Sunday, September 04, 2005

C-phone Menuju 3G

Trend teknologi wireless mendatang adalah teknologi wireless generasi 3 (3G). Ada dua teknologi yang kini sedang dikembangkan untuk memenuhi 3G yaitu WCDMA yang dikembangkan di Eropa dan CDMA 2000 yang dikembangkan oleh US. C-phone yang menggunakan teknologi cdmaOne mempunyai jalur migrasi ke 3G yang jelas yaitu menggunakan cdma2000. Artikel ini akan mengupas C-phone yang menggunakan taknologi cdmaOne dan jalur migrasi ke 3G.

Desain Fungsional Sistem

C-Phone menggunakan teknologi cdmaOne dengan arsitektur A+ (IS-634). Arsitektur A+ menggunakan CBSC (Centralized Base System Controller) sebagai base site controllernya. Arsitektur A+ digunakan untuk mendukung applikasi full mobility, dimana dimungkinkan pergerakan pelanggan antar site, antar CBSC dan antar MSC. Komponen utama dari sistem C-Phone terdiri dari switching, CBSC, BTS dan Terminal.

Gambar 1

Switching

Switching yang digunakan adalah Mobile Switch Centre, direncanakan untuk seluruh Jawa Timur hanya menggunakan satu switch dengan kapasitas 250.000 sst. Fungsi dari MSC :

  • Call Routing
  • Call Processing
  • Directory Number Translation
  • Billing
  • Roaming
  • Interkoneksi
  • Features
BSC (Base Station Controller)

Base Station Controller (BSC) dapat berupa CBSC. CBSC yang terhubung dengan Operations and Maintenance Center-Radio (OMCR) merupakan interface ke jaringan termasuk juga ke semua sel site dalam area layanannya. OMCR berfungsi sebagai interface ke sistem dan menyediakan manajemen konfigurasi, fault detection, security dan manajemen performansi. Setiap OMCR dapat menangani sampai delapan CBSC. CBSC terdiri dari dua komponen yaitu Transcoder dan Mobility Manager (MM). Transcoder berfungsi sebagai:

  • Terminasi span line dari BTS dan switching.
  • Supervisi dan grooming traffic dan link kontrol.
  • Translasi dari sinyal QCELP ke 64 kbps PCM dan sebaliknya.
Transcoder terdiri dari vocoder, multiple serial interface, kiloport switch, dan generic processor cards. Sedangkan Mobility Manager berperan dalam pengotrolan kanal radio termasuk call set-up, channel assignment, overhead messages dan signaling. Fungsi dari Operations and Maintenance Center-Radio (OMCR) diantaranya :
  • Fasilitas window based untuk sistem operasi dan maintenance
  • Manajemen Alarm dan Event
  • Manajemen Performansi
  • Data collection Management
  • Fault Management
Di samping itu, untuk menangani layanan data dan fax, diperlukan adanya IWU (Interworking Unit) yang terhubung ke CBSC atau WAM.

Gambar 2, Gambar 3, gambar 4, gambar 5

• Base Transceiver Station (BTS)

Fungsi dasar dari Base Transceiver Station (BTS) adalah menangani radio interface ke terminal pelanggan dan melakukan routing voice atau data traffic dari dan ke switching. BTS berfungsi juga untuk menciptakan network interface ke BSC untuk pengiriman dan penerimaan voice atau data, serta menginformasikan alarms dan self-diagnostic routines untuk fault management.

• Terminal

Dalam C-phone ada dua jenis terminal Fixed Wireless Terminal (FWT) dan Handheld.
FWT digunakan aplikasi telepon fixed seperti halnya telepon rumah. FWT merupakan penghubung antara terminal telepon biasa dengan sistem C-phone. Telepon bisa dihubungkan dengan FWT melalui port RJ 11. Bila perlu dengan menggunakan splitter adapter, FWT dapat diparalel untuk 3 buah telepon biasa. Kabel penghubung FWT dengan telepon bisa diperpanjang hingga 100 m. Hal ini memungkinkan peletakan FWT pada tempat dengan penerimaan sinyal dari BTS yang cukup bagus - seperti dekat dengan jendela - sehingga telepon memperoleh kualitas sinyal terbagus pula. FWT dilengkapi juga dengan batere cadangan, sehingga ketika catuan daya dari sumber listrik jatuh, maka secara otomatis FWT mengambil catu daya dari batere. Batere FWT dapat memberikan catu daya hingga enam jam. Selain untuk komunikasi suara, FWT juga dilengkapi dengan modem untuk komunikasi data. Komputer atau Lap Top dapat dihubungkan dengan FWT dengan melalui port RJ45. Untuk sistem C-phone FWT mampu melayani komunikasi data dengan kecepatan hingga 14.4 Kbps. Handheld adalah terminal yang dapat dipergunakan untuk aplikasi telepon bergerak terbatas seukuran dengan yang dipakai dalam telepon selular. Daya pancar dari terminal ini adalah 0.2 Watt.

Standar Kualitas Layanan C-Phone

Kualitas suara yang sangat jernih dari C-Phone karena didukung oleh:
  • Teknologi vocoder 8 kbps EVRC yang memungkin kualitas setara dengan vocoder 13 kbps sementara kapasitas sistem setara dengan vocoder 8 kbps.
  • Soft handoff, path diversity, precise power control, advance error detector and correction.
Security

Security dari sistem CDMA relatif tinggi karena menggunakan teknologi spread spectrum yang awalnya digunakan untuk secure communication untuk keperluan militer. Sistem Voice Coding CDMA sangat unik karena menggunakan kode-kode untuk identifikasi pelanggannya.

• Drop Call

Sistem CDMA memungkinkan berkurangnya terputusnya pembicaraan (drop call) karena adanya soft handoff. Soft handoff ini memungkinkan suatu panggilan dilayani oleh lebih dari satu sektor atau sel.

Kemampuan Fax dan Data

Sistem C-Phone dapat mendukung fax dan kecapatan data sampai 14.4 kbps dan sistem ini dapat dikembangkan sampai 64 kbps (IS-95B) tanpa tambahan hardware di BTS.

• Sistem Parameter C-Phone

Kinerja jaringan C-Phone sangat ditentukan oleh design awal dari sistem tersebut. Paramater desain sistem meliputi GOS (Grade of Service), Erlang/susbcriber, SHF (Soft Hand Factor), dan BHCA/subscriber. Sebagai contoh parameter sistem design yang digunakan untuk sistem C-Phone di Surabaya adalah sebagai berikut :

Parameter pada BTS meliputi :

    • GOS (Grade of Service) : 2%
    • Erlangs / subs = 60 mE
    • SHF (Soft Handoff Factor) = 45%
Parameter pada CBSC meliputi:
    • 2.0 BHCA/subscriber
    • E1 span interface to BTS
    • 4:1 transcoding efficiency from BTS to CBSC
    • 8kbps EVRC vocoder
Tetapi parameter - parameter di atas tergantung pada kebutuhan.

Spectrum Yang Dibutuhkan

Satu carrier CDMA membutuhkan 1.23 MHz dan 0.02 MHz guard band terhadap carrier yang lain seperti yang terlihat di gambar. Carrier CDMA 1.23 MHz adalah akibat dari chip rate yang digunakan oleh kode Pseudo-random Noise (PN).

Perencanaan Frekuensi

Perencanaan Frekuensi dalam sistem C-Phone yang menggunakan teknologi CDMA, sangat sederhana jika dibandingkan dengan teknologi selular lain yang berbasis TDMA (GSM) dan FDMA (Analog). Teknologi CDMA memungkinkan carrier yang sama digunakan disetiap sektor atau sel site (N=1) dengan demikian menghemat alokasi frekuensi yang digunakan. Sedangkan pada teknologi selular yang lain harus membutuhkan reuse factor tertentu. Pada sistem selular lain, penambahan sel baru sering mempersulit pengembangan sistem karena membutuhkan perencanaan frekuensi yang rumit dan sering perlu dilakukan fine tuning karena adanya sel baru. Hal tersebut tidak berlaku pada sistem C-Phone. Sel baru pada sistem CDMA atau C-Phone dapat ditempatkan lebih bebas dengan menggunakan frekuensi yang sama. Perencanaan frekuensi pada sistem C-Phone bisa dikatakan hampir tidak diperlukan.

Kapasitas Sistem C-Phone dan Soft Blocking

Secara teoritis ada dua hal yang mambatasi jumlah kanal maksimum yang dapat didukung oleh satu carrier CDMA. Hard limit dari jumlah maksimum kanal adalah jumlah maksimum dari Walsh codes yang dapat di-assign pada setiap sektor (64 Walsh Code). Hal kedua yang pada kenyataannya menjadi pembatas dari kapasitas sistem C-Phone adalah keterbatasan teknologi dan variable lingkungan. Pada kanal forward terdapat kanal pilot yang dipancarkan oleh setiap sektor atau sel site dan digunakan sebagai referensi untuk coherent demodulasi bagi semua terminal pelanggan. Kanal pilot adalah sinyal unmodulated dan menggunakan zeroth Walsh code yang terdiri dari 64 buah bit 0. Pemilihan code zeroth ini, adalah untuk memudahkan terminal untuk meng-acquire sistem lebih cepat. Jumlah maksimum dari code adalah 64 buah yang digunakan untuk kanal pilot, kanal sinkronisasi, maksimum 7 kanal paging, dan maksimum 55 kanal traffic (TCH). Jika dilihat dari struktur pengkodean ini, bandwith sebesar 1.23 MHz dapat mendukung 55 kanal traffic. Dalam kenyataannya, karena adanya interferensi dalam spektrum, kualitas suara dan Frame Error Rate (FER) yang diinginkan akan sulit dicapai kalau ke-55 TCH terpakai semua. Meski demikian, kapasitas sistem C-Phone CDMA masih lebih besar jika dibandingkan dengan kapasitas sistem lain. Tabel 1 berikut menunjukkan kapasitas dari berbagai sistem. Seperti terlihat pada Tabel 1, kapasitas sistem CDMA tergantung pada jenis applikasinya. Kapasitas untuk applikasi fixed WLL lebih tinggi dari kapasitas sistem mobile. Tidak seperti pada sistem TDMA dan FDMA, blocking pada sistem CDMA akan terjadi ketika jumlah total pelanggan pada sel/sektor yang melayani dan pada sel tetangganya telah menimbulkan interferensi yang melebihi densitas back ground noise yang telah ditentukan. Mekanisme ini disebut sebagai soft blocking. Apabila diasumsikan bahwa sistem tidak dibatasi oleh jumlah hardware yang disediakan, maka sistem performance Eb/No, voice activity factor, spread spectrum bandwidth, baud rate, dan level maksimum interferensi yang diperbolehkan akan menentukan blocking pada CDMA. Kemungkinan blocking dapat diperkecil dengan menurunkan kualitas service sehingga jumlah maksimum pelanggan yang dapat secara simultan berbicara meningkat.

Soft Handoff dan Softer Handoff

Soft handoff adalah suatu kondisi dimana suatu panggilan akan dilayani oleh lebih dari satu sel. Dalam kondisi ini, suatu panggilan akan ditambahkan pada sel target tanpa terlebih dahulu memutus panggilan tersebut dari sel asal. Multi sel handoff seperti ini hanya bisa terjadi pada kanal yang berfrekuensi sama. Soft handoff akan berfungsi seperti mode diversity, yang akan meningkatkan sistem performansi dalam kondisi adanya flat fading dan delay spread yang rendah. Soft handoff memungkinkan kondisi transisi yang mulus ketika suatu panggilan akan dipindahkan untuk dilayani oleh sel lain. Daya pancar yang dipancarkan oleh base station dan terminal pelanggan dalam kondisi ini akan menjadi lebih rendah jika dibandingkan jika tidak adanya soft handoff sehingga soft handoff akan mengurangi interferensi pada sistem yang akan meningkatkan kapasitas sistem dan life time dari battery terminal. Karena dimungkinkannya suatu panggilan untuk dilayani oleh lebih dari satu kanal dari sel yang berbeda, maka dalam desain sistem ada suatu parameter soft handoff factor (SHO) yang akan menunjukkan prosentasi jumlah kanal overhead yang harus ditambahkan karena adanya soft handoff. Soft handoff (SHO) yang digunakan dalam sistem desain akan mempengaruhi jumlah kanal total yang harus disediakan untuk melayani traffic pada sistem CDMA. Softer handoff adalah suatu proses dimana suatu panggilan dilayani oleh lebih dari satu sector dalam satu sel yang sama. Pelanggan yang berada dalam sektor yang saling overlap, secara koheren akan menjumlahkan sinyal dari kedua sector. Softer handoff tidak membutuhkan adanya kanal elemen tambahan (tidak seperti pada soft handoff).

Dynamic Equipment Sharing

Dua faktor yang harus dipertimbangkan dalam sektorisasi cell CDMA adalah:

    • Dynamic Equipment Sharing
    • Gain Sektorisasi
Dalam arsitektur BTS pada sistem C-Phone, kanal trafik dalam satu carrier tidak di-assign untuk melayani panggilan di sektor tertentu saja tetapi dapat digunakan untuk melayani panggilan pada setiap sektor. Fleksibilitas ini memungkinkan kanal-kanal dalam setiap sektor sel menjadi resource pool yang besar untuk sel. Fitur ini disebut dynamic equipment sharing, yang memberikan sebuah keuntungan efisiensi trunking pada group kanal yang terpisah. Single pool yang besar memerlukan lebih sedikit kanal trafik total untuk memungkinkan pelayanan trafik. Sektorisasi gain didefinisikan sebagai sebuah faktor pengali kapasitas yang dapat dicapai dalam satu sel dengan mewujudkan sebuah site yang tersektorisasi. Karena frekuensi carrier yang sama dipakai oleh setiap sektor, kapasitas sel site akan meningkat dalam secara keseluruhan oleh faktor pengali ini. Besar faktor ini bervariasi tergantung pada pertimbangan desain tertentu tetapi biasanya sekitar 2.4. Sebagai contoh site dengan configurasi omni dapat memberikan 21 kanal trafik efektif, dan saat disektorisasi dapat mendukung 51 kanal trafik efektif dengan faktor sektorisasi 2.4.

Sistem Numbering Plan

Pembangunan infrastruktur teknologi CDMA harus diikuti oleh perencanaan Penomoran (numbering plan), yang merupakan prosedur utama dalam network telekomunikasi. Struktur penomoran mengikuti aturan ITU-T E.164 (ISDN) dan ITU-T E.212 (IMSI) sebagai berikut: Kode Area + Kode Wilayah + Nomor Lokal

Nomor Lokal terdiri dari 7 digit, seperti pada sistem C-Phone Surabaya dengan awalan 9xx xxxx Rencana penomoran di Jawa Timur:

Surabaya Area : 99x xxxx , 98x xxxx , 97x xxxx
Malang Area : 94x xxxx , 93x xxxx
Madiun Area : 92x xxxx
Jember : 91x xxxx
Spare : 96x xxxx , 95x xxxx , 90x xxxx

Pendukung Operasi

Dalam implementasi C-phone perlu adanya sistem pendukung operasi, antara lain: Pendukung operasi BTS :

    1. Shelter atau existing room
    2. Power Suply 27 Volt
    3. AC 2 Buah masing-masing 2 PK.
    4. Antena
    5. Kabel Feeder
    6. Tower
Pendukung Operasi CBSC
    1. Span E1 ke BTS
    2. Span ke NIU
    3. Power Supply -48 Volt
    4. Air Condition (AC)
Pendukung Operasi NIU
    1. Span ke PSTN dan Trunk 2. Power Suply 3. Air Condition (AC)

Konsep Migrasi ke Teknologi 3G

Teknologi CDMA adalah teknologi yang tercanggih. Produsen-produsen peralatan telekomunikasi terkemuka telah memutuskan untuk menggunakan teknologi CDMA sebagai teknologi generasi ke tiga (3G), yaitu teknologi tanpa kabel yang mampu mengirimkan data pada kecepatan hingga 2 Mbps. Teknologi generasi ke tiga ini adalah cdma2000 pada band frekuensi PCS dan W-CDMA pada band frekuensi UMTS.

Jalur Migrasi

Jalur migrasi dari cdmaOne ke 3G adalah seperti terlihat pada Gambar 4.

Dalam konfigurasi saat ini, jaringan akses radio dihubungkan dengan PSTN melalui Mobile Switching Center. Saat ini, layanan komunikasi data diberikan dengan menggunakan sekumpulan modem yang tergabung dalam Inter-Working Unit (IWU). Hubungan modem ini akan mem-bypass vocoder dan menghubungkan jaringan data melalui jaringan PSTN. Dalam hal ini jaringan data tidak terhubung langsung dengan Jaringan Akses Radio. Langkah selanjutnya dalam jalur migrasi menuju generasi ke tiga adalah membuat hubungan langsung antara jaringan data dengan Radio Access Network (RAN). Hubungan ini dibentuk melalui packet IWU, dimana IWU bukan merupakan modem lagi, melainkan merupakan interface dengan jaringan data. Standar IS-95B yang diimplementasikan pada tahun 2000 telah menggunakan konsep ini. Dalam konfigurasi seperti Gambar 5, kecepatan komunikasi data telah dapat mencapai 64 kbps. Sistem IS-95B masih menggunakan RAN yang sama dengan IS-95A dengan beberapa tambahan interface pada MSC untuk memenuhi beberapa fungsi seperti misalnya authentication. Langkah berikutnya dalam perkembangan jaringan CDMA adalah standar IS-95C yang terdiri dari 1XRTT dan 3XRTT. Dengan standar IS-95C, maka kecepatan data dapat mencapai 144 Kbps hingga 2 Mbps tergantung dari aplikasinya. Jaringan IS-95C adalah jaringan data. Konsep komunikasi data melalui IP telah menjadi dasar dari jaringan IS95C. Jaringan data telah meliputi hingga Radio Access Network (RAN). Perkembangan terakhir teknologi CDMA adalah teknologi 1XTREME. Teknologi 1XTREME mampu memberikan layanan komunikasi data dan suara yang terintegrasi dengan kecepatan hingga 5,2 Mbps pada sebuah carrier CDMA sebesar 1,25 MHz. Dengan teknologi ini, operator mampu menempuh jalur migrasi yang sangat ekonomis. Dengan kecepatan data setinggi ini, maka layanan suara, data dan multimedia dapat diberikan secara real time pada jaringan cdma2000. Para Pelanggan dapat dengan mudah menjelajahi internet, mengakses e-mail dan menikmati layanan multimedia seperti video dan permainan selama dalam perjalanan.

Jaringan IP

Kecepatan mikroprosesor yang bertambah cepat membuat kemampuan jaringan data (IP) bertambah kuat dan mengungguli jaringan circuit. Dengan membesarnya kapasitas switch dan semakin kompleksnya kebutuhan masyarakat dalam layanan telekomunikasi, beberapa operator besar di dunia telah beralih untuk mengembangkan jaringan data lebih daripada jaringan circuit. Dengan mengembangkan jaringan data, operator-operator tersebut mengharapkan keuntungan sebagai berikut :

    1. Mampu memberikan layanan yang memberikan lebih banyak penghasilan, seperti misalnya e-commerce.
    2. Menambah kesetiaan pelanggan dengan menawarkan layanan-layanan khusus yang sangat penting, seperti informasi darurat (kemacetan, bencana alam) dan permintaan pertolongan. 3. Menghemat biaya operator dengan mengefisienkan sumber daya kanal-kanal dan switch.
    3. Mampu memberikan layanan data paket, seperti internet dan intranet.
    4. Memberikan waktu akses yang lebih cepat dengan menghilangkan proses handshake dan negosiasi pada modem.
    5. Memberikan fleksibilitas dalam billing, seperti tagihan berdasarkan jumlah paket data selain daripada tagihan berdasarkan lama dan jarak pembicaraan.
Dengan menggunakan jaringan CDMA generasi ke tiga, maka operator mampu memberikan layanan komunikasi data dengan kecepatan yang sebanding dengan akses-akses fiber optic. Jaringan ini mampu melayani segmen bisnis yang memerlukan layanan prima melebihi segmen rata-rata. Layanan-layanan seperti informasi penting yang diberikan melalui intranet dapat dipenuhi pada tempat-tempat di luar kantor dan selama perjalanan. Dalam konfigurasi jaringan ke tiga seperti terlihat dalam gambar di atas, jaringan data telah meliputi hampir semua segmen hingga jaringan akses. Jaringan IP Transport dengan mudah dapat dihubungkan dengan internet melalui sebuah gateway lain. Arsitektur jaringan seperti terlihat dalam gambar di atas telah mampu memberikan layanan full mobility. Beberapa komponen yang telah digunakan pada generasi sebelumnya hanya perlu diupgrade secara software untuk dapat digunakan pada jaringan ini. Pada gambar 6. tersebut ditunjukkan pula kemampuan jaringan untuk melayani beragam jenis teknologi akses baik fixed maupun mobile yang telah ada sebelumnya.

Tabel 2

Terminal Pelanggan

Sejalan dengan kemampuan jaringan untuk memberikan layanan data, maka terminal pelanggan generasi ke tiga akan memiliki berbagai bentuk. Selain daripada telepon genggam pintar (smartphone) dengan ukuran lebih kecil dan kemampuan untuk menjelajah internet, terdapat pula videophones, wrist communicators, palmtop computers dan card modem radio (wireless) untuk portable computer. Juga terdapat kamera digital yang langsung mengirimkan hasilnya secara real time dan Personal Digital Assistance (PDA) yang memiliki fungsi yang lebih canggih dari organizer-organizer elektronik sekarang. Peralatan-peralatan ini telah dapat dikendalikan dengan suara (voice-based interface) dan dapat berkomunikasi satu dengan lainnya melalui radio jarak pendek. Beberapa terminal terlihat pada Gambar 7. Terminal-terminal pelanggan generasi ke tiga memiliki beberapa karakteristik sebagai berikut :

  • Built in microbrowser untuk meng-akses internet
  • Modem tanpa kabel (wireless modem) yang kompatible dengan PDA dan laptop
  • Built-in speakerphone
  • Kombinasi built-in microbrowser, phone, pager dan two-way radio dalam satu peralatan.
Kompatibility Perangkat

Perangkat baik Terminal, BTS dan BSC dalam system CDMA bias kompatibel di segala generasi seperti terlihat pada Tabel 2.

Kesimpulan

Di masa mendatang dibutuhkan akses wireless yang cepat, teknologi yang mampu menjawab tantangan tersebut adalah CDMA. C-phone dengan teknologi cdmaOne mempunyai jalur migrasi ke teknologi generasi ketiga yang jelas yaitu cdma2000. Untuk migrasi ke 3G, pada C-phone tidak perlu dilakukan perubahan platform, dan yang terpenting adalah semua infrastruktur baik BTS, BSC, MSC dan terminal pelanggan mempunyai kemampuan forward and backward compatibility. q

Setyo Budianto
Development Engineer pada Unit Bisnis C-phone PT Telkom Indonesia.
E-mail : setyo@telkom.co.id
Web site : http://www.c-phone.net

BLUETOOTH : Teknologi Komunikasi Wireless untuk Layanan Multimedia dengan Jangkauan Terbatas

Pendahuluan

Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical) dengan menggunakan sebuah frequency hopping tranceiver yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real-time antara host-host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas (sekitar 10 meter). Bluetooth sendiri dapat berupa card yang bentuk dan fungsinya hampir sama dengan card yang digunakan untuk wireless local area network (WLAN) dimana menggunakan frekuensi radio standar IEEE 802.11, hanya saja pada bluetooth mempunyai jangkauan jarak layanan yang lebih pendek dan kemampuan transfer data yang lebih rendah.

Pada dasarnya bluetooth diciptakan bukan hanya untuk menggantikan atau menghilangkan penggunaan kabel didalam melakukan pertukaran informasi, tetapi juga mampu menawarkan fitur yang baik untuk teknologi mobile wireless dengan biaya yang relatif rendah, konsumsi daya yang rendah, interoperability yang menjanjikan, mudah dalam pengoperasian dan mampu menyediakan layanan yang bermacam-macam. Untuk memberi gambaran yang lebih jelas mengenai teknologi bluetooth yang relatif baru ini kepada pembaca, berikut diuraikan tentang sejarah munculnya bluetooth dan perkembangannya, teknologi yang digunakan pada sistem bluetooth dan aspek layanan yang mampu disediakan, serta sedikit uraian tentang perbandingan metode modulasi spread spectrum FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) yang digunakan oleh bluetooth dibandingkan dengan metode spread spectrum DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum).

Latar Belakang Bluetooth

Pada bulan Mei 1998, 5 perusahaan promotor yaitu Ericsson, IBM, Intel, Nokia dan Toshiba membentuk sebuah Special Interest Group (SIG) dan memulai untuk membuat spesifikasi yang mereka namai ‘bluetooth’. Pada bulan Juli 1999 dokumen spesifikasi bluetooth versi 1.0 mulai diluncurkan. Pada bulan Desember 1999 dimulai lagi pembuatan dokumen spesifikasi bluetooth versi 2.0 dengan tambahan 4 promotor baru yaitu 3Com, Lucent Technologies, Microsoft dan Motorola. Saat ini, lebih dari 1800 perusahaan di berbagai bidang antara lain di bidang semiconductor manufacture, PC manufacture, mobile network carrier, perusahaan-perusahaan automobile dan air lines bergambung dalam sebuah konsorsium sebagai adopter teknologi bluetooth. Perusahaan-perusahaan terkemuka tersebut antara lain seperti Compaq, Xircom, Phillips, Texas instruments, Sony, BMW, Puma, NEC, Casio, Boeing, dsb.

Walaupun standar Bluetooth SIG saat ini ‘dimiliki’ oleh grup promotor tetapi ia diharapkan akan menjadi sebuah standar IEEE (802.15).

Aplikasi dan Layanan

Protokol bluetooth menggunakan sebuah kombinasi antara circuit switching dan packet switching. Bluetooth dapat mendukung sebuah kanal data asinkron, tiga kanal suara sinkron simultan atau sebuah kanal dimana secara bersamaan mendukung layanan data asinkron dan suara sinkron. Setiap kanal suara mendukung sebuah kanal suara sinkron 64 kb/s. Kanal asinkron dapat mendukung kecepatan maksimal 723,2 kb/s asimetris, dimana untuk arah sebaliknya dapat mendukung sampai dengan kecepatan 57,6 kb/s. Sedangkan untuk mode simetris dapat mendukung sampai dengan kecepatan 433,9 kb/s.

Sebuah perangkat yang memiliki teknologi wireless bluetooth akan mempunyai kemampuan untuk melakukan pertukaran informasi dengan jarak jangkauan sampai dengan 10 meter (~30 feet). Sistem bluetooth menyediakan layanan komunikasi point to point maupun komunikasi point to multipoint.

Produk bluetooth dapat berupa PC card atau USB adapter yang dimasukkan ke dalam perangkat. Perangkat-perangkat yang dapat diintegerasikan dengan teknologi bluetooth antara lain : mobile PC, mobile phone, PDA (Personal Digital Assistant), headset, kamera, printer, router dan sebagainya. Aplikasi-aplikasi yang dapat disediakan oleh layanan bluetooth ini antara lain : PC to PC file transfer, PC to PC file synch ( notebook to desktop), PC to mobile phone, PC to PDA, wireless headset, LAN connection via ethernet access point dan sebagainya.

Gambar 1 dan 2 adalah contoh modul dan beberapa aplikasi bluetooth.

Diskripi Umum Sistem Bluetooth

Sistem bluetooth terdiri dari sebuah radio transceiver, baseband link controller dan sebuah link manager. Baseband link controller menghubungkan perangkat keras radio ke base band processing dan layer protokol fisik. Link manager melakukan aktivitas-aktivitas protokol tingkat tinggi seperti melakukan link setup, autentikasi dan konfigurasi. Secara umum blok fungsional pada sistem bluetooth dapat dilihat pada Gambar 3.

Karakteristik Radio

Berikut beberapa karaketristik radio bluetooth sesuai dengan dokumen Bluetooth SIG yang dirangkum dalam Tabel 1.

Parameter Spesifikasi
Transmitter :
Frekuensi ISM band, 2400 - 2483.5 MHz (mayoritas), untuk beberapa negara mempunyai batasan frekuensi sendiri (lihat tabel 2), spasi kanal 1 MHz.
Maximum Output Power Power class 1 : 100 mW (20 dBm)Power class 2 : 2.5 mW (4 dBm)Power class 3 : 1 mW (0 dBm)
Modulasi GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying), Bandwidth Time : 0,5; Modulation Index : 0.28 sampai dengan 0.35.
Out of band Spurious Emission 30 MHz - 1 GHz : -36 dBm (operation mode), -57 dBm (idle mode)1 GHz – 12.75 GHz: -30 dBm (operation mode), -47 dBm (idle mode)1.8 GHz – 1.9 GHz: -47 dBm (operation mode), -47 dBm (idle mode)5.15 GHz –5.3 GHz: -47 dBm (operation mode), -47 dBm (idle mode)
Receiver :
Actual Sensitivity Level -70 dBm pada BER 0,1%.
Spurious Emission 30 MHz - 1 GHz : -57 dBm1 GHz – 12.75 GHz : -47 dBm
Max. usable level -20 dBm, BER : 0,1%

Pita Frekuensi dan Kanal RF

Bluetooth beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz ISM, walaupun secara global alokasi frekuensi bluetooth telah tersedia, namun untuk berbagai negara pengalokasian frekuensi secara tepat dan lebar pita frekuensi yang digunakan berbeda. Batas frekuensi serta kanal RF yang digunakan oleh beberapa negara dapat dilihat pada Tabel 2.

Negara Range Frekuensi Kanal RF
Eropa *) dan USA 2400 – 2483,5 MHz f = 2402 + k MHz k = 0,…,78
Jepang 2471 – 2497 MHz f = 2473 + k MHz k = 0,…,22
Spanyol 2445 – 2475 MHz f = 2449 + k MHz k = 0,…,22
Perancis 2446,5 – 2483,5 MHz f = 2454 + k MHz k = 0,…,22
*) Kecuali Spanyol dan Perancis

Time Slot

Kanal dibagi dalam time slot-time slot, masing-masing mempunyai panjang 625 ms. Time slot-time slot tersebut dinomori sesuai dengan clock bluetooth dari master piconet. Batas penomoran slot dari 0 sampai dengan 227-1 dengan panjang siklus 227. Di dalam time slot, master dan slave dapat mentransmisikan paket-paket dengan menggunakan skema TDD (Time-Division Duplex), lihat gambar 4. Master hanya memulai melakukan pentransmisiannya pada nomor time slot genap saja sedangkan slave hanya memulai melakukan pentransmisiannya pada nomor time slot ganjil saja.

Protokol Bluetooth

Protokol-protokol bluetooth dimaksudkan untuk mempercepat pengembangan aplikasi-aplikasi dengan menggunakan teknologi bluetooth. Layer-layer bawah pada stack protokol bluetooth dirancang untuk menyediakan suatu dasar yang fleksibel untuk pengembangan protokol yang lebih lanjut. Protokol-protokol yang lain seperti RFCOMM diambil dari protokol-protokol yang sudah ada dan protokol ini hanya dimodifikasi sedikit untuk disesuaikan dengan kepentingan bluetooth. Pada protokol-protokol layer atas digunakan tanpa melakukan modifikasi. Dengan demikian, aplikasi-aplikasi yang sudah ada dapat digunakan dengan teknologi bluetooth sehingga interoperability akan lebih terjamin.

Stack protokol bluetooth dapat dibagi ke dalam empat layer sesuai dengan tujuannya. Berikut protokol-protokol dalam layer-layer di dalam stack protokol bluetooth yang tertera pada Tabel 3 dan Gambar 5.

Tabel 3. Protokol-protokol dan layer-layer di stack protokol bluetooth (sumber : Bluetooth SIG)

Protocol Layer Protocols in the stack
Bluetooth Core Protocols Baseband, LMP, L2CAP, SDP
Cable Replacement Protocol RFCOMM
Telephony Control Protocols TCS Binary, AT-commands
Adopted Protocols PPP, UDP/TCP/IP, OBEX, WAP, vCard, vCal, IrMC, WAE

Keterangan yang lebih jelas mengenai protokol bluetooth tidak akan diuraikan pada tulisan ini.

