AIR INTERFACE

Abis-Interface

Abis-Interface adalah interface antara BTS dan BSC. Abis-interface adalah sebuah interface PCM 32, sama seperti interface terestrial lainnya di GSM. Kecepatan transmisi pada Abis-interface adalah 2.048 Mbps, yang dibagi dalam 32 kanal dengan kecepatan masing-masingkanal sebesar 64 Kbps. Protocol-protocol di Abis-interface sangat bersifat vendor specifik, konsekwensinya, sebuah BTS dari pabrikan vendor A tidak bisa dihubungkan dengan BSC dari pabrikan vendor B. Gambar di bawah ini menunjukan stack protocol OSI pada Abis-interface.

A-Interface 
A-Interface  adalah interface antara BSC dan MSC. Secara phisik, A-interface terdiri dari satu atau lebih link PCM antara MSC dan BSC, dimana tiap-tiap linknya berkapasitas 2 Mbps. A-interface dapat dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :

• Bagian antara BTS dan TRAU, dimana data yang ditansmisikan masihd alam bentuk yang dikompress.
• Bagian antara TRAU dan MSC, diman adata yang ditransmisikan tidak dalam bentuk yang dikompress.

A-interface menggunakan SS7 dengan SCCP sebagai usre partnya.GSM menggunakan signalling standart yang sudah ada  (SS7 plus SCCP) pada A-interface dan sebuah applikasi baru, yaitu BSSAP (Base Station Sub-system Application Part). BSSAP dapat dibagi menjadi 2 bagian, yaitu : Base Station Sub-system Management Application Part (BSSMAP) dan Direct Transfer Application Part (DTAP). Gambar di bawah ini menunjukan diagaram A-Interfcae dalam stack OSI layer.

BSSMAP terdiri dari informasi yang ditransmisikan antara BSC dan MSC, dimana informasi tsb diproces oleh BSC. Seperti PAGING, HND_CMD, dan informasi RESET. Secara umum, BSSMAP mengandung semua informasi yang dipertukarkan sebagai Radio Resource Management antara MSC dan BSC, dan juga message yang digunakan sebagai control task antara BSC dan MSC.
DTAP mengandung semua informasi yang dipertukarkan antara sebuah subsystem NSS dan MS. Message-message ini transparan untuk BSS. Message-message ini meliputi semua informasi yang digunakan untuk Mobility Management, kecuali LOC_UPD_REQ, IMSI_DET_IND, dam CM_SERV_REQ

B-interface

B-interface adalah interface antara MSC dan VLR. Biasanya, MSC dan VLR adalah merupakan network element yang tergabung jadi satu. Pada saat awal GSM didesign, ada ide untuk menjadikan MSC dan VLR sebagai 2 network element yang terpisah. Tapi karena saat itu ditemukan banyak kekurangan pada protokol antara MSC dan VLR, maka hal ini memaksa untuk di-implementasikannya solusi proprietary (vendor specific sloution) sebagai interface antara MSC dan VLR. Karena itulah, sejak GSM pahse2 diperkenalkan pertama kalinya, B-interface tidak lagi dianggap sebagai interface external. sehingga B-interface tidak dijelaskan secara khusus pada Rekomsndasi GSM 09.02. Rekomendasi ini hanya menjelaskan panduan dasar bagaimana cara menggunakan B-interface

Access Grant CHannel (AGCH)

AGCH (Access Grant CHannel) adalah sebuah Common Control CHannel (CCCH) yang digunakan hanya pada arah downlink dan pada time slot genap (0,2,4, dan 6) dari BCCH-TRX. AGCH digunakan untuk mengg-assign SDCCH dari BTS ke MS dan mengirimkan sinyal IMM_ASS (IMMediate ASSign). Karena proces pengiriman IMM_ASS ini bersifat point to multi point, maka tidak diperlukan header dalam process pengirimannya. Tergantung dari channel configurasi yang dipilih, AGCH akan men-share channel downlink CCCH yang available dengan channel paging (PCH) dan SDCCH. Kecapatan transmisi utk setiap blok AGCH  adalah sebesar 782 bps.

Advanced Mobile Phone Service (AMPS)

AMPS (Advanced Mobile Phone Service) adalah teknologi mobile telephon generasi pertama (1G) yang masih menggunakan system analog FDMA (Freqwency Division Multiple Access). AMPS beroperasi pada frekwensi 800 MHz, 821 – 849 MHz untuk base station receiving dan 869 – 894 MHZ untuk base station transmitting. Karena masih mengunakan teknologi analog, AMPS memiliki beberapa kekurangan antara lain :

• Kapasitasnya masih terbatas, karena dalam system analog penggunaan suatu kanal akan dedicated untuk suatu subscriber. Maka pada saat subscriber itu tdk dalam keadaan berkomunikasi, kanal itu tdak dapat digunakan oleh subscriber lain.
• Feature yang ditawarkan masih terbatas pada suara.
• Keamanan, dimana system analog sangat gampang utk disadap.

AMPS pertama kali diuji coba di Chicago pada tahun 1978. Berikutnya pada tahun 1981 AMPS mulai digunakan di Jepang dan berkembang ke beberapa Negara Eropa dan Asia lainnya.
Selain AMPS, di Amerika Serikat juga berkembang variant dari AMPS yang disebut NAMPS (Narrow band AMPS), yang dikembangkan oleh Motorola. NAMPS masih menggunakan sistem radio analog, sama dengan AMPS, uplink dan downlink frekwensinya juga masih sama dengan AMPS. Bedanya ialah, NAMPS menggunakan kanalyang lebih sempit (10 KHz) daripada yang digunakan AMPS (30 kHz). Akibatnya jumlah kanal yang diperoleh akan 3 kali lebih banyak, yang berarti kapasitasnya juga bertambah menjadi 3 kalinya.
Pada tahap selanjutnya, AMPS berkembang menjadi DAMPS (Digital AMPS) atau dikenal juga dengan sebutan IS-45B, dimana kanal voice-nya sudah menggunakan teknologi digital dengan menggunakan TDMA (Time Division Multiple Access), tetapi kanal signaling-nya masih analog. Dengan TDMA, setiap kanal dibagi-bagi dalam time slot – time slot yang dapat digunakan secara bersama-sama oleh semua user. Sehingga utilisasi dapat ditingkatkan dan capasitas juga meningkat.
Selanjutnya, DAMPS atau IS-45B berkembang menjadi IS-136, dengan menggunakan kanal voice dan kanal signaling yang sudah diditalisasi. IS-136 dapat beroperasi pada frekwensi 800 MHZ dan 1900 MHz. Di Amerika Utara, IS-136 ini dikenal dengan sebutan PCS (Personal Communication Service).

Enhanced Data for Global Evolusiopn (EDGE)

EDGE (Enhanced Data for Global Evolusiopn) adalah teknologi evolusi dari GSM dan IS-136. Tujuan pengembangan teknologi baru ini adalah untuk meningkatkan kecepatan transmisi data, efesiensi spectrum, dan memungkinkannya penggunaan aplikasi-aplikasi baru serta meningkatkan kapasistas.
Pengaplikasian EDGE pada jaringan GSM phase 2+ seperti GPRS dan HSCSD dilakukan dengan penambahan physical layer baru pada sisi Radio Access Network (RAN). Jadi tidak ada berubahan di sisi core network seperti MSC, SGSN, ataupun GGSN. Gambar di bawah ini menunjukan perubahan yang diperlukan pada system GPRS yang diupgrade menjadi EDGE.
Pada GPRS menawarkan kecepatan data sebesar 115 kbps, dan secara teori dapat mencapai 160 kbps. Sedangkan pada EDGE kecepatan datanya sbesar 384 kbps, dan secara teori dapat mencapai 473,6 kbps. Secara umum kecepatan EDGE tiga kali lebih besar dari GPRS. Hal ini dimungkinkan karena pada EDGE digunakan teknik modulasi (EDGE menggunakan 8PSK,GPRS menggunakan GMSK) dan metode error teleransi yang berbeda dengan GPRS, dan juga mekanisme link adaptasi yang diperbaiki. EDGE juga menggunakan coding scheme yang berbeda dengan GPRS. Dalam EDGE dikenal 9 macam coding scheme, sedangkan di GPRS hanya ada 4 coding scheme.

