Telepon Bergerak dan Jaringan Seluler

Artikel ini mencoba mengangkat persoalan kerancuan penggunaan terminologi "seluler" yang membingungkan penyelenggara maupun masyarakat pengguna jasa telepon seluler.
Istilah "seluler" mulai digunakan sejak munculnya sistem telepon bergerak seluler analog seperti AMPS dan NMT yang semuanya menggunakan modulasi FM dengan metode akses frequency division multiple access (FDMA). Pada sistem tadi para pelanggan yang tersebar dalam wilayah geografis yang luas dapat terliput dan terlayani oleh suatu jaringan stasiun pemancar dan penerima radio (radio base station/RBS).
Setiap RBS melayani wilayah tertentu yang disebut sel sehingga muncul istilah jaringan seluler. RBS-RBS yang melayani sel-sel yang bersebelahan beroperasi pada spektrum frekuensi yang berlainan untuk
menghindari interferensi antar sinyal dalam sel-sel yang bertetangga.
Oleh karena itu, jika satu operator telepon seluler mendapatkan alokasi spektrum frekuensi tertentu, maka spektrum ini harus dibagi-bagi terlebih dahulu menjadi sejumlah segmen, biasanya 7 atau 12. Masing-masing segmen akan digunakan di dalam sel-sel yang bertetangga. Setiap kelompok 7 atau 12 sel yang bertetangga dan menggunakan total seluruh alokasi frekuensi yang tersedia membentuk sebuah cluster.
Segmen frekuensi yang telah digunakan satu sel boleh digunakan sel lain selama sel-sel dengan frekuensi yang sama ini (co-channel cells) letaknya cukup berjauhan agar interferensinya minim. Dengan teknik yang dinamai frequency reuse ini, wilayah layanan telepon bergerak yang luas dapat dicakup oleh sejumlah cluster.
Pada seluler analog, segmen frekuensi sebuah sel dibagi-bagi lagi ke dalam sejumlah frekuensi pembawa (carrier frequency) yang masing-masing dapat digunakan oleh seorang pelanggan yang berkomunikasi. Karena itu, jumlah panggilan yang dapat dilayani dalam sebuah sel pada waktu yang bersamaan sama dengan jumlah frekuensi pembawa yang tersedia dalam tiap sel. Jika seorang pelanggan yang bergerak harus berpindah dari satu sel ke sel lain, RBS dari sel-sel yang terkait akan mengatur terjadi mekanisme handoff atau handover.
Keterbatasan sistem telepon seluler analog dalam kapasitas panggilan per sel diperbaiki oleh sistem telepon seluler digital, dengan dua teknik akses yang berbeda, TDMA (time division multiple access) dan CDMA (code division multiple access). TDMA muncul di Eropa dengan nama GSM, sementara CDMA yang dikembangkan Qualcomm berkembang di Amerika Utara.
Baik GSM maupun CDMA mampu meningkatkan kapasitas analog. Setelah pembagian daerah layanan menjadi sel-sel dan penerapan frequency reuse, GSM membagi-bagi lagi setiap frekuensi pembawa ke dalam sejumlah celah waktu atau time slot (delapan slot untuk GSM), di mana sebuah slot dapat digunakan oleh seorang pelanggan. Hasilnya, sebuah frekuensi pembawa dapat digunakan oleh delapan pelanggan secara bergantian. Dengan demikian, meningkatkan kapasitas per sel menjadi 8 kali lipat dibandingkan dengan sistem seluler analog.
Sementara itu, sistem-sistem yang berbasis CDMA, seperti IS-95, dalam penyusunan jaringan selulernya mampu menerapkan ukuran cluster hanya sebesar satu sel. Atau dengan kata lain seluruh alokasi spektrum yang tersedia dapat digunakan oleh semua sel dalam jaringan.
Sistem CDMA mampu melakukan ini tanpa menimbulkan interferensi yang signifikan antar sinyal pelanggan berkat bantuan kode-kode yang berbeda untuk setiap pelanggan yang memiliki sifat hampir ortogonal satu sama lain. Untuk lebih meningkatkan kualitas layanannya, CDMA dapat dipadukan dengan teknik SDMA (space division multiple access) yang menerapkan teknologi antena RBS (radio base station) yang cerdas. RBS (radio base station) mampu menangkap sinyal dari pelanggan yang diinginkan saja dan menekan sinyal-sinyal dari pelanggan lain yang berpotensi menimbulkan interferensi.
Beberapa pertanyaan
Bisa saja timbul pertanyaan, mengapa perlu istilah "seluler" untuk sistem telepon bergerak yang berbasis AMPS, GSM, ataupun CDMA? Adakah atau pernah adakah telepon bergerak yang tidak seluler?

Jawabnya, memang ada. Sampai dekade 80-an di beberapa kota besar di Indonesia sempat beroperasi sistem telepon bergerak yang bergelar STKB INTI, dengan suatu wilayah layanan yang luas hanya terdapat satu stasiun RBS.
Seluruh alokasi spektrum yang tersedia digunakan sepenuhnya oleh satu RBS (radio base station) ini. Pelanggan yang menelepon sambil bermobil dan mulai menjauh dari jangkauan sinyal RBS (radio base station) akan segera kehilangan sinyal dan terputus pembicaraannya.
Pertanyaan berikutnya, apakah sistem telepon bergerak saja yang boleh menggunakan atribut "seluler"? Tidak, karena istilah seluler mengacu pada teknik pencakupan wilayah layanan yang luas dengan jaringan RBS yang membagi wilayah layanan tersebut menjadi sel-sel.
Sistem telepon tetap, di mana pesawat pelanggan terpasang permanen di rumah atau kantor dan terhubung ke sentral lewat jaringan radio seluler, berhak menggunakan istilah "seluler". Muncullah istilah mobile celullar dan fixed cellular phone untuk membedakan kemampuan mobilitas pelanggan kedua jenis telepon seluler ini.
Pertanyaan paling akhir, apakah hanya telepon saja yang bisa dilayani jaringan yang berkonfigurasi seluler? Jawabannya lagi-lagi tidak.
Sejumlah teknologi akses nirkabel pita lebar (broadband wireless access) untuk menyediakan akses nirkabel kecepatan tinggi ke jaringan Internet telah dikembangkan dengan mengambil konfigurasi seluler sebagai basis peliputan seluruh wilayah layanannya. Terminal pelanggan nantinya bukan hanya telepon biasa, bisa berupa terminal multimedia dalam bentuk perangkat komputer atau pesawat TV.
Termasuk di sini adalah MMDS (multi-channel multipoint distribution systems) dan LMDS (local multipoint distribution systems) yang masing-masing beroperasi pada orde frekuensi beberapa gigahertz sampai puluhan gigahertz, jauh di atas frekuensi untuk telepon seluler yang 450 MHz hingga 1900 MHz. Karenanya, kelak istilah-istilah seperti broadband fixed cellular systems bisa saja menjadi populer dan baku untuk membedakan jaringan seluler jenis ini.
Gamantyo Hendrantoro Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro ITS

Baca Juga: