Telephone Seluler (Ponsel)

1.  Pengertian Telephone Seluler

Mobile phone atau Telepon Seluler (Ponsel) atau Handphone (HP) atau disebut jugaTelephone genggam  adalah perangkat telekomunikasi elektronik yang mempunyai kemampuan dasar yang sama dengan telepon konvensional saluran tetap, namun dapat dibawa ke mana-mana (portabel, mobile) dan tidak perlu disambungkan dengan jaringan telepon menggunakan kabel (nirkabel; wireless). Pengertian Ponsel secara umum merupakan alat telekomunikasi elektronik dua arah yang bisa dibawa kemana-mana dan memiliki kemampuan untuk mengirimkan pesan berupa suara. Dalam  keseharian kini manusia hampir tidak bisa lepas dari Ponsel. Apalagi dengan semakin berkembangnya Ponsel sehingga Ponsel memiliki berbagai fungsi sekaligus. Bukan hanya sebagai alat komunikasi saja namun telah berkembang menjadi alat dengan fungsi lainnya seperti sebagai media hiburan, media bisnis, dan sebagainya. Kini kita mengenal istilah Smartphone atau ponsel pintar. Sebutan untuk Ponsel yang bisa digunakan untuk melakukan banyak hal. Sebelum Ponsel memiliki fungsi seperti sekarang ini, Ponsel telah mengalami perjalanan yang panjang sejak awal kemunculannya.

2.  Sejarah Telephone Seluler

Telephone seluler atau Ponsel yang kita gunakan sekarang ini tidak tercipta secara instan. Ponsel terus mengalami perkembangan sejak awal kemunculannya. Telephone seluler pertama yang ada jauh dari apa yang bisa kita gunakan sekarang ini. Namun tanpa adanya Ponsel pertama tentu tidak akan ada teknologi yang sangat berguna bagi manusia untuk berkomunikasi sekarang ini. Penemu telepon seluler yang pertama adalah Martin Cooper, seorang karyawan Motorola pada tanggal 03 April 1973, walaupun banyak disebut-sebut penemu telepon seluler adalah sebuah tim dari salah satu divisi Motorola (divisi tempat Cooper bekerja) dengan model pertama adalah DynaTAC. Ide yang dicetuskan oleh Cooper adalah sebuah alat komunikasi yang kecil dan mudah dibawa bepergian secara fleksibel.

Cooper bersama timnya menghadapi tantangan bagaimana memasukkan semua material elektronik ke dalam alat yang berukuran kecil tersebut untuk pertama kalinya. Namun akhirnya sebuah telepon seluler pertama berhasil diselesaikan dengan total bobot seberat dua kilogram. Untuk memproduksinya, Motorola membutuhkan biaya setara dengan US$1 juta. “Pada tahun 1983, telepon seluler portabel berharga US$4 ribu (Rp36 juta) setara dengan US$10 ribu (Rp90 juta). Setelah berhasil memproduksi telepon seluler , tantangan terbesar berikutnya adalah mengadaptasi infrastruktur untuk mendukung sistem komunikasi telepon seluler tersebut dengan menciptakan sistem jaringan yang hanya membutuhkan 3 MHz spektrum, setara dengan lima channel TV yang tersalur ke seluruh dunia.

Tokoh lain yang diketahui sangat berjasa dalam dunia komunikasi seluler adalah Amos Joel Jr yang lahir di Philadelphia, 12 Maret 1918, ia memang diakui dunia sebagai pakar dalam bidang switching. Ia mendapat ijazah bachelor (1940) dan master (1942) dalam teknik elektronik dari MIT. Tidak lama setelah studi, ia memulai kariernya selama 43 tahun (dari Juli 1940-Maret 1983) di Bell Telephone Laboratories, tempat ia menerima lebih dari 70 paten Amerika di bidang telekomunikasi, khususnya di bidang switching. Amos E Joel Jr, membuat sistem penyambung (switching) telepon Seluler dari satu wilayah sel ke wilayah sel yang lain. Switching ini harus bekerja ketika pengguna telepon Seluler bergerak atau berpindah dari satu sel ke sel lain sehingga pembicaraan tidak terputus. Karena penemuan Amos Joel inilah penggunaan telepon seluler menjadi nyaman.