Pengukuran Bluetooth

Pada dasarnya ada tiga aspek penting didalam melakukan pengukuran bluetooth yaitu pengukuran RF (Radio Frequency), protokol dan profile. Pengukuran radio dilakukan untuk menyediakan compatibility perangkat radio yang digunakan di dalam sistem dan untuk menentukan kualitas sistem. Pengukuran radio dapat menggunakan perangkat alat ukur RF standar seperti spectrum analyzer, transmitter analyzer, power meter, digital signal generator dan bit-error-rate tester (BERT). Hasil pengukuran harus sesuai dengan spesifikasi yang telah di ditetapkan diantaranya harus memenuhi parameter-parameter yang tercantum pada Tabel 1.

Dari informasi Test & Measurement World, untuk pengukuran protokol, dapat menggunakan protocol sniffer yang dapat memonitor dan menampilkan pergerakan data antar perangkat bluetooth. Selain itu dapat menggunakan perangkat Ericsson Bluetooth Development Kit (EBDK). Ericsson akan segera merelease sebuah versi EBDK yang dikenal sebagai Blue Unit.

Pengukuran profile dilakukan untuk meyakinkan interoperability antar perangkat dari berbagai macam vendor. Struktur profile bluetooth sesuai dengan dokumen SIG dapat dilihat pada Gambar 6.

Contoh :

  • LAN access profile menentukan bagaimana perangkat bluetooth mampu mengakses layanan-layanan pada sebuah LAN menggunakan Point to Point Protocol (PPP). Selain itu profile ini menunjukkan bagaimana mekanisme PPP yang sama digunakan untuk membentuk sebuah jaringan yang terdiri dari dua buah perangkat bluetooth.
  • Fax profile menentukan persyaratan-persyaratan perangkat bluetooth yang harus dipenuhi untuk dapat mendukung layanan fax. Hal ini memungkinkan sebuah bluetooth cellular phone (modem) dapat digunakan oleh sebuah komputer sebagai sebuah wireless fax modem untuk mengirim atau menerima sebuah pesan fax. Selain ketiga aspek di atas yaitu radio, protokol, profile maka sebenarnya ada aspek lain yang tidak kalah pentingnya untuk perlu dilakukan pengukuran yaitu pengukuran Electromagnetic Compatibility (EMC) dimana dapat mengacu pada standar Eropa yaitu ETS 300 8 26 atau standar Amerika FCC Part 15.

Fungsi Security

Bluetooth dirancang untuk memiliki fitur-fitur keamanan sehingga dapat digunakan secara aman baik dalam lingkungan bisnis maupun rumah tangga. Fitur-fitur yang disediakan bluetooth antara lain sebagai berikut:
  • Enkripsi data.
  • Autentikasi user
  • Fast frekuensi-hopping (1600 hops/sec)
  • Output power control
Fitur-fitur tersebut menyediakan fungsi-fungsi keamanan dari tingkat keamanan layer fisik/ radio yaitu gangguan dari penyadapan sampai dengan tingkat keamanan layer yang lebih tinggi seperti password dan PIN.

Bluetooth FHSS vs WLAN DSSS

Sebenarnya mengapa bluetooth lebih memilih metode FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) dibandingkan dengan DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Alasan yang membuat mengapa bluetooth tidak menggunakan DSSS antara lain sebagai berikut :

1. FHSS membutuhkan konsumsi daya dan kompleksitas yang lebih rendah dibandingkan DSSS hal ini disebabkan karena DSSS menggunakan kecepatan chip (chip rate) dibandingkan dengan kecepatan simbol (symbol rate) yang digunakan oleh FHSS, sehingga cost yang dibutuhkan untuk menggunakan DSSS akan lebih tinggi.

2. FHSS menggunakan FSK dimana ketahanan terhadap gangguan noise relatif lebih bagus dibandingkan dengan DSSS yang biasanya menggunakan QPSK ( untuk IEEE 802.11 2 Mbps) atau CCK ( IEEE 802.11b 11 Mbps).

Walaupun FHSS mempunyai jarak jangkauan dan transfer data yang lebih rendah dibandingkan dengan DSSS tetapi untuk layanan dibawah 2 Mbps FHSS dapat memberikan solusi cost-efektif yang lebih baik.

Penutup

Dari beberapa penjelasan di atas, terlihat bahwa bluetooth mampu menawarkan solusi yang cukup efektif dan efisien di dalam memberikan layanan kepada user untuk melakukan transfer data dengan kecepatan kurang dari 1 Mbit/s dan jangkauan yang relatif pendek. Teknologi bluetooth masih memungkinkan untuk terus berkembang menuju kematangan baik dari sisi standarisasi maupun aplikasi yang dapat diterapkan. Dengan pertimbangan bahwasannya bluetooth mampu menyediakan berbagai macam aplikasi dan layanan dan dengan biaya yang relatif murah, mudah dalam pengoperasian, interoperability yang menjanjikan serta didukung oleh berbagai vendor besar di bidang telekomunikasi maupun komputer, dan lebih dari 1800 perusahaan telah bergabung sebagai adopter teknologi ini, maka tidak mustahil teknologi bluetooth suatu saat akan menjadi salah satu primadona untuk digunakan baik untuk keperluan rumah tangga atau perkantoran/bisnis.

Dengan sedikit tulisan ini diharapkan dapat memberikan gambaran baru tentang tekonologi bluetooth kepada pembaca dan dapat memberi atau menambah wawasan yang baru terhadap perkembangan komunikasi wireless.

Daftar Pustaka

  1. Bluetooth Special Interest Group, Baseband Specification.
  2. Bluetooth Special Interest Group, Radio Specification.
  3. Bluetooth Special Interest Group, Bluetooth Protocol Arsitechture.
  4. Bluetooth Special Interest Group, Bluetooth Security Arsitechture.
  5. Angus Robinson, Anritsu, Stevenage, UK, On Your Marks for Testing Bluetooth, Test & Measurement Worls, September 2000
  6. ETS 300 328, Radio Equipment and Systems (RES); Wideband transmission systems; Technical characteristics and test conditions for data transmission equipment operating in the 2,4 GHz band and using spread spectrum modulation techniques.
  7. ETS 300 826, Electromagnetic compatibility and radio spectrum matters (ERM); ElectroMagnetic Compatibility (EMC) standard for 2,4 GHz wideband transmission systems and High Performance Radio Local Area Network (HIPERLAN) equipment. 8. Bluetooth Presentation, Bluetooth Business Div, Digital Media Network Company, Toshiba Corporation, 2000.
  8. Jim Geier, Spread Spectrum : Frequency Hopping vs. Direct Sequence, May 1999.
  9. Http://www.motorola.com/bluetooth
  10. Http://www.cetecom.com/bluetooth
  11. Http://www.palowireless.com
  12. Bluetooth Special Interest Group, Serial Port Profile.
Tri Susanto, Engineer di laboratorium Quality Reliability Security- RisTI, TELKOM
<trissto@risti.telkom.co.id>

Voice over Internet Protocol (VoIP)

Pendahuluan

VoIP yang disebut juga internet telephony merupakan teknologi yang menawarkan solusi teleponi melalui jaringan paket (IP Network). Teknologi menyimpang dari kelaziman tetapi menjanjikan suatu kelebihan, sehingga banyak pihak yang ikut melibatkan diri.
VoIP mereduksi biaya mereduksi biaya percakapan sampai 60%. Sebagai contoh, tarif percakapan lewat telepon kabel di Amerika Serikat Rp 6.000/menit atau US$ 66 sen, sementara tarif VoIP hanya Rp 1.300/menit atau sekitar US$ 14 sen. Selain Reduksi biaya, VoIP juga menyederhanakan sistem, memudahkan OAM dan mendukung aplikasi multimedia. Berikut ini gambar sekilas mengenai VoIP

Konfigurasi Jaringan

Untuk melewatkan voice melalui jaringan internet (IP), memerlukan gateway. Gateway mengubah format sinyal suara (analog, T1/E1, BRI maupun PRI) ke paket IP, begitu juga sebaliknya. Beberapa vendor menyediakan gateway berkapasitas kecil (SOHO Gateway) yang berbentuk card yang harus diinstal ke sebuah PC, atau berbentuk smart terminal (tidak memerlukan PC). Bahkan terminal telepon yang dapat langsung dihubungkan dengan jaringan internet (IP Phone) juga tersedia. Gambar di atas menunjukkan konfigurasi VoIP.

Layanan
Dari Gambar 1 tampak VoIP menyediakan layanan voice Phone-to-Phone, Computer-to-Phone atau Computer-to-Computer. Selain layanan voice, VoIP juga dapat digunakan untuk fax (Fax over Internet Protocol). Layanan internet existing juga diperkaya dengan layanan web based voice. VoIP juga mendukung layanan Interactif voice response, Call center integration, dan Video conference

Jaringan Internet (IP Network)
Jaringan Internet (IP Network) yang digunakan adalah internet, Corporate atau Enterprise IP network (Intranet) dan IP Virtual Private Network (Extranet). Jaringan internet mewakili public internet, memiliki resiko kegagalan yang besar, sedangkan intranet dan PVN sering disebut Managed IP network. Managed IP Network menjamin kualitas VoIP, beberapa provider menyediakan koneksi ke jaringan Managed IP Network-nya.
Masalah utama dalam VoIP adalah Quality of Service seperti Interoperability, Reliability, Availability, Scalability, Accessibility, dan Viability yang belum matang. Beberapa usaha dilakukan untuk mengatasi hal tersebut, seperti membentu protokol komunikasi yang sesuai, menggunakan signalling ss7, MPLS, network management, serta network improvement.

Standar
ITU mengeluarkan standar resmi H.323. Komponen yang disyaratkan oleh H.323 lebih lengkap dan mendukung layanan multimedia. selain H.323, terdapat protokol lain seperti MGCP (Media Gateway Control Protol), SIP (Session Inisialization Protocol), SGCP (Simple Gateway Control Protocol), MMUSIC Multiparty (MUltimedia SessIon Control) dll. Akibat belum matangnya protokol-protokol di atas, terdapat banyak produk yang memiliki standar yang berbeda.

Teknologi Lain
Selain Voice over IP, dikenal juga teknologi lain seperti Fax over IP (FoIP), Voice over ATM (VoATM), dan Voice over Frame Relay (VoFR) dan Voice Over Wireless (VOW).

Vendor dan Provider
Secara umum vendor terdiri atas penyedia sirkit VoIP tunggal, penyedia gateway dan perangkat pendukung, terminal dan penyedia software. Sedangkan provider menyediakan layanan yang berkenaan dengan jaringan VoIP.
Service provider terdiri dari Internet Telephony Service Provider (ITSP), Internet Fax Service Provider (IFSP), Interconectivity Provider, Testing Facilities Provider, Directory Service Provider dan Integrator. ITSP dan IFSP menyediakan layanan voice dan fax kepada end user, sedangkan Interconectivity Provider menyediakan Manage IP Network.

Contoh Jaringan VoIP
Contoh sederhana implementasi jaringan VoIP menggunakan produk DSG Technologies Inc. Produknya terdiri dari Gateway (IP2000), SOHO Gateway (IPStar) dan IP Phone (Interphone).
Layanan yang diberikan adalah phone to phone dengan konfigurasi seperti Gambar 2.
InterPhone dapat langsung dihubungkan ke jalur internet ataupun melalui IP PBX atau router. Sedangkan IPStar sebagai media yang menghubungkan telepon biasa dengan jalur internet. Gateway IP2000 dapat menghubungkan 32 jalur telepon analog atau sampai 96 jalur digital E1. Untuk penggunaan sebagai ITSP, IP2000 dilengkapi dengan billing system.
Tiap perangkat DSG memiliki ID tersendiri, sehingga perangkat satu dengan yang lain dapat saling berhubungan. Kelemahan produk DSG ini adalah tidak kompatibel dengan standar H.323, sehingga hanya dapat berhubungan dengan produk sejenis. Produk DSG telah dipakai di 20 negara dengan jumlah gateway lebih dari 50.
Jaringan internet yang dipakai berupa publik internet atau intranet, sedangkan koneksi melalui Interconnectivity Provider belum tersedia.

Segmen Bisnis

Trend
Meski VoIP masih terkendala oleh kualitas suara, overhead, standarisasi, skalabilitas dan penggunaan bandwith, pertumbuhannya mencapai 132%/tahun. Beberapa prediksi yang menunjukkan besarnya pasar VoIP antara lain :
  • Pertumbuhan trafik VoIP mencapai 3.6 triliun menit selama tahun 1999 sampai hampir 82 triliun menit di tahun 2003. Presentase trafik VoIP mencapai 0.5 % dari total trafik pada tahun 1998 dan akan mencapai 6.1 % di tahun 2003 (Piper Jaffray Inc. Minneapolis, Charting Ahead, Tele.Com, May 3 1999 www.teledotcom.com ).
  • IP Network based Service menghasilkan revenue dari $74 juta pada tahun 2000 sampai $40 triliun pada tahun 2006 (Ovum, London, Hitching a Ride, Global Telephony march 2000).
  • Market size VoIP mencapai $19.8 juta pada tahun 1996 dan tahun 2001 mencapai $1.89 triliun, melibatkan 70% dari Fortune 1000 companies (Frost & Sullivan)
  • Trafik world-wide FoIP yang masih mendekati nol pada 1996 namun pada tahun 2001 mencapai 1.75 triliun menit (US Domestic), inter-country FoIP mencapai 1.1 triliun menit (Probe research).
Market Player
Segmen bisnis yang terlibat bukan hanya mereka yang terlibat langsung dengan internet tetapi juga meliputi Carrier PSTN , private network atau intranet, WAN atau extranet, dan enterprise network. AT&T misalnya, merupakan InterExchange Company (IEC) yang menggunakan VoIP untuk jaringannya. Beberapa perusahaan yang menjadi Internet Telephony Service Provider (ITSP) dapat dilihat pada lampiran.
AT&T juga bergabung dengan British Telecom dalam Concert sebagai managed VoIP services provider (Interconnectivity Provider). Beberapa Coopetitor lain juga melakukan hal yang sama.

Pendekatan pasar
Untuk new entants atau pendatang baru, ada tiga pendekatan masuk ke bisnis VoIP, yakni membangun jaringan sendiri, bergabung dengan jaringan yang telah exist, atau menjadi reseller. Ketiga pendekatan tersebut memiliki sifat investasi modal, kompleksitas dan keuntungan yang berbeda.
Beberapa produk yang dapat ditawarkan dari VoIP dengan cara calling account, ,calling card, atau bundled service. Calling account dilakukan dengan mendaftarkan nomor telepon rumah atau kantor pelanggan, dimana pembayaran dilakukan secara prepaid maupun postpaid. Calling card memasarkan produk VoIP lebih fleksibel karena dapat di akses dari mana saja hanya dengan menggunakan PIN tertentu. Cara terakhir menggunakan bundled service, dimana layanan langsung ditawarkan ke pelanggan dengan sekali bayar dan dapat dipergunakan kapan saja. Pelanggan utama bundled service adalah dunia usaha.

Pricing
Masalah pricing telah dibahas dalam beberapa literatur. Dua metode yang sering digunakan adalah menyamakan pricing dengan ISP atau membuat pricing tersendiri untuk internet telephony.
Pricing dengan pendekatan ISP diasumsikan bahwa penggunaan VoIP hanya sebatas web voice atau PC to PC telephony. Sedangkan pricing dengan internet telephony jika penggunaannya untuk general communication.

Regulasi

VoIP berkembang karena adanya persaingan yang bebas dan dukungan pemerintah, setidaknya inilah yang terjadi di Amerika. Monopoli perusahaan besar dihindari (misalnya monopoli AT&T diakhiri pada tahun 1984) dan pengawasan ketat pada persaingan yang sehat (misalnya saat dua internet backbone service provider terbesar, MCI dan WorldCom merger pada tahun 1998, pemerintah tetap berusaha agar tidak ada perusahaan yang mendominasi dengan mewajibkan internet backbone mereka dipakai oleh perusahaan kompetitor).

Persaingan menyebabkan setiap perusahaan berusaha menghasilkan inovasi/produk baru. Karena adanya resiko investasi, pemerintah AS turut membantu dengan mengurangi pajak guna membantu inovasi dan memacu potensial market dengan mensupport perusahaan pengembang teknologi (The National Institute for Standards and Technology, National Institues of Health, National Oceanic and Atmospheric Administration, dan the National Science Foundation).

FCC sebagai salah satu lembaga yang berkompeten mengusulkan traditional charge pada layanan yang secara langsung bersaing dengan traditional company. FCC membedakan layanan voice melalui komputer (enhanced service yang dianggap tidak masuk dalam access charges dan regulasi lain) atau voice melalui handset telpon standar yang mendial melalui gateway IP (dianggap sebagai telepone tradisional dengan long-distance access charges).

Perkembangan VoIP dipengaruhi faktor ekonomi, regulasi dan teknologi. Regulasi pemerintah sering sekali menjadi interferensi. Pemerintah mencoba me-micromanage kompetisi yang semakin besar dan terlalu kompleks dengan powerfull financial interest. Sementara industri telkom semakin less regulated dan persaingan semakin bebas. Birokrasi, kecemasan dan social justice dianggap sebagai faktor yang memperlambat proses.

Di Indonesia, Pemerintah (dalam hal ini Dirjen Postel) menganggap penyelenggara VOIP mengganggu operator resmi. Pelarangan dilakukan dengan cara penggerebekan meskipun dasar hukumnya tidak kuat. Alasan pelarangan hanya menyangkut soal izin serta tidak adanya standardisasi penggunaan peralatan yang harus dikeluarkan Dirjen Postel. Di sisi lain, sanksi yang dikenakan juga masih terlalu ringan dibanding keuntungan yang diperoleh.

Menurut Ir. Suryatin Setiawan Direktur divisi Penelitian dan Pengembangan PT Telkom, VoIP baru bermasalah jika perusahaan penyedianya sudah bertindak sebagai operator. Suhono Supangat, Multimedia Signal Processing and Communication Research Group ITB menjelaskan bahwa pelarangan VoIP tanpa cyberlaw akan membatasi pengembangan aplikasi berbasis IP pada public network.serta menghambat pembuatan jaringan baru yang mendukung beragam komunikasi multimedia yang merupakan basis teknologi massa depan.
Indosat juga mempertimbangkan VoIP untuk SLInya, namun terikat ketentuan dalam KM 37/1999 yakni Indosat harus membayar biaya interkoneksi kepada PT Telkom Rp 1.350/menit atau sama dengan US$ 15,5 sen. Peralihan ke teknologi VoIP tidak akan efektif kecuali ketentuan tersebut diubah.

Badan dan Situs Terkait

Badan yang terlibat dalam standar VoIP antara lain :
• CableLabs
• PacketCable
• ECMA
• European Telecommunications Standards Institute (ETSI)
• Project TIPHON
• Global Organization for Multi-Vendor Integration Protocol (GO-MVIP )
• Internet Engineering Task Force (IETF)
• AVT/RTP Working Group
• IP Telephony (iptel)
• RSVP Working Group
• Internet Mail Consortium(IMC)
• International Multimedia Teleconferencing Consortium (IMTC)
• VoIP Forum
• International TeleConferencing Association (ITCA)
• International Organization for Standardization (ISO)
• Internet Telephony Consortium
• Internet Telephony Project
• Multiservice Switching Forum (MSF)
• OpenVoB
• Quality of Service Forum
• T1A1.5 Working Group
• TIA Online
• VON Coalition
Bebarapa badan dunia yang terkait dengan regulasi :
• British Approvals Board for Telecommunications (BABT)
• Federal Communications Commission (FCC) (Telecommunications Act of 1996, ACTAs Petition for the Regulation of Internet Telephony, The FCCs Non-regulatory Response to ACTA Petition), FCC Opens US to Global Telecommunication Competition)
• Underwriters Laboratory
Beberapa Consorsium yang berhubungan dengan interoperability antara lain :
• i-Now! Profile Group
• Internet Fax and Business Communications Association
• IPDR Working Group
• Multiservice Switching Forum
• OpenH323 Project
• OpenGatekeeper
• OpenVoB
• Packet Multimedia Carrier Coalition
• PacketCable Initiative
• Quality of Service Forum
• International Softswitch Consortium
Situs yang menyediakan link white paper :
• www.iec.org
• www.techguide.com
• http://www.iptelephony.org/GIP/white/index.html#white
• http://www.voip-calculator.com/directory/search.htx?page=1&category=13
• http://whitepapers.itworldcanada.com
• http://www.theeditors.com
• http://westhillsonline.bitpipe.com
• http://comdex.bitpipe.com
• http://bbytechlibrary.bitpipe.com
• http://resourcecenter.iceexpo.com
• http://www.okint.com
• http://members.tripod.lycos.nl/engelander/VOICEoverIP.html
• http://www.eg3.com/WebID/indc/voiceip/blank/paper/a-z.htm
• http://techlibrary.telekomnet.com
• http://www.bitpipe.com
• http://itreports.computerworld.com
• http://itradar.bitpipe.com
• http://techlibrary.networkcomputing.com
• http://www.dataconnection.com
• http://www.bbwlibrary.com
• http://www.wpine.com
• http://www.intel.com/network/white_papers/diff_serv/
• http://www.interforum.org
• Internet Telephony Magazine
• TechWeb
• Internet World

Referensi

1. Voice/Fax Over IP, Internet, Intranet, and Extranet, Technology Overview, MICOM Communication Corporation
2. Internet Telephony, Web Proforum Tutorials, The International Engineering Concortium
3. Voice Over IP (VoIP), The Technology Guide Series
4. Edward B. Morgan, Fax Over Packets, Telogy Networks Inc.
5. VoIP as a Business Offortunity, An Introduction for Service Provider
6. Dll.

Suherman,
mahasiswa Teknik Elektro USU Semester IX
Email : ahmad_shn@satumail.com

Pengantar Digital Subscriber Line ( DSL )

Pendahuluan

Digital Subsriber Line (DSL) adalah teknologi akses dengan perangkat khusus pada central office dan pelanggan yang memungkinkan transmisi broadband melalui kabel tembaga, teknologi ini sering disebut juga dengan istilah teknologi suntikan atau injection technology. Sehingga kabel telepon biasa yang telah ada dapat dipakai untuk menghantarkan data dalam jumlah yang besar dan dengan kecepatan yang tinggi. Telepon hanya menggunakan sebagian frekwensi yang mampu dihantarkan oleh kabel tembaga. Sedangkan DSL memanfaatkan lebih banyak frekwensi dengan membaginya (splitting), frekwensi yang lebih tinggi untuk data dan frekwensi yang lebih rendah untuk suara dan fax.

Jarak pemakai ke CO menentukan kecepatan DSL. Makin jauh jarak pemakai, kecepatan makin rendah.

Gambar 1 Arsitektur Sistem ADSL dengan splitter
(Efficient Network, July 31, 2000)

Jenis-jenis DSL

Tabel Macam-macam DSL
(Network Magazine, 2000)

Jenis DSL yang digunakan tergantung dari kebutuhan pelanggan serta layanan yang dapat disediakan di daerahnya.

Kelebihan dan Kekurangan DSL

DSL memberikan banyak keuntungan. Karena memakai jaringan tembaga yang telah tersedia berarti tidak perlu memasang prasarana lagi sehingga DSL menjadi lebih murah. Selain itu DSL adalah layanan langsung yang selalu terhubung dengan ISP dan tidak membayar per menit.

DSL dapat memenuhi kebutuhan akan transmisi data dengan kecepatan tinggi serta ragam layanan tapi pengadaan dan pemeliharaan layanan DSL tidak selalu mudah. Masalah yang ada antara lain keterbatasan jarak jangkauan, pelayanan serta dukungan teknis purna jual yang kurang baik untuk pelanggan.

Terdapat tiga hambatan yang dihadapi saat ini yaitu panjang kabel telepon tembaga ke pelanggan, adanya load coils dan bridged taps, serat optik yang digunakan untuk beberapa jalur telepon.

Yang pertama adalah panjang kabel tembaga dari CO ke pelanggan. Contoh : jika panjang kabel tembaga lebih dari 18.500 feet maka layanan signal to noise ratio terlalu rendah dan penguatan sinyal menjadi terlalu besar untuk dapat dibawa ADSL pada kecepatan yang sewajarnya. Jika pelanggan berada dalam 18.500 feet itu pun belum tentu menjamin layanan yang baik dan memuaskan karena belum termasuk cabang-cabang kabel tembaga ke berbagai pelanggan.

Yang kedua adalah adanya load coils dan bridged taps. Local Exchange Carriers (LEC s) menggunakan load coil untuk memberikan layanan telepon di daerah-daerah yang memerlukan peralatan tambahan atau instalasi loop tembaga. Load coil adalah peralatan induksi yang menggeser frekwensi pembawa suara ke atas. Ini adalah kompensasi untuk kapasitansi kabel khususnya untuk jangkauan lebih dari 18.000 feet. Sayangnya, frekwensi suara tergeser ke frekwensi yang biasa digunakan untuk DSL sehingga mengakibatkan interferensi yang tidak dapat ditolerir. Sehingga metoda ini membuat jalur tersebut tidak cocok untuk ADSL.

Bridged tap adalah bagian kabel yang tidak berada pada jalur yang langsung dari pelanggan ke CO. Bridged tap ini memudahkan LEC untuk menyediakan loop tembaga tanpa membuat jalur yang baru sepanjang jarak pelanggan ke CO. Bila jumlahnya sedikit masih memungkinkan jalur tersebut menggunakan DSL. Namun gema dan noise tambahan yang ditimbulkan karena adanya bridged tap dapat membuat DSL tidak dapat dipertahankan. Beberapa LEC memindahkan peralatan-peralatan ini tapi akan perlu waktu yang cukup lama untuk membersihkan seluruh jalur.

Hambatan ketiga adalah serat optik. DSL adalah layanan digital yang dibuat untuk dibawa dengan saluran analog, yaitu kabel tembaga. Oleh karena itu sinyal tidak dapat dikirim melalui media yang menggunakan transmisi digital seperti serat optik. Biasanya serat optik digunakan untuk Digital Loop Carrier (DLC) atau Subscriber Loop Carrier (SLC). Daerah yang menggunakan serat optik ini tidak dapat dilayani DSL.

Untuk mengatasi masalah ini, perusahaan telepon menguji serta memakai sebuah alat yang disebut mini-Remote Access Multiplexers (mini-RAMs) yang akan memfasilitasi layanan DSL bagi pelanggan di belakang DLC serta dapat menyediakan delapan saluran dengan layanan DLS.
Tapi alat ini juga memiliki keterbatasan jangkauan karena panjang kabel tembaga bukan diukur dari pelanggan ke CO tapi dari mini-RAM ke pelanggan. Selain itu, belum diketahui dengan pasti di mana dan kapan mini-RAMs harus dipasang.

Kesukaran Yang Tersembunyi

Layanan DSL disediakan oleh lebih dari satu perusahaan, sehingga kurang efisien.
Pelanggan memesan layanan DSL melalui ISP yang akan meneruskannya ke LEC untuk kelengkapannya. Hal ini akan memakan waktu sekitar enam sampai delapan minggu sehubungan dengan proposal dan kurangnya komunikasi.
Penundaan seringkali disebabkan oleh sistem kualifikasi telco. Loop tembaga dinyatakan dapat dipakai DSL dalam Loop Qualification Database (LQD) yang diindeks dengan nomor telepon dan dipelihara oleh telco bukan ISP. Telco memperbarui LQD setiap 30 hari. ISP hanya dapat memesan jalur yang terdapat dalam LQD. Maka perubahan nomor telepon atau penambahan jalur telepon baru akan muncul hingga 30 hari kemudian, ini pun jika muncul.
Jika jalur yang dipesan ISP dinyatakan dapat dipakai DSL, ISP menunggu teknisi telco untuk menset-up DSLAM (DSL Access Multiplexer) yang berhubungan dengan loop tadi. Jika terjadi kesalahan, akan memerlukan 30 hari lagi untuk memperbaikinya.

Masalah Pada Penggunaan DSL

· Panjang saluran telepon ke pelanggan lebih dari 18.000 feet.· Beberapa bagian saluran telepon menggunakan serat optik.· Terdapat banyak load coil dan bridged taps pada saluran telepon· Pelanggan harus berhubungan dengan lebih dari satu perusahaan untuk mendapat layanan dan pemecahan masalah berarti birokrasi yang panjang dan lama.· Informasi teknis sukar diperoleh.· Kurang tenaga terlatih untuk memasang perangkatnya.· Instalasinya hanya mendukung OSs tertentu misal Windows dan MacOS tapi tidak mendukung Linux.· Interupsi layanan sering terjadi.· Selalu terhubung dengan LAN sehingga mungkin menimbulkan masalah keamanan.

Implementasi (VoDSL)

Kebutuhan pasar akan teknologi seperti DSL turut mendukung perkembangan VoDSL. Kondisi pasar tertentu menjadi penentu perkembangan VoDSL, yaitu : telah ada saluran akses DSL dan saluran yang dipakai bersama oleh pengiriman data dan suara, harga yang bersaing untuk bisnis kecil hingga menengah dan kesempatan bagi Competitive Local Exchange Carriers (CLECs) untuk menyerang pelanggan utama Incumbent Local Exchange Carriers (ILECs). Artikel ini meninjau enam kategori bagi layanan VoDSL, yaitu: manajemen jaringan, Cistomer Premises Equipment (CPE), pemilihan penyedia jasa, Service Level Agreements (SLAs), billing dan aplikasi masa yang akan datang.

Manajemen Jaringan

NorthPoint mempelopori dengan pengamatan yang proaktif dan pendekatan internal untuk mengatasi masalah-masalah, bergantung pada kekuatan kelompok pelanggannya. Kebanyakan manajer jaringan tidak akan membereskan masalah, maka pelanggan atau juga vendor harus bisa mengatasi masalahnya sendiri.

Customer Premises Equipment

Pada arsitektur VoDSL, IAD (Integrated Access Device) memaket suara dan data pada pelanggan ke hubungan DSL berbasis ATM ke pembawa DSLAM yang akan mengirim ke dalam awan data dan melewatkan trafik suara ke VoDSL gateway yang memaket ulang untuk PSTN.
Perangkat IAD harus mudah dipasang dan mudah dipahami oleh pemasang yang awam dan harus cocok dengan perangkat yang lain. Setelah dipasang, perangkat ini harus dapat memperlengkapi dirinya sendiri dengan segala konfigurasi dan antar muka yang sesuai dalam jaringannya. Kedua, cari pembawa dengan perangkat SLA intelligence dan memonitor suara dan data bersama GUI atau antar muka untuk Web yang akan membawa data ke pemakai. Sebagai tambahan yang perlu diperhatikan pemakai termasuk kecepatan DSL, error rates, efek layanan suara pada kondisi jaringan dan saluran yang telah tersedia.

Memilih provider
Carilah provider yang membangun jaringannya untuk telepon paket serta telah memperbarui jaringannya untuk memberi Quality of Service (QoS) yang baik.

Service Level Agreements
SLA untuk VoDSL adalah sama seperti pada umumnya, yaitu 99.999 persen call completion rate, toll quality voice, penundaan yang dapat diterima dan tidak bergema. Jaringan ATM menjamin kualitas ini tapi perangkat keras jaringan sulit dijamin.

Billing
Untuk VoDSL, billing seharusnya tidak menjadi masalah untuk seluruh provider. Proses billing secara keseluruhan tetap sama seperti yang telah ada.

Gambar Arsitektur Jaringan Voice over DSL (tipikal)
(Network Magazine, 2000)

Gambar jaringan masa depan dengan softswitch untuk VoDSL
(Network Magazine, 2000)

Asal dan jenis standar untuk DSL

Sekitar 80 partisipan yang bekerja dalam bidang DSL dan jaringan telepon hadir dalam pertemuan Question 4, Study Group 15 (Q4/15) of the International Telecommunications Union yang dipimpin oleh Dick Stuart dari 3Com. Beberapa kemajuan untuk VDSL (Very-high-rate DSL, berkecepatan sampai dengan 52 Mbit/s) telah dicapai dalam pertemuan ini. Pertemuan ini memperoleh kesepakatan untuk koreksi error, pengacak, interleaver dan struktur dokumen. Namun kode saluran belum dapat dipilih (serupa modulasi modem). Dua pilihan kode saluran yaitu single-carrier dan multi-carrier telah diajukan dan masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan.