 General Packet Radio Service (GPRS)

GPRS (General Packet Radio Service) adalah salah satu bearer service pada GSM phase 2+. GPRS merupakan evolusi dari GSM, dimana GPRS didesign untuk menyediakan layanan transfer packet data pada jaringan GSM dengan kecepatan yang lebih baik dari GSM. Kecepatan yang lebih baik ini didapat dengan menggunakan coding scheme (CS) yang berbeda dari GSM. Pada GPRS dikenal 4 macam coding scheme, yaitu :

Coding Scheme	Kecepatan di air interface (kbps)
CS-1	9.05
CS-2	13.4
CS-3	15.6
CS-4	21.4

Dengan GPRS dimungkinkan penggunaan 8 time slot untuk satu user, sehingga kecapatannya dapat mencapai 171 kbps (8 x 21.4 kbps).
Perbedaan utama GPRS dan GSM adalah teknologi packet switch yang digunakan GPRS (GSM circuit switch), sehingga user menggunakan resource di air interface hanya pada saat ia akan mengirim atau menerima data saja. Pada saat user tidak mengirim atau menerima data, timeslot dapat digunakan oleh user lain. Dengan digunakannya packet switch, maka pentarif-an pada system GPRS dilakukan berdasarkan jumlah byte data yang didownload/diuploadnya (volume dependent charging), bukan berdasarkan durasi waktu seperti pada system GSM (time dependent charging).
SGSN (Serving GPRS Support Node) adalah network equipment yang berfungsi sama seperti MSC pada jaringan GSM. SGSN antara lain melakukan fungsi-fungsi mobility management, routing/traffic management, melakukan authentikasi, chipering, serta melakukan pemeriksaan IMEI.
GGSN (Gateway GPRS Support Node) adalah network equipment GPRS yang berfungsi sama seperti Gateway MSC di jaringan GSM. GGSN merupakan interface antara jaringan GPRS dengan jaringan system lain seperti internet atau pun jaringan IP lainnya.
PCU (Packet Control Unit) adalah equipment GPRS yang dipasang di BSC (sisi radio) yang antara lain melakukan fungsi-fungsi pengaturan kanal radio untuk GPRS seperti power control dan congestion control. Pada umumnya PCU berfungsi sebagai interface antara jaringan core GPRS (SGSN dan GGSN) dengan BSS sub system.

Hand Over (HO)

Hand Over (HO) ialah proses perubahan pelayanan/peng-handle-an sebuah Mobile Station (MS) dari suatu cell ke satu cell lain dikarenakan adanya pergerakan MS yang menjauhi cell awal dan mendekati cell baru. Hand Over hanya terjadi pada saat MS sedang melakukan hubungan dengan MS lain. Kalau perubahan peng-hadle-an terjadi pada saat MS sedang bebas (tidak melakukan call) maka proses itu disebut Location Update, bukan hand over.

Mekanisme Hand over dapat dibagi menjadi 2, yaitu :

• Make Before Break, pada mekanisme ini, sebelum MS terhubung dan dilayani oleh cell yang baru, maka hubungan dengan cell lama tidak akan diputus. Hubungan dengan cell lama hanya akan diputus bila hubungan dengan cell baru sudah dapat dilakukan. Mekanisme ini dapat dilihat pada gambar di atas. Mekanisme ini dikenal juga dengan sebutan Soft Hand Over.
• Break Before Make, pada mekanisme ini, MS akan memutuskan hubungan dengan cell lama walupun hubungan dengan cell baru belum tercapai. Akibatnya akan ada suatu periode waktu yang singkat dimana MS tidak dilayani oleh cell manapun. User akan merasakan akibat dari hal ini dalam bentuk terputusnya pembicaraanya sesaat.

Bila dilihat dari lingkup perpindahannya, maka HandOver bisa dibagi menjadi tiga jenis, yaitu :

• HandOver Intra BSC, yaitu perpindahan peng-handle-an suatu MS dari satu cell ke cell lain, dimana kedua cell tersebut terhubung ke satu BSC yang sama.
• HandOver Inter BSC, yaitu perpindahan peng-handle-an suatu MS dari satu cell ke cell lain, dimana kedua cell tersebut terhubung ke dua BSC yang berbeda, tapi masih dalam satu MSC yang sama.
• HandOver Inter MSC, yaitu perpindahan peng-handle-an suatu MS dari satu cell ke cell lain, dimana kedua cell tersebut terhubung ke dua BSC yang berbeda, dan masing-masing BSC terhubung ke MSC yang berbeda juga.

1. MS menerima sinyal dari cell existing (lama) dan cell baru, serta melaporkan besar ukuran kuat sinyal yang diterima dari kedua cell tersebut ke cell lama dan selanjutnya ke BSC lama.
2. Di MSC existing terjadi proces perhitungan untuk menentukan apakah akan dilakukan HandOver (HO) atau tidak. Bila hasilnya memutuskan bahwa perlu dilakukan handover, maka BSC existing akan mengirimkan sinyal permintaan handover ke MSC, dimana dalam sinyal ini terdapat informasi tentang cell tujuan handover, yaitu cell baru yang nantinya akan melayani MS tersebut.
3. MSC akan mengetahui BSC mana yg mengontrol cell tujuan (Cell Baru) dan MSC akan mengirim sinyal permintaan handover ke BSC baru tersebut.
4. BSC yang baru akan memerintahkan cell yang baru untuk mengalokasikan  sebuah chanel traffic (TCH) yang  nantinya akan digunakan oleh MS.
5. BSC yang baru akan mengirimkan sinyal perintah melakukan  handover ke MS melalui MSC dan BSC yang lama. Sinyal ini mengandung informasi radio resource (frekuensi dan timeslot yang akan digunakan oleh MS di cell baru.
6. MS akan berusaha melakukan pendudukan ke channel traffic (TCH) di cell yang baru  berdasarkan informasi yang diterimanya pada point 5. Pada sat ini BSC yang baru akan memberitahu MSC bahwa permintaan handover telah terdeteksi.
7. BSC akan mengirimkan informasi phisycal radio resource berupa time correction dan  frequency correction ke MS. Selanjutnya MS akan membangun koneksi signaling ke BSC yang baru.
8. Melalui koneksi signaling yang ada, MS akan memberitahukan BSC yang baru dan MSC bahwa proces handover telah selesai, hal ini dilakukan dengan mengirimkan sinyal handover complete.
9. MSC akan memerintah BSC yang lama untuk me-release channel traffic (TCH) yang digunakan oleh MS di BSC itu.
10. BSC yang lama akan memerintahkan cell yang lama untuk me-release channel traffic (TCH) yang digunakan oleh MS di cell tersebut. Dan selanjutkan MS akan dilayani oleh cell yang baru.

High Speed Circuit Switched Data (HSCSD)

HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) adalah sebuah service circuit switch yang digunakan untuk aplikasi dengan bandwidth yang lebih tinggi (14,4 kbps) seperti data stream, gambar bergerak, dan video telephony.  Bandwidth data yang lebih besar ini didapatkan dengan menggabungkan 1 s/d 8 time slot untuk satu subscriber (bundling of channels). HSCSD hanya digunakan untuk komunikasi point-to-point.

Location Area (LA)

Sebuah Location Area (LA) mewakili sekumpulan cell yang digroup menjadi satu, dimana penomorannya dilakukan dengan sebuah kode 16 bit yang disebut dengan Location Area Code (LAC). Sebuah LAC dapat digunakan untuk beberapa cell yang berada dalam BSC yang berbeda, asalkan masih dalam satu MSC yang sama. Artinya Sebuah LAC tidak dapat digunakan dalam MSC yang berbeda. LAC ini berguna untuk process signaling dan penentuan posisi Mobile Station.
Nilai LAC dari sebuah cell akan disimpan pada VLR. Ketika sebuah MS bergerak melewati batas coverage dua buah cell yang menggunakan Location Area Code yang berbeda, maka nilai Location Area Code yang baru akan dilaporkan VLR (update nilai LAC di VLR). Tapi jika MS berpindah dari satu cell ke cell lain yang nilai LAC-nya masih sama, maka informasi tentang LAC cell yang baru tersebut tidak akan diinformasikan ke network (nilai LAC di VLR tidak berubah). Atau dapat dikatakan bahwa, process location update hnaya akan dilakukan bila MS berpindah dari satu cell ke cell lain dengan nilai LAC yang berbeda. Jika ada sebuah call ke MS tersebut, maka sebuah paging message akan di-broadcast ke semua cell yang mengunakan LAC yang sama dengan cell tempat MS tersebut berada.

Microcell

Microcell adalah sell yang wilayah coveragenya lebih kecil daripada macrocell. Microcell biasanya digunakan di daerah dengan kepadatan user yang tinggi seperti wilayah pasar dan perumahan padat.  Agar suatu daerah dengan populasi user yang padat yang agak luas dapat dilayni dengan baik, maka daerah tersebut tidak dapat hanya dilayani dengan macrocell yang coveragenya luas saja. Tapi harus dibagi-bagi menjadi beberapa daerah coverage yang lebih kecil ang disebut microcell. Dengan pembagian ini, maka kapasitas channel dapat ditingkatkan sehingga user yang banyak itu dapat dilayni dengan baik. Ciri lain microcell ialah daya tarnsmisinya tidak terlalu besar, karena wilayah coveragenya juga tidak terlalu jauh, hanya sekitar 1 km.

Macrocell

Macrocell adalah jenis cell (dalam terminologi komunikasi seluler) yang ukurannya coverage-nya cukup lebar, dapat mecapai 3 sampai dengan 35 km. Macrocell biasanya digunakan di daerah rural, dimana kepadatan user rendah (tidak terlalu tinggi) dan tersebar di daerah yang luas. Karena itu, macrocell memiliki daya pancar sinyalnya tinggi karena harus mencover daerah yang luas, dan kapasitas channel yang rendah karena kepadatan usernya juga rendah.

                  

 Timing Advance

Timing Advance (TA) adalah parameter yang menunjukan seberapa jauh jarak antara sebuah Mobile Subscriber (MS) dengan BTS. Nilai TA juga akan sebanding dengan lamanya waktu yang dibutuhkan oleh sebuah sinyal yang dipancarkan MS akan diterima oleh BTS. Karena jarak MS-MS ke BTS berbeda-beda, maka kapan waktu yang tepat sebuah MS diijinkan untuk mengirimkan sinyal ke BTS dalam sebuah time slot harsulah diatur. Timing Advabce adalah parameter yang digunakan dalam proces pengaturan ini
Nilai TA bersifat dinamis (berubah-ubah) sesuai dengan jarak MS ke BTS. BTS akan menghitung nilai TA yang pertama ketika ia menerima sebuah RACH (random access channel) dan meng-update datanya ke BSC melalui informasi MEAS_RE setiap 480 ms. Kea rah MS, TA akan dikirimkan oleh BTS melalui SACCH (Slow Associated Control Channel). Gambar di bawah ini menunjukkan fromat informasi dalam SACCH.

Nilai TA dapat berkisar antara 0-63 (0-3F hex), yang berkorelasi dengan jarak antara 0 - 35 km (MS ke BTS), dimana setiap tingkatannya mewakili jarak phisik sekitar 550 m (35km/63 550 m). Untuk parameter waktu, nilai TA menunjukan interval waktu dari 0 mikro second smapi dengan 232 mikro second, dimana setiap tingkatannya mewakili waktu sebesar 3,69 mikro second (232 mikro second / 63).