3.  Fungsi dan Fitur Ponsel

Selain berfungsi untuk melakukan dan menerima panggilan , telepon seluler umumnya juga mempunyai fungsi pengiriman dan penerimaan pesan singkat (short message service, SMS). Selain itu semenjak sudah ada layanan generasi ketiga (3G), ponsel sudah dapat menggunakan jasa  videophone/videocall, sebagai alat pembayaran, maupun untuk televisi online. Sekarang, telepon seluler menjadi gadget yang multifungsi. Mengikuti perkembangan teknologi digital, kini telepon seluler juga dilengkapi dengan berbagai pilihan fitur, seperti bisa menangkap siaran radio dan televisi, perangkat lunak pemutar audio (MP3) dan video, kamera digital, game, dan layanan internet (WAP, GPRS, EDGE, 3G, HSDPA, 4G). Selain fitur-fitur tersebut, telepon seluler sekarang sudah ditanamkan aplikasi tertentu yang system kerjanya sudah mirip dengan komputer. Jadi di telepon seluler tersebut, orang bisa mengubah fungsi telepon seluler tersebut menjadi mini komputer. Di dunia bisnis, fitur atau aplikasi ini sangat membantu bagi para pebisnis untuk melakukan semua pekerjaan di satu tempat dan membuat pekerjaan tersebut diselesaikan dalam waktu yang singkat.

4.  Perkembangan Standar Generasi Ponsel

a.  Generasi 0

Sejarah penemuan telepon seluler tidak lepas dari perkembangan radio. Awal penemuan telepon seluler dimulai pada tahun 1921 ketika Departemen Kepolisian Detroit Michigan mencoba menggunakan telepon mobil satu arah. Kemudian, pada tahun 1928 Kepolisian Detroit mulai menggunakan radio komunikasi satu arah regular pada semua mobil patroli dengan frekuensi 2 MHz. pada perkembangan selanjutnya, radio komunikasi berkembang menjadi dua arah dengan ‘’frequency modulated ‘’(FM). Tahun 1940, Galvin Manufactory Corporation (sekarang Motorola) mengembangkan portable Handie-talkie SCR536, yang berarti sebuah alat komunikasi di medan perang saat perang dunia II. Masa ini merupakan generasi 0 telepon seluler atau 0-G, di mana telepon seluler mulai diperkenalkan. Setelah mengeluarkan SCR536,kemudian pada tahun 1943 Galvin Manufactory Corporation mengeluarkan kembali portable FM radio dua arah pertama yang diberi nama SCR300 dengan model backpack untuk tentara U.S. Alat ini memiliki berat sekitar 35 pon dan dapat bekerja secara efektif dalam jarak operasi 10 sampai 20 mil. Sistem telepon seluler 0-G masih menggunakan sebuah sistem radio VHF untuk menghubungkan telepon secara langsung pada PSTN landline. Kelemahan sistem ini adalah masalah pada jaringan kongesti yang kemudian memunculkan usaha-usaha untuk mengganti sistem ini. Generasi 0 diakhiri dengan penemuan konsep modern oleh insinyur-insinyur dari Bell Labs pada tahun 1947. Mereka menemukan konsep penggunaan telepon hexagonal sebagai dasar telepon seluler . Namun, konsep ini baru dikembangkan pada 1960-an.

b.  Generasi I

Telepon seluler generasi pertama disebut juga 1G. 1-G merupakan telepon seluler pertama yang sebenarnya. Ponsel Generasi I terdiri atas 2 sistem telepon seluler yakni NMT dan AMPS. NMT (Nordic Mobile Telephone ) beroperasi mulai tahun 1981. Ada 2 macam NMT system , yaitu systems NMT 450 yang berkapasitas rendah dan NMT 900 yang berkapasitas tinggi. The Nordic mobile telephone (NMT) system dikembangkan oleh the telecommunications administrations of Sweden, Norwegia , Finlandia, dan Denmark untuk menciptakan compatible mobile telephone system di negara-negara tersebut. Sistem seluler NMT 450 pertama kali dipasarkan pada tahun 1981 dan mencapai kesuksesannya namun karena  terbatasnya kapasitas systemnya maka dalam waktu yang tidak terlalu lama system seluler versi NMT 900 pun muncul.

Tahun 1973, Martin Cooper dari Motorola Corp menemukan telepon seluler pertama dan diperkenalkan kepada publik pada 3 April 1973. Telepon seluler yang ditemukan oleh Cooper memiliki berat 30 ons atau sekitar 800 gram. Penemuan inilah yang telah mengubah dunia selamanya. Teknologi system seluler yang digunakan adalah 1-G dan masih bersifat analog dan dikenal dengan istilah AMPS (Advanced Mobile Phone System). Teknologi ini mulai digunakan tahun 1970 seiring penemuan mikroprosesor untuk komunikasi nirkabel. Advanced Mobile Phone Service (AMPS) adalah sistem analog cellular yang pertama digunakan di amerika serikat. Teknologi sistem analog pada 1G menggunakan Digital Signaling. Analog adalah metode yang digunakan untuk mengirimkan informasi dalam jaringan telekomunikasi mobile tersebut. Teknologi 1G hanya bisa melayani komunikai via suara. AMPS menggunakan frekuensi antara 825 Mhz- 894 Mhz dan dioperasikan pada Band 800 Mhz. Karena bersifat analog, maka sistem yang digunakan masih bersifat regional. system ini masih dipergunakan secara luas sampai dengan tahun 1997; AMPS systems digunakan di lebih dari 72 negara .Salah satu kekurangan generasi 1-G adalah karena ukurannya yang terlalu besar untuk dipegang oleh tangan. Ukuran yang besar ini dikarenakan keperluan tenaga dan performa baterai yang kurang baik. Selain itu generasi 1-G masih memiliki masalah dengan mobilitas pengguna. Pada saat melakukan panggilan, mobilitas pengguna terbatas pada jangkauan area telepon seluler .

c.  Generasi II

Generasi kedua atau 2-G muncul pada sekitar tahun 1990-an. 2G di Amerika sudah menggunakan teknologi CDMA, sedangkan di Eropa menggunakan teknologi GSM (Global System for Mobile Communication). Sebuah teknologi komunikasi seluler yang bersifat  digital. Teknologi GSM banyak diterapkan pada komunikasi bergerak, khususnya telepon seluler . Teknologi ini memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman  sinyal  yang dibagi berdasarkan waktu, sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai pada tujuan. GSM menggunakan frekuensi standar 900 Mhz dan frekuensi 1800 Mhz. Dengan frekuensi tersebut, GSM memiliki kapasitas pelanggan yang lebih besar. Pada generasi 2G sinyal analog sudah diganti dengan sinyal digital. Penggunaan sinyal digital memperlengkapi telepon seluler dengan pesan suara, panggilan tunggu, dan SMS. Telepon seluler pada generasi ini juga memiliki ukuran yang lebih kecil dan lebih ringan karena penggunaan teknologi chip digital. Ukuran yang lebih kecil juga dikarenakan kebutuhan tenaga baterai yang lebih kecil. Keunggulan dari generasi 2G adalah ukuran dan berat yang lebih kecil serta sinyal radio yang lebih rendah, sehingga mengurangi efek radiasi yang membahayakan pengguna.

d.  Generasi 2,5

GPRS atau General Packet Radio Service adalah suatu teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat dibandingkan dengan penggunaan teknologi Circuit Switch Data atau CSD. Penggabungan layanan telepon seluler dengan GPRS (General Packet Radio Service) menghasilkan generasi baru yang disebut 2.5G. Sistem GPRS dapat digunakan untuk transfer data (dalam bentuk paket data) yang berkaitan dengan e-mail, data gambar (MMS), Wireless Application Protocol (WAP), dan World Wide Web (WWW).

e.  Generasi 2,75

EDGE atau Enhanced Data rates for GSM Evolution  adalah  teknologi evolusi dari GSM dan IS-136. Tujuan pengembangan  teknologi baru ini adalah untuk meningkatkan kecepatan transmisi data, efesiensi spektrum, dan memungkinkannya penggunaan aplikasi-aplikasi baru serta meningkatkan kapasitas. Pengaplikasian EDGE pada jaringan GSM fase 2+ seperti GPRS dan HSCSD dilakukan dengan penambahan lapisan fisik baru pada sisi Radio Access Network (RAN). Jadi tidak ada berubahan di sisi jaringan inti seperti MSC, SGSN, ataupun GGSN. 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 toleransi kesalahan yang berbeda dengan GPRS, dan juga mekanisme adaptasi pranala yang diperbaiki. EDGE juga menggunakan coding scheme yang berbeda dengan GPRS. Dalam EDGE dikenal 9 macam skema pengkodean, sedangkan di GPRS hanya ada 4 skema pengkodean.

f.    Generasi III

Generasi ini disebut juga 3G yang memungkinkan operator jaringan untuk memberi pengguna mereka jangkauan yang lebih luas. UMTS atau Universal Mobile Telecommunications System adalah salah satu teknologi telepon seluler 3G  (generasi ke-3). Sekarang ini bentuk yang paling banyak digunakan adalah W-CDMA yang distandarisasi oleh 3GPP. W-CDMA atau Wideband Code-Division Multiple Access  merupakan teknologi generasi ketiga (3G) untuk GSM, biasa disebut juga UMTS. Kecepatan WCDMA bisa mencapai 384 kbps dan dimasa akan datang akan meningkat sampai mungkin sekitar 10Mbps. Teknologi ini menggunakan Wideband-AMR (Adaptive Multi-rate) untuk kodifikasi suara (voice codec) sehingga kualitas suara yang didapat menjadi lebih baik dari generasi sebelumnya. Dalam 3G terdapat 3 standar untuk dunia telekomunikasi yaitu Enhance Datarates for GSM Evolution (EDGE), Wideband-CDMA, dan CDMA 2000. Pada generasi ini telepon seluler mulai dimasukkan sistem operasi sehingga membuat fitur semakin lengkap bahkan mendekati fungsi Komputer personal/PC. Sistem operasi yang digunakan antara lain Android, iOS,   Symbian dan Windows Mobile.

g.    Generasi 3,5

HSPA : Akses Paket Kecepatan Tinggi (High-Speed Packet Access) adalah koleksi    protokol   telepon  seluler  dalam ranah 3,5G yang memperluas dan memperbaiki kinerja protokol Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) High-Speed Downlink Packet Access  (HSDPA), High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA), dan High Speed Packet Access+ (HSPA+) adalah bagian dari keluarga High-Speed Packet Access (HSPA). HSPA merupakan hasil pengembangan teknologi 3G gelombang pertama, Release 99 (R99). Sehingga HSPA mampu bekerja jauh lebih cepat bila dibandingkan dengan koneksi R99. Terkait jaringan CDMA, HSPA dapat disejajarkan dengan Evolution Data Optimized (EV-DO) yang merupakan perkembangan dari CDMA2000. Jaringan HSPA sebagian besar tersebar pada spektrum 1900 MHz dan 2100 MHz namun beberapa berjalan pada 850 MHz. Spektrum yang lebih besar digunakan karena operator dapat menjangkau area yang lebih luas serta kemampuannya untuk refarming dan realokasi spektrum UHF.HSPA menyediakan kecepatan transmisi data yang berbeda dalam arus data turun (downlink) dan dalam arus naik (uplink), terkait standar pengembangan yang ilakukan Third Generation Partnership Project (3GPP). Perkembangan lanjutan HSPA dapat semakin memudahkan akses ke dunia maya karena sarat fitur rapi dan canggih sehingga dapat mengurangi biaya transfer data per megabit. Pada tahun 2008 terdapat lebih dari 32 juta koneksi HSPA di dunia. Hal ini bertolak belakang dengan akhir kuartal pertama 2007 yang hanya berjumlah 3 juta. Pada tahun yang sama, sekitar 80 negara telah memiliki layanan HSPA dengan lebih dari 467.000 jenis perangkat HSPA yang tersedia di seluruh dunia, seperti perangkat bergerak, notebook, data card, wireless router, USB Modem.