Sigle carrier line code cocok untuk four band atau kurang. Sedangkan multi-carrier line code lebih cocok untuk multi-band frequency. Lingkungan multi-band muncul ketika empat atau lebih pita frekuensi digunakan untuk mengirim atau menerima VDSL untuk menghindari interferensi dari pita frekwensi radio amatir, G.pnt, T1 atau E1 repeatered carriers, dll.

Rabah Hamdi, Compaq, mewakili J. Magill’s, Lucent, sebagai editor untuk G.pnt (phone-line networking transceivers). G.pnt adalah standar ITU-T yang berdasarkan HomePNA specifications (2.0) yang dikembangkan di konsorsium HomePNA. Interferensi antara sistem VDSL dan G.pnt menjadi hal penting dalam pertemuan ini. Interferensi ini berkaitan dengan pilihan pita frekwensi VDSL dan kode saluran untuk VDSL. Kesulitan dalam hal ini dapat menjadi hambatan bagi G.pnt untuk mendapat persetujuannya (determination ).

G.shdsl (Single-pair High speed DSL) dengan editor S. Blackwell, Adtran memperoleh kemajuan yang berarti, yaitu : pertama, penggunaan pengacak HDSL2, trellis encoder, point mapper, and precoder ; kedua, penggunaan urutan aktivasi HDSL2 yang sama ; dan ketiga penggunaan G.994.1 (handshake) untuk pertukaran informasi dan aktivasi sinyal hubungan. Penggunaan G.994.1 ini mungkin tidak langsung cocok untuk T1E1.4 HDSL2 maupun ETSI SDSL, namun diharapkan implementasinya akan menghasilkan kesesuaian yang beragam.

PCTel mempresentasikan makalah yang menarik tentang cara meningkatkan jangkauan pada laju data yang lebih rendah. Hal ini berguna bagi pengembangan standar untuk ADSL (G.992.1, G.dmt dan G.992.2, G.lite) untuk memperbaiki unjuk kerjanya pada jangkauan yang lebih panjang.

Pertemuan ini juga mengembangkan fleksibilitas G.994.1 (handshake) bagi perangkat DSL untuk mendukung kinerja terbaik DSL jenis apapun.

Standar baru G.vdsl

VDSL menjangkau pelanggan secara ekonomis melalui jaringan telepon. Diperkirakan (tapi belum disetujui) laju data downstream dan jarak jangkauan adalah 52 Mbit/s pada 1000ft atau 13 Mbit/s pada 4500ft. Untuk operasi simetrik 26 Mbit/s pada 1000 ft dan 13 Mbit/s pada 3000 ft. Pita frekwensi yang sangat besar bagi VDSL akan tersedia pada aplikasi pita lebar generasi yang akan datang.

Teknologi modulasi Single carrier dan multi-carrier telah diajukan untuk G.vdsl. Komite ini menghadapi kesulitan untuk memilih tekonologi modulasi terbaik dari keduanya ini. G.994.1 (handshake) digunakan G.vdsl agar dapat bekerja sama dengan seri G lainnya yang direkomendasikan.
Pita upstream yang besar dan simetris membuat G.shdsl sangat sesuai untuk aplikasi yang sedang berkembang dengan pesat. G.shdsl mendukung akses internet dengan kecepatan tinggi, akses LAN, videoconferencing, web-site hosting dan gaming. Juga mendukung penggunaan repeater untuk pemakai yang jauh dan remote powering untuk lifeline operation. G.shdsl dapat juga mendukung komunikasi peer-to-peer dengan kecepatan 2.304 Mbit/s pada kedua arah. Pertemuan ini juga menyetujui penggunaan Trellis Coded Pulse Amplitude Modulation (TC-PAM) sebagai kode saluran (modulasi) dan parameter pada format frame.

Penggunaan ADSL untuk perumahan dan akses internet pada kantor kecil juga disetujui dalam pertemuan ini. Standar ITU-T untuk ADSL berdasarkan T1.413 issue 2 memungkinkan ADSL beroperasi pada jaringan yang berbeda dari Eropa (ADSL over ISDN ) dan Jepang ( ADSL next to TCM-ISDN ).

G.992.1, ADSL Transceivers (G.dmt) adalah ADSL untuk akses jaringan pada kecepatan 6.144 Mbit/s downstream dan 640 kbit/s upstream memakai Discrete Multitone(DMT) line code.

Daftar Pustaka

1. Network Magazine, April 2000
2. CED Magazine, May 2000
3. http:// www.2wire.com

Penulis:
1. Novia Prayogo (Teknik Elektro - Universitas Kristen Maranatha
2. Arief Hamdani (Optical Access Network Laboratory - RisTI, TELKOM)

Teknologi Serat Optik

Umum

Komunikasi dapatlah diartikan pentransferan informasi dari satu pihak ke pihak yang lain. Transfer informasi ini dilakukan dengan memodulasikan informasi pada gelombang elektromagnetik yang bertindak sebagai pembawa (carrier) sinyal informasi tersebut. Selanjutnya setelah tiba di tujuan, maka untuk memperoleh informasi yang asli dilakukan demodulasi.
Suatu komunikasi dikatakan berhasil atau sukses apabila dapat memuat informasi yang banyak dalam sekali pengiriman perdetiknya dan jarak yang dapat ditempuh oleh sinyal tersebut sehingga sinyal dapat diterima sesuai dengan terkirim.
Serat optik merupakan salah satu alternatif sebagai media transmisi komunikasi yang cukup handal, karena ia memiliki keunggulan dibanding media lainnya.
Sistem komunikasi serat optis memanfaatkan cahaya sebagai gelombang pembawa informsi yang akan dikirimkan. Pada bagian pengirim isyarat informasi diubah menjadi isyarat optis. Lalu diteruskan ke kanal informasi yang juga terbuat dari serat optis bertugas sebagai pemandu gelombang. Sesampainya di penerima berkas cahaya ditangkap oleh detektor cahaya, yang berfungsi mengubah besaran optis menjadi besaran elektris. Di sini cahaya mengalami pelebaran dan pelemahan, disebabkan karena ketakmurnian bahan serat, yang menyerap serta menyebarkan cahaya.

Cahaya yang telah mengalami pelebaran dan pelemahan itu dapat dipulihkan kembali dengan memakai piranti pengulang elektronis, yang ditempatkan pada jarak tertentu. Prinsip kerja piranti ini adalah mengubah cahaya yang datang ke bentuk elektris kemudian diperkuat dan diubah kembali ke bentuk asal (cahaya). Akan tetapi hal ini dianggap kurang praktis, karena dapat menyebabkan kesalahan tambahan, membatasi pesat transmisi dan lebar bidang serta relatif mahal.

Perkembangan teknologi yang begitu pesat telah memunculkan penguat serat terdadah erbium (Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA). Penguat ini dapat mengurangi ketergantungan terhadap piranti pengulang yang biasa digunakan. Fungsi EDFA dalam sistem komunikasi optis adalah :

  • Penguat daya, berfungsi meningkatkan daya terpancar dari pengirim.
  • Pengulang, dipasang di tempat-tempat tertentu.
  • Penguat awal, berfungsi meningkatkan sensitivitas penerima.
Dengan menggunakan EDFA akan diperoleh pembangkitan sinyal dengan faktor yang lebih besar dan dapat membawa data dengan pesat bit yang lebih tinggi dibanding pengulang elektronik.

Dasar Sistem Komunikasi Optik

Sistem komunikasi serat optik pada umumnya terdiri dari pemancar, media transmisi dan penerima. Pada sisi pengirim, informsi yang akan dikirimkan terlebih dahulu diubah ke bentuk isyarat listrik oleh sebuah tranduser sebelum ditransmisikan. Oleh modulator informasi yang terdapat dalam isyarat listrik tersebut diubah lagi ke format yang sesuai. Sejumlah daya diberikan pengirim ke kanal informasi oleh pengkopel kanal (masukan) agar isyarat termodulasi dapat diteima pada sisi penerima. Pengkopel kanal (keluaran) memberi daya kanala informasi ke detektor. Isyarat termodulasi diubah oleh fotodetektor menjadi isyarat listrik. Dan setelah dipisahkan dari pembawanya, isyarat listrik diubah menjadi isyarat aslinya oleh suatu transduser.

Keunggulan Serat Optik

Ada beberapa keunggulan serat optik di banding media transmisi lainnya, yaitu :
  • Lebar bidang yang luas, sehingga sanggup menampung informasi yang besar.
  • Bentuk yang sangat kecil dan murah.
  • Tidak terpengaruh oleh medan elektris dan medan magnetis.
  • Isyarat dalam kabel terjamin keamanannya.
  • Karena di dalam serat tidak terdapat tenaga listrik, maka tidak akan terjadi ledakan maupun percikan api. Di samping itu serat tahan terhadap gas beracun, bahan kimia dan air, sehingga cocok ditanam dalam tanah.
  • Substan sangat rendah, sehingga memperkecil jumlah sambungan dan jumlah pengulang.
Di samping kelebihan yang telah disebutkan di atas, serat optik juga mempunyai beberapa kelemahan di antaranya, yaitu :
  • Sulit membuat terminal pada kabel serat
  • Penyambungan serat harus menggunakan teknik dan ketelitian yang tinggi.

Proses Pembuatan Serat

Proses pembuatan serat berhubungan erat dengan pemilihan bahan serat. Ada beberapa sifat yang harus diperhatikan dalam pemilihan bahan ini yaitu :
  • Bahan serat harus transparan pada panjang gelombang tertentu, agar dapat merambatkan cahaya dengan efisien
  • Perbedaan indeks bias inti dan kulit harus kecil dan kedua bahan harus mudah bersatu
  • Fleksibel dapat ditarik panjang dan tipis.
Ada dua metode pembuatan serat terdadah erbium, yaitu :
Teknik fase uap (Vapour Phase Technique)
    Merupakan suatu teknik yang mendadahkan erbium fase uap ke dalam inti serat. Erbium dipanaskan sampai titik tertentu agat diperoleh tekanan uap kerja yang sesuai. Kemudian uap dialirkan ke dalam serat, dan selanjutnya diendapkan.
    Terdapat dua metode dalam teknik fase uap ini. Pertama menggunakan ruang pendadah terisi erbium. Pengendapan selubung dilakukan dengan cara biasa, tetapi selama pengendapan inti, SICl4, GeCl4, dan O2 ditempatkan pada bagian bawah tabung. Ruang pendadah dipanasi secara konstan untuk mengalirkan erbium. Konsentrasi erbium dapat dikendalikan dengan pengaturan suhu ruang pendadah. Sedangkan metode kedua menggunakan spon silika yang terisi erbium guna menggantikan ruang pendadah serta memberikan kemampuan pendadahan erbium yang lebih baik.
Teknik fase cair (Liquid Phase Technique)
Teknik ini mendadahkan erbium fase cair ke dalam serat. Di sini lapisan selubung diendapkan ke dalam tabung landasan dengan cara biasa, sedangkan pengendapan inti dilakukan pada suhu yang lebih rendah, dengan demikian lapisan ini tidak terpuntir secara penuh. Selanjutnya lapisan berpori direndam dalam larutan erbium encer agar pori-pori tersebut terisi. Kemudian dikeringkan dan dilebur ke dalam lapisan kaca jernih. Lalu tabung dimasukkan dalam bentukan dengan cara biasa. Teknik ini juga dapat digunakan untuk berbagai bahan yang didasarkan pada silika berpori.

Penguat Serat Terdadah Erbium

Serat optik akan memiliki unjukkerja yang maksimum bila bekerja pada daerah panjang gelombang 1500 nm - 1600 nm. Pada daerah ini serat optik hanya mengalami rugi-rugi sebesar 0,2 dB/km. Penguat serat optik terdadah erbium merupakan yang paling tepat untuk bekerja di daerah panjang gelombang tersebut. Dan hal ini telah dibuktikan oleh Saito dan kawan-kawan pada tahun 1992 dengan menggunakan EDFA telah memperoleh hasil yang memuaskan, dengan cara mentransmisikan sinyal 2,5 GB/s sejauh 45000 km atau dapat dikatakan juga diperoleh kapasitas informasi sebesar 11 Tb.km/s.

Prinsip Dasar Penguatan Pada Penguat Serat Terdadah Erbium

Pada dasarnya mirip dengan prinsip kerja laser, di mana transisi elektron yang mula-mula menempati tingkat energi yang lebih tinggi menuju ke tingkat yang lebih rendah. Dan tentu saja elektron di tingkat yang lebih tinggi haruslah lebih banyak dibandingkan pada tingkat rendah, atau lebih dikenal dengan inversi populasi. Dengan demikian perpindahan itu akan memancarkan cahaya dengan intensitas yang tinggi.

Pemilihan Bidang Pemompaan

Bidang pemompaan EDFA terdiri atas 3 macam yaitu 800 nm, 980 nm, dan 1480 nm. Ketiganya berkaitan erat dengan transisi serapan dari tingkat dasar ke tingkat pengeksitasian.
Apabila dipompa pada bidang pemompa 800 nm akan menyebabkan turunnya efisiensi pemompaan. Hal ini disebabkan karena bidang pemompa 800 nm berada pada daerah penyerapan spontan yang diperkuat (Absortion Spontaneous Amplified, ESA)
Pada bidang 980 nm, EDFA dipandang sebagai sistem laser 3 tingkat yaitu elektron-elektron Erbium di tingkat dasar dieksitasi ke tingkat pengeksitasian, lalu meluruh secara nonradioaktif dengan cepat ke tingkat atas.
Sedangkan pada bidang pemompa 1480 nm, EDFA dapat dikatakan sebagai sistem laser 2 tingkat di mana elektron-elektron Erbium dieksitasi secara langsung dari tingkat dasar ke tingkat atas dan penguatan terjadi pada saat kembalinya elektron dari tingkat atas ke tingkat dasar.

Komponen Penyusun Penguat Serat Terdadah Erbium

Pada dasarnya komponen penyusun penguat serat terdadah erbium adalah sebagai berikut:
a. Serat terdadah erbium
Serat terdadah erbium merupakan serat yang sama dengan serat optik transmisi biasa. Perbedaannya terletak pada inti serat, karena telah didadah ion erbium.
b. Sumber Cahaya Pemompa
Sumber cahaya pemompa berupa dioda yang ditera pada panjang gelombang yang bersesuaian dengan tingkat energi ion erbium (800 nm, 980 nm, dan 1480 nm).
Di sini cenderung dipergunakan laser, disebabkan oleh beberapa hal, yaitu:
• Perarahan
Laser dapat memancarkan radiasi dalam perarahan yang besar dengan sudut divergensi kecil. Hal ini bermakna energi yang dibawa laser dapat dikumpulkan dan difokuskan pada daerah yang kecil.
• Lebar saluran
Lebar saluran yang dimiliki relatif kecil, tapi dapat memuat banyak mode.
• Koherens
• Monokromatik
Oleh karena itu dipilihlah laser sebagai sumber cahaya pemommpa. Dan pada umumnya terdapat 3 sumber cahaya pemompa yang cocok untuk dipergunakan, yaitu :
Laser Ti sapphire
Laser ini mempunyai efisiensi yang tinggi dan penalaan pancaran yang cukup baik yaitu pada 700 - 1050 nm. Bagian inti piranti ini berupa kristal sappphire (Al2O3) yang didadah dengan Titanium. Di samping itu sapphire mempunyai tingkat ambang kerusakan optik yang tinggi dan konduktivitas termal yang baik.
Laser InGaAs-GaSa 0,98 mm

Pancaran laser Gallium Arsenide dapat mencapai panjang gelombang 0,98 mm apabila menggunakan lapisan aktif jenis single strained quantum well (sumur kuantum aliran tunggal). Laser sumur kuantum memiliki sebuah lapisan tipis, lebar sumur umumnya lebih kecil daripada 10 nm, dan bandgap (celah-bidang) dikelilingi oleh sebuah penghalang. Oleh karena itu, panjang gelombang pelaseran ditentukan oleh lebar sumur dan perbedaan celah-bidang antara sumur dan penghalang. Dan apabila sumur membuat aliran, maka dapat mengubah struktur bidang serta mengubah panjang gelombang pelaseran.

Laser InPGaAsP-InP 1,48 mm

Laser yang dapat menyediakan daya keluaran tinggi ada;ah laser berbasis InP. Laser jenis ini mmpunyai tingkat ambang kerusakan optik yang lebih tinggi dibanding laser berbasis GaAs. Untuk laser daya tinggi, pengurangan tahanan termal dalam piranti merupakan hal yang sangat penting. Pengurangan dapat dilakukan dengan cara menambah panjang piranti, dilain pihak hal ini mengakibatkan berkurangnya efisiensi, sebagai pemecahannya dibuatlah panjang piranti yang optimum bagi daya keluaran maksimum.

c. Kopler jenis WDM
Cahaya sinyal masukan dan cahaya pemompa digabung ke dalam serat terdadah erbium dengan kopler jenis penjamakan panjang gelombang (Wavelength Divission Mulpelxing Coupler, WDM Coupler). Kopler jenis ini mentransmisikan panjang gelombang yang berbeda dalam satu serat. Di samping itu juga memudahkan dalam penjamakan dan pengawa-jamakan panjang gelombang yang berbeda. Pada pengkopelan kanal jenis WDM, kapasitas total kanal yang dapat dilayani dalam suatu hubungan terkait erat dengan adanya rugi-rugi sisipan, refleksi yang ditimbulkan serta cakap silang yang diberikan oleh kopler.
Terdapat 3 macam teknologi pembuatan kopler WDM yaitu : kopler difusi WDM, kopler WDM berbasis tapis elektrik dan kopler WDM berbasis jeruji.
d. Isolator Optik
Dalam hal ini digunakan isolator optik yang tidak sensitif, yang mempunyai maksud untuk menjaga kestabilan operasi penguat dengan mencegah sinyal optik yang tidak diinginkan terpantul dari komponen yang ada seperti sambungan, konektor ataupun tapis.
e. Tapis Pelewat Bidang Optik
Tapis pelewat bidang optik dipasang pada bagian akhir penguat yang bertujuan untuk menghilangkan pancaran spontan terkuatkan. Pancaran spontan terkuatkan ini dapat muncul pada puncak perolehan dengan panjang gelombang sekitar 1535 nm.

Unjukkerja Penguat Optik Terdadah Erbium

Sifat utama yang harus dimiliki oleh penguat optik adalah perolehan bersihnya. Perolehan penguat terdadah erbium adalah lebih besar dari 20 dB.
Penguat serat terdadah erbium memerlukan laser pompa yang berdaya keluaran tinggi dan suplai arus prasikap yang lebih tinggi ke piranti. Laser pompa dan spektrum perolehan dari penguat serat harus berada di sekitar panjang gelombang tertentu. Untuk penguat terdadah erbium memerlukan panjang gelombang 800 nm, 980 nm atau 1480 nm dan spektrum perolehannya dapat meluas dalam jangkauan 1525 - 1565 nm.
Daya keluaran yang dihasilkan hanya beberapa miliwatt yang diperoleh dalam daerah jenuh, dan merupakan ambang batas daya keluaran yang telah ditentukan oleh daya pompa optik.
Distorsi intermodulasi dan cakap silang terinduksi keluaran jenuh dalam sistem WDM dapat terjadi pada ketiga kelas penguat, akan tetapi hal ini terjadi pada skala waktu yang berbeda. Kecepatan penguat serat terdadah erbium ditentukan oleh waktu nyala (life time) 14 ms dan cakap silang antar kanal dapat diabaikan untuk data kecepatan tinggi dengan pengkodean yang sesuai/benar.

Aplikasi Penguat Optik Terdadah Erbium

Dengan sekian banyak keunggulan yang telah dipaparkan di atas, maka penggunaan serta aplikasi dari penguat optik terdadah erbium pun makin meluas, di antaranya seperti di bawah ini :
Transmisi optik jarak jauh
Untuk komunikasi jarak jauh diperlukan suatu sistem pentransmisian yang baik. Pemakaian EDFA di sini dapat mereduksi jumlah pengulang. Di samping itu meningkatkan daya terpancar di sisi pengirim serta memperbaiki sensitivitas di sisi penerima.
Penguatan kanal jamak
EDFA mampu melakukan penguatan sinyal secara simultan, cakap silang antar kanal yang rendah, dan semua ini merupakan keuntungan tersendiri dalam sistem kanal jamak

Referensi

  1. Ainslie, B.J., 1991, A Review of the Fabrication and Properties of Erbium Doped Fibers for Optical Amplifier, J. Lightwave Technology, Vol.9 no.2, pp 220-227
  2. Milloni,W.P., Eberly, H.J., 1991, Lasers, John Wiley and Sons Pte.Ltd., Singapore.
  3. Nakagawa,N., Nishi,S., Aida,K., and Yoneda,A.F., 1991, Trunk and Distribution Network Application of Erbium Doped Fiber Amplifier, J. Lightwave Technology, Vol.9. No.2, pp 198-208.
  4. Palais, C.J, 1988, Fiber Optic Communication 2nd ed, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.
  5. Willner, A.E., and Hwang, S.M., 1995, Transmission of Many WDM Channels Through a Cascade of EDFA’s in Long Distance Links and Ring Networks, Journal of Lightwave Technology, Vol. 13, pp 802-815.
  6. Wilson, J., Howkes, J.F.B., 1983, Optoelectronics An Introduction, Prentice Hall, United States of America q
Hubbul Walidainy