengirim suara, data, faksimili atau aplikasi lainnya.


***************************************************************************

Keunggulan CDMA-2000 (1X) jika dibandingkan dengan GSM :



1. Sebagai teknologi militer CDMA sangat tahan terhadap gangguan cuaca dan interferensi, karenanya noise CDMA sangat rendah sehingga menghasilkan kualitas suara yang sangat baik. Bahkan dalam hujan yang sangat lebatpun kualitas suaranya masih dalam batas yang masih dapat ditoleransi.
   
2. CDMA tidak dapat digandakan (dikloning) karena setiap pelanggan diberikan kode yang berbeda (unik). Kode-kode ini sangat sulit dilacak karena bersifat acak.


3. Daya pancarnya yang sangat rendah (1/100 GSM) memungkinkan hand phone CDMA irit dalam mengonsumsi baterei, sehingga dapat beroperasi lebih lama untuk bicara maupun stand by.


4. Kapasitas pelanggan per BTS CDMA dapat mencapai 6000 (10 kali GSM). Hal ini disebabkan CDMA lebih irit dalam pemakaian frekuensi. Semua BTS CDMA beroperasi pada frekuensi yang sama, sehingga tidak memerlukan penghitungan yang rumit dalam menyusun konfigu-rasinya.


5. CDMA-2000 (1X) dapat me-ngirim data dengan kecepatan hingga 144 Kbps, sementara GSM 9,6 Kbps. Sehingga dapat mendukung layanan SMS, MMS, main game dan down load data melalui internet


6. GSM merupakan generasi kedua setelah AMPS, GSM pertama kali dikeluarkan pada tahun 1991 dan mulai berkembang pada tahun 1993 dengan diadopsi oleh beberapa negara seperti Afrika Selatan, Australia, Timur Tengah, dan Amerika Utara.
   Sedangkan CDMA merupakan generasi ketiga (3G). teknologi telpon tanpa kabel sangat dirasakan perkembangannya, dengan munculnya berbagai macam jenis telepon selular. Sekarang ini yang sedang berkembang adalah telepon tanpa kabel yang menggunakan Code Devision Multiple Access yang menggunakan teknik penyebaran spectrum


7. GSM mempunyai frekuensi 900 Mhz selain itu GSM juga menggunakan frekuensi 1800 Mhz dengan nama Personal Communication Network .
   CDMA tidak memberikan penanda pada frekuensi khusus pada setiap user. Setiap channel menggunakan spectrum yang tersedia secara penuh. Percakapan individual akan di encode atau di sandikan dengan pengaturan digital secara pseudo random



***************************************************************************

Arsitektur Jaringan Seluler CDMA
Komponen Jaringan seluler CDMA yang utama ada 4 yaitu :



1. Perangkat Pelanggan : Mobile Phone (Mobile Station)

MS Mempunyai fungsi utama untuk membentuk, memelihara hubungan (voice dan data) dengan jaringan. MS membentuk hubungan dengan meminta kanal radio dari AN. Setelah hubungan terbentuk MS bertanggung jawab untuk menjaga kanal radio tersebut dan melakukan buffer paket jika kanal radio sedang tidak tersedia. MS biasanya mendukung enkripsi dan protokol seperti Mobile IP dan Simple IP.
Mobile Station (MS) adalah perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan. Secara umum sebuah Mobile System terdiri dari :
a. Mobil Equipment (ME) atau handset
b. Subscriber Identity Module (SIM) atau Sim Card


2. Base Station : BTS

BTS berfungsi sebagai antar muka yang menghubungkan antara MSC dengan pelanggan dan bertanggung jawab untuk mengalokasikan daya yang digunakan oleh pelanggan atau koneksi radio antara pengguna dengan sentral. BTS terdiri dari perangkat radio yang digunakan untuk mengirim dan menerima sinyal CDM


3. Base Station Controller : BSC

BSC bertanggung jawab mengontrol semua BTS yang ada di daerah cakupannya, mengatur rute paket data dari BTS ke PDSN (Packet Data Service Node) atau sebaliknya
BSC adalah perangkat yang mengontrol kerja BTS-BTS yang secara hiraki berada di bawahnya


4. Mobile Switching Center : MSC

Sering juga disebut interface antara BSC dengan public voice ( PSTN ) dan jaringan data ( ISDN ) melalui gateway MSC ( G-MSC ).
MSC adalah network element central dalam sebuah jaringan GSM. Semua hubungan (voice call/transfer data) yang dilakukan oleh mobile subscriber selalu menggunakan MSC sebagai pusat pembangunan hubungannya



Power Control Algorithm CDMA
Power Control adalah operasi halus yang terjadi pada sistem CDMA, karena semua pengguna meiliki peranan yang sama dalam band RF melalui penggunaan PN code, masing-masing pengguna seperti random noise untuk pengguna lainnya.
Power Control dapat meningkatkan output power yang dapat memuaskan panggilan dan juga memaksimalkan kapasitas sistem dalam kenyataan secara dinamik merubah channel, kecepatan mobile station, dan status panggilan

Power Control diklasifikasikan dalam kontrol forward dan kontrol reverse yang mana sejauh ini diklasifikasikan dalam power control loop terbuka, power control loop tertutup dan power control loop diluar.
Forward Link Power Control
Tujuan dari forward link power control adalah untuk mengamankan dan menjaga kualitas komunikasi untuk setiap kanal,ketika sebuah mobile station diserang oleh multi path fading atau mobile station dilokasikan dalam area perbatasan cell dimana noise dan interferensi lebih terasa dan untuk mengurangi beberapa interferensi dari cell tetangga.

Reverse Link Power Control
Tujuan dari reverse power control adalah untuk mengontrol output power dari sebuah mobile station dan memutuskan jauh dekat kesalahan terjadi ketika mobile station dalam cell menggunakan frekuensi yang sama dalam satu waktu


Handover
Handoff atau handover adalah proses transfer sebuah moble station dari satu channel atau base station ke yang lainnya.
Macam-macam handoff pada CDMA
1. Soft handoff
2. Softer handoff
3. Hard handoff




1. Soft handoff

Selama proses handoff MS, terhubung ke dua atau tiga BTS (pada satu BSC).
Jadi selama CDMA melakukan handoff sebuah koneksi antara dua atau tiga base station akan tetap terjaga secara simultan.


2. Softer handoff

yaitu pengalihan layanan dari satu sektor ke sektor lain dalam satu cell.Pada forward-link kinerjanya sama dengan proses kombinasi soft handoff. Pada kasus ini, perangkat mobile menggunakan rake receiver untuk mengkombinasikan sinyal yang diterima saari dua sector yang berbeda. Pada reverse-link, dua sector dari sel yang sama secara simultan menerima dua sinyal dari perangkat mobile.


3. Hard handoff

Sistem CDMA mempunyai dua tipe
A. CDMA to CDMA handoff terjadi ketika perangkat mobile bertransisi antara dua carrier CDMA( yaitu dua channel spread spectrum yang berpusat pada frekuensi yang berbeda). Hard handoff ini juga bisa terjadi ketika perangkat mobile melakukan transisi antara operator yang berbeda. Handoff ini juga sering disebut D to D handoff
B. CDMA to Analog handoff terjadi ketika sebuah panggilan CDMA ditangani oleh jaringan analog. Hal ini dapat terjadi ketika perngkat mobile masuk ke daerah yang memiliki servis analog tapi tidak memiliki servis CDMA. Handoff ini juga sering disebut D to A handoff



CELL BREATHING
Prinsip Cell Breathing
Prinsip utama komunikasi Spread Spectrum adalah pendudukan bandwidth jauh lebih tinggi dari yang lain. Karena bandwidth yang lebih tinggi, power spectral density lebih kecil, sehingga sinyal kelihatan seperti noise dalam kanal. Penyebaran dilakukan dengan menggabungkan sinyal data dan kode (code division multiple access)

konsep pemikiran pengiriman informasi dengan penyebaran spectrum didasarkan pada teori Shannon untuk kapasitas saluran. Pada teori ini dinyatakan bahwa besarnya kapasitas saluran (C) ditentukan oleh lebar pita (B) dan sinyal to noise ratio (S/N) yaitu:
C = B log2 (1+ S/N)……………….…2.1)
Dari teori tersebut terlihat bahwa untuk menyalurkan informasi pada suatu saluran berderau dapat ditempuh dengan 2 cara yaitu:
Cara konvensional, dimana B kecil dan S/N besar (kerapatan spektral daya besar ).
Cara spread spectrum, dimana B besar, S/N kecil dan P besar.

Sistem komunikasi spread spectrum sebagai salah satu sistem komunikasi digital, memiliki beberapa kelebihan dibandingkan sistem komunikasi analog yaitu:
1. Lebih kebal terhadap jamming
2. Mampu menekan interferensi
3. Dapat dioperasikan pada level daya yang rendah
4. Kemampuan multiple access secara CDMA (Code Division Multiple Access)
5. Kerahasiaan lebih terjamin, tanpa mengetahui kode penyebaran (spreading code), (hampir) tidak mungkin mengenali data yang terkirim
6. Fading rejection: sistem lebih kuat terhadap distorsi, sebab bandwidth lebih lebar .
7. Dengan konsep Random Access, karena kode dalam jumlah besar dapat dihasilkan, jumlah pelanggan dalam jumlah besar diijinkan
8. Ranging

Teknik Spread Spectrum
Dalam teknik spread spectrum sendiri ada beberapa macam cara yang digunakan, yaitu Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), Frequency Hopping Spread Spectrum (FSSS), Time Hopping Spread Spectrum (TSSS) dan Chirp atau Hybrid Spread Spectrum. Pada tiap-tiap metode mempunyai keunggulan sendiri-sendiri, namun secara umum DSSS mempunyai unjuk kerja terbaik untuk gangguan noise dan anti jammin


Catatan Singkat untuk hapalan :