Akses paket kecepatan tinggi (HSPA) terdiri atas 3 jenis antara lain :

• High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA)

HSDPA merupakan salah satu protokol yang memperbaiki proses downlink atau penurunan data dari server ke perangkat (unduh), dengan kecepatan mencapai 14,4 Mbit/s. Sedangkan proses uplink dalam teknologi HSDPA mencapai 384 kbit/s. Dengan kecepatan tersebut, pengguna perangkat bergerak dapat menerima data yang berukuran besar seperti lampiran pada e-mail, presentasi dalam bentuk Power Point, atupun dapat membuka halaman Web. Sebagai gambaran, jaringan HSDPA dengan kecepatan 3,6 Mbit/s dapat mengunduh data musik yang berukuran sekitar 3 Mb dalam waktu 8,3 detik dan data video yang berukuran 5 Mb dalam waktu 13,9 detik. HSDPA hadir sejak tahun 2006 di Eropa.

• High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA)

HSUPA merupakan salah satu protokol ponsel yang memperbaiki proses uplink atau penaikkan data dari perangkat ke server (unggah) yang mencapai 5,76 Mbit/s.Dengan kecepatan ini, pengguna dapat lebih mudah mengunggah tulisan, gambar, maupun video ke blog pribadi ataupun situs seperti YouTube hanya dalam waktu beberapa detik saja. HSUPA juga dapat mempermudah melakukan video streaming dengan kualitas DVD, konferensi video, game real-time, e-mail, dan MMS. Saat terjadi kegagalan dalam pengiriman data, HSUPA dapat melakukan pengiriman ulang. Tingkat kecepatan pengiriman juga dapat disesuaikan dengan keadaan ketika terjadi gangguan jaringan transmisi.HSUPA diluncurkan secara komersial pertama kali pada awal tahun 2007.

• High Speed Packet Access+ (H⁺)

HSPA+ atau disebut juga Evolusi HSPA adalah teknologi standar pita lebar nirkabel yang akan hadir dengan kemampuan pengiriman data mencapai 42 Mbit/s untuk downlink dengan menggunakan modulasi 64QAM dan 11 Mbit/s untuk uplink dengan modulasi 16QAM. Pengembangan lainnya pada HSPA+ adalah tambahan penggunaan antena Multiple Input Multiple Output (MIMO) untuk membantu peningkatan kecepatan data. HSPA+ memberikan pilihan berupa arsitektur all-IP (Internet Protocol) yang dapat mempercepat jaringan serta lebih murah dalam penyebaran dan pengendaliannya. Sampai Agustus 2009, terdapat 12 jaringan HSPA+ di dunia dengan kecepatan  downlink  mencapai 21 Mbit/s. Pelopornya adalah Telstra di Australia pada akhir 2008. Sedangkan jaringan untuk kecepatan 28Mbit/s telah hadir untuk pertama kalinya di dunia dengan Italia sebagai negara perintisnya.

h.  Generasi IV

Generasi ini disebut juga Fourth Generation (4G). 4G merupakan sistem telepon seluler yang menawarkan pendekatan baru dan solusi infrastruktur yang mengintegrasikan teknologi nirkabel.  4G juga memberikan penggunanya kecepatan tinggi, kualitas baik, jangkauan yang mengglobal, dan fleksibilitas untuk menjelajahi dunia maya. 4G memberikan pelayanan pengiriman data cepat untuk mengakomodasi berbagai aplikasi multimedia seperti, video conferencing, online game, dan lain-lain. Teknologi 4G menggunakan standar komunikasi akses data nirkabel tingkat tinggi yang disebut LTE atau Long Term Evolution.

LTE merupakan sebuah standar komunikasi akses data nirkabel tingkat tinggi yang berbasis pada jaringan GSM/EDGE dan UMTS/HSPA. Jaringan antarmukanya tidak cocok dengan jaringan 2G dan 3G, sehingga harus dioperasikan melalui spektrum nirkabel yang terpisah. Teknologi ini mampu download sampai dengan tingkat 300 mbps dan upload 