Perbedaan 1G, 2G, 3G dan 4G

1        Perbedaan 1G, 2G, 3G dan 4G

a.      Generasi Pertama (1G)

Hampir semua teknologi dimulai untuk keperluan militer kemudian dipergunakan untuk umum. Sama halnya dengan perkembangan teknologi GSM. 1G berupa telepon analog yang diperkenalkan pada tahun 1980an dan dilanjutkan sampai digantikan dengan generasi keduan (2G) yang berbentuk digital. Beberapa generasi pertama mengikuti standar NMT (Nordisk MobileTelefoni atau Nordiska MobilTelefoni-gruppen), CDPD (Celluler Digital Packet Data, Mobitex and Data Tac)

b.      Generasi kedua (2G)

Perbedaan utama antara dua sistem telepon mobile yang sukses ini yaitu 1G dan 2G adalah sinyal radio yang digunakan. Jaringan 1G menggunakan analog sedangkan 2G menggunakan digital. Percakapan dalam 2G diencode menjadi sinyal digital, tapi dalam 1G hanya dimodulasi ke frekuensi yang lebih tinggi (150 MHz ke atas). Terdapat dua standar besar dan keduanya komersial, yaitu dari Eropa dan Amerika. Sekitar 60% sekarang dikuasai oleh pasar dari standar Eropa. Yang termasuk dalam generasi ini adalah:

·         GSM (Global System for Mobile Communication)

GSM adalah standar paling populer untuk telepon mobile dunia. Layanan GSM digunakan lebih dari 2 milyar orang dari 212 negara dan kawasan. Jumlah negara yang banyak mengadopsi standar GSM memungkinkan kerjasama antar operator sehingga dapat digunakan untuk komunikasi user antar negara walaupun dengan operator yang berbeda. GSM berbeda dengan pendahulunya dalam jalur pensinyalan dan percakapan semuanya dalam bentuk digital. Fakta ini juga berarti komunikasi data telah dibangun dalam sistem.

·         GPRS (General Packet Radio Service)

GPRS adalah layanan data mobile yang tersedia pada telepon GSM. GPRS sering disebut sebagai generasi “2.5G”, yaitu teknologi antara generasi perrtama dan generasi kedua dalam teknologi telepon mobile. Dibandingkan dengan pendahulunya GPRS memiliki transfer data yang cepat. GPRS memanfaatkan kanal TDMA yang tidak terpakai pada jaringan GSM. Dalam teori terbatas untuk paket data 171.2 Kb/s (menggunakan slot dan CS-4 coding). Realisasinya bit rate-nya adalah 30-80, karena memungkinkan menggunakan maksimal 4 slot untuk downlink.

·         EDGE / EGPRS (Enchanced Data Rates for GSM Evolution)

Merupakan teknologi telepon mobile yang memperbaiki jaringan 2G dan 2.5G khususnya dalam jalur komunikasi data. Teknologi ini bekerja pada jaringan GSM. EDGE dapat bekerja pada jaringan GPRS ada.

·         HSCSD (High-Speed Circuit Switched Data)

IDEN (Integrated Digital Enhanced Network, D-AMPS (Digital AMPS), IS-95, PDC (Personal Digital Cellular), CSD (Circuit Switched Data), PHS (Personal Handy-phone System), WiDEN (Wideband Intergrated Dispatch Enchanced Nerwork) dan CDMA2000 (1Xrtt/IS-2000).

c.       Generasi ketiga (3G)

Layanan 3G memberikan kemampuan untuk mentransfer secara simultan baik data voice dan non-voice data (seperti saat download informasi, pertukaran email dan instant messagiing). Standar 3G di dalamnya adalah:

·         UMTS (3GSM) (Universal Mobile Telecommunications System)

Menggunakan W-CDMA dibawah standar 3GPP. UMTS memiliki layanan data secara teori sampai 11 Mbit/s, meskipun dalam perkembangannya yang disebarkan ke user dalam jaringan performanya hanya mencapai 384 kbit/s untuk handset R99 dan 1-2 Mbit/s untuk handset HSDPA untuk koneksi dwonlink.

·         3.5G – HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access)

Adalah protokol dalam telepon mobile berbasis jaringan UMTS 3G yang menyediakan transfer data yang lebih cepat. Sekarang HSDPA yang dipasang mendukung 1.8 Mbit/s sampai 3.6 Mbit/s saat downlink. Untuk kedepannya direncanakan mencapai 7.2 Mbit/s.

·         3.W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access)

FOMA (Freedom Of Mobile Multiple Access) 1xEV-DO/IS-856 (1x Evolution-Data Optimized), TD-SCDMA (Time Division Syncronouse Code Division Multiple Access), GAN/UMA (Generic access Network), 3.75G-HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access).

Pada dasarnya layanan HSDPA tidak beda jauh dengan layanan yang diberikan oleh generasi sebelumnya yaitu GPRS, CDMA, EDGE, dan 3G. Teknologi tersebut memiliki kesamaan bahwa sama-sama menggunakan layanan lewat jalur IP (internet protokol). HSDPA dperkenalkan oleh Third Generation Partnership Project (3GPP) release 5 standar. Tujuan utama adalah meningkatkan standar througput melalui konsep multiple output (MIMO) atau dengan teknik antena array. Proses kerja cell menggunakan alokasi asymetrics spectrum frekuensi dalam multi carries cell. Efisiensi dari sistem menjadi dua kalilipat, yang artinya juga HSDPA menggunakan kanal baru yang dimiliki oleh 3G yaitu high speed downlink shared channel (HS-DSCH). Kanal tersebut berupa implementasi adaptive modulation and coding (AMC), hybrid automatic repestrequest (HARQ), fast packet schedulling, retransmission protokol and fast cell selection (FCS), yang dikendalikan medium access control (AMC) di node yang berkemampuan 3G.HS-DSCH difungsikan untuk proses downlink data phonecell. Sedangkan untuk proses uplink, kemampuan HSDPA tak bisa sebesar downlinknya, yang secara teori hanya mampu sampai 2 Mbit/s.

Jaringan HSDPA secara fisik memiliki 3 kanal, yakni high speed data physich downlink shared channel (HS-PDSC), high speed shared control channel (HS-SCCH), dan high speed dedicated physical control channel (HS-DPCCH).

d.      Generasi keempat (4G)

Teknologi 4G saat ini belum bisa didefinisikan secara jelas. Sampai sekarang belum ada standarisasi untuk 4G yang telah disepakati oleh para pihak yg berkompeten dibidang teknologi komunikasi tanpa kabel ini.

Ada beberapa pihak yang mempromosikan jaringan wimax sebagai 4G padahal bukan merupakan teknologi 4G sebenarnya, karena lebih merupakan varian baru dari teknologi tanpa kabel (wireless) seperti halnya dengan firewire dan bluetooth. Fitur-fitur 3G yang ada pun diusung oleh 4G, hanya saja memiliki kecepatan transfer data yang jauh lebih tinggi bisa mencapai 20 Mbps di lapangan, 10 kali lipat daripada yang maksimal 2 Mbps (pada prakteknya di lapangan sebenarnya baru mencapai 384 pada kondisi bergerak).

Padahal diatas kertas kecepatan 4G sesungguhnya bisa mencapai 100 Mbps dilingkunngan luar rumah (bergerak), sedangkan 1 Gbps pada kondisi tidak bergerak (statisioner). Kapasitas data yang melalui jaringan 4G akan jauh lebih besar daripada 3G sehingga pengunduhan data yang mencapai puluhan, bahkan ratusan MB mudah dicapai dalam waktu singkat. Contoh, dengan ponsel 3G kita baru dapat mengunduh klip video dan klip musik yang berdurasi tidak begitu panjang. Sedangkan dengan 4G yang akan berbasis jaringan IP sepenuhnya, kita tidak hanya dapat dapat mengunduh satu film utuh ke dalam satu ponsel 4G ketika sedang bergerak, juga menyaksikan tayangan gambar televisi yang berkualitas tinggi (high definition TV content) dan menyaksikan lawan bicara kita yang telah terlihat jelas dan mulus geraknya, tidak tersendat-sendat seperti sekarang dengan 3G melalui video calling. Juga fitur video conferencia yang bisa lebih dari dua situs yang dilakukan secara simultan.

Dengan kata lain, trafic multimedia akan dominan pada pada penggunaan teknologi 4G dimasa mendatang. Tentu saja browsing internet tanpa kabel akan makin lebih cepatdan makin menyenangkan tanpa terganggu dengan waktu tunda (delay time) karena masalah kongesti pada lalu lintas data di jaringan masa kini akan teratasi dengan teknologi 4G. Yang paling menyenangkan karena biaya untuk menikmati fitur-fitur 4G diprediksi akan lebih murah daripada sekarang karena biaya untuk mengaplikasikan teknologi 4G akan lebih murah daripada teknologi 3G ataupun HSDPA (3,5G)

2.      Perbedaan AMPS. CDMA, GSM dan WIMAX

a.      AMPS

AMPS (Advanced Mobile Phone Service) adalah sistem analog cellular yang pertama dignakan di Amerika Serikat. AMPS cellular system adalah frekuensi duplex dengan chanel – chanel terpisah dari 45 MHz. Sinyal control chanel dan voice chanel dikirimkan pada kecepatan 10 kbps. Telephon seluler AMPS mempunyai tiga kelas dari maximum output power. Kelas 1,  mobile telephone mempunyai tegangan keluaran maksimal sebesar 6 dBW (4 Watts). Kelas 2, mempunyai tegangan keluaran maksimal sebesar 2 dBW (1.6 Watts). Dan kelas 3, sanggup mengirimkan hanya dengan 2 dBW (0.6 Watts).

b.      CDMA

CDMA (Code Division Multiple Access) adalah sebuah bentuk multipleksan dan sebuah metode akses secara bersama yang membagi kanal tidak berdasarkan waktu(TDMA) atau frekuensi(FDMA) namun dengan cara mengkodekan data dengan kode khusus yang diasosiakan dengan setiap kanal yang ada. Sejumlah istilah yang berbeda digunakan untuk mengacu pada penerapan CDMA, standar pertama yang diprakarsai QUALCOMM dikenal sebagai IS-95. IS-95 sering disebut sebagai 2G atau selular generasi kedua. Setelah beberapa kali revisi IS-95 digantikan oleh standar IS-2000. Standar ini diperkenalkan untuk memenuhi beberapa kriteria yang ada dalam spesifikasi IMT-2000 untuk 3G. Standart ini juga disebut 1xRTT yang mengidentifikasi bahwa IS-2000 menggunakan kanal bersama 1.25 MHz. Suatu skema terkait yang disebut 3xRTT menggunakan tiga kanal pembawa 1.25 MHz menjadi sebuah lebar pita 3.75 MHz yang memungkinkan laju letupan data yang lebih tinggi untuk seorang pengguna individual. Suatu skema terkait  Keuntungan utama CDMA adalah bahwa code CDMA yang tersedia berjumlah tak hinggaCDMA adalah sebuah teknologi militer yang digunakan untuk mentransmisikan beberapa frekuensi sehingga menyulitkan musuh untuk menyadap mereka.

c.       GSM

GSM (Global System for Mobile Communication) 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 tujuan. Di Eropa pada awalnya GSM didisain untuk beroperasi pada frekuensi 900 MHz. Pada frekuensi ini, frekuensi unpliks-nya digunakan frekuensi 890-915 MHz, sedangkan frekuensi downlinksnya digunakan frekuensi 935-960 MHz. Bandwith yang digunakan adalah 25 MHz (915-890 =960-935=25 MHz), da lebar kanal sebesar 200 KHz. Dari keduanya maka didapatkan 125 kanal, dimana 124 kanal digunakan untuk suara dan satu kanal untuk sinyal. 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.

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

·                 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 Sub-system (BSS)

v  BTS Base Transceiver Station, perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS dan berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal.

v   BSC Base Station Controller, perangkat yang mengontrol kerja BTS-BTS yang berada di bawahnya dan sebagai penghubung BTS dan MSC

·                 Network Sub Sub-system(NSS)

v  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.

v  Home Location Register atau HLR, yang berfungsi sebagai sebuah database untuk menyimpan semua data dan informasi mengenai pelanggan agar tersimpan secara permanen.

v  Visitor Location Register atau VLR, yang berfungsi untuk menyimpan data dan informasi pelanggan.

v  Authentication Center atau AuC, yang diperlukan untuk menyimpan semua data yang dibutuhkan untuk memeriksa keabsahaan pelanggan. Sehingga pembicaraan pelanggan yang tidak sah dapat dihindarkan.

v  Equipment Identity Registration atau EIR, yang memuat data-data pelanggan.

Operation and Support Syste, (OSS)

jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian, diantaranya fault management, configuration management, performance management, dan inventory management.

Frekuensi pada 3 Operator Terbesar di Indonesia

·         Indosat: 890 – 900 Mhz (10 Mhz)

·         Telkomsel: 900 – 907,5 Mhz (7,5 Mhz)

·         Excelcomindo: 907,5 – 915 Mhz (7,5 Mhz)

d.      WIMAX

WIMAX (Wordwide Interoperability for Mikrowave Access) merupakan teknologi akses nirkabel pita lebar (broadband wireless access atau BWA) yang memiliki kecepatan akses yang tinggi dengan jangkauan yang luas. Disamping kecepatan data (70MBps), WIMAX juga membawa isu open standar. Dalam arti komunikasi perangkat WIMAX di antara beberapa vendor yang berbeda tetap dapat dilakukan. WIMAX layak diaplikasikan untuk ‘last mile’ broadband connections, backhaul, dan high speed enterprise.

Sebagai teknologi yang berbasis pada frekuensi, kesuksesan WiMAX sangat bergantung pada ketersediaan dan kesesuaian spektrum frekuensi. WiMAX Forum menetapkan 2 band frekuensi utama pada certication profile untuk Fixed WiMAX (band 3.5 GHz dan 5.8 GHz), sementara untuk Mobile WiMAX ditetapkan 4 band frekuensi pada system profile release-1, yaitu band 2.3 GHz, 2.5 GHz, 3.3 GHz dan 3.5 GHz.

Secara umum terdapat beberapa alternatif frekuensi untuk teknologi WiMAX sesuai dengan peta frekuensi dunia. Dari alternatif tersebut band frekuensi 3,5 GHz menjadi frekuensi mayoritas Fixed WiMAX di beberapa negara, terutama untuk negara-negara di Eropa, Canada, Timur-Tengah, Australia dan sebagian Asia. Sementara frekuensi yang mayoritas digunakan untuk Mobile WiMAX adalah 2,5 GHz.

Isu frekuensi Fixed WiMAX di band 3,3 GHz ternyata hanya muncul di negara-negara Asia. Hal ini terkait dengan penggunaan band 3,5 GHz untuk komunikasi satelit, demikian juga dengan di Indonesia. Band 3,5 GHz di Indonesia digunakan oleh satelit Telkom dan PSN untuk memberikan layanan IDR dan broadcast TV. Dengan demikian penggunaan secara bersama antara satelit dan wireless terrestrial (BWA) di frekuensi 3,5 GHz akan menimbulkan potensi interferensi terutama di sisi satelit. Standar WiMax pada awalnya dirancang untuk rentang frekuensi 10 s.d. 66 GHz. 802.16a, diperbaharui pada 2004 menjadi 802.16-2004 (dikenal juga dengan 802.16d) menambahkan rentang frekuensi 2 s.d. 11 GHz dalam spesifikasi. 802.16d dikenal juga dengan fixed WiMax, diperbaharui lagi menjadi 802.16e pada tahun 2005 (yang dikenal dengan mobile WiMax) dan menggunakan orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) yang lebih memiliki skalabilitas dibandingkan dengan standar 802.16d yang menggunakan OFDM 256 sub-carriers. Penggunaan OFDM yang baru ini memberikan keuntungan dalam hal cakupang, instalasi, konsumsi daya, penggunaan frekuensi dan efisiensi pita frekuensi. WiMax yang menggunakan standar 802.16e memiliki kemampuan hand over atau hand off, sebagaimana layaknya pada komunikasi selular. Spesifikasi WiMax membawa perbaikan atas keterbatasan-keterbatasan standar WiFi dengan memberikan lebar pita yang lebih besar dan enkripsi yang lebih bagus. Standar WiMax memberikan koneksi tanpa memerlukan Line of Sight (LOS) dalam situasi tertentu. Propagasi Non LOS memerlukan standar .16d atau revisi 16.e, karena diperlukan frekuensi yang lebih rendah. Juga, perlu digunakan sinyal muli-jalur (multi-path signals), sebagaimana standar 802.16n.

Elemen Perangkat WIMAX

Elemen / perangkat WIMAX secara umum terdiri dari BS di sisi pusat dan CPE di sisi pelanggan. Namun demikian masih ada perangkat tambahan seperti antena, kabel, dan asesorislainnya.
            Base Station (BS)

Merupakan perangkat transceiver (transmitter dan receiver) yang biasanya dipasang satu lokasi (colocated) dengan jaringan Internet Protocol (IP). Dari BS ini akan disambungkan ke beberapa CPE dengan media interface gelombang radio (RF) yang mengikuti standar WiMAX. Komponen BS terdiri dari: 

·         NPU (networking processing unit card)

·         AU (access unit card)up to 6 +1

·         PIU (power interface unit) 1+1

·         AVU (air ventilation unit)

·         PSU (power supply unit) 3+1

Antena

Antena yang dipakai di BS dapat berupa sektor 60, 90atau 120 tergantung dari area yang akan dilayani.

Subcriber station (SS)

Subcriber station (SS) secara umum subcriber (SS) atau CPE (Customer premises equipment) terdiri dari outdoor unit (ODU) dan indoor (IDU), perangkat radionya yang terpisah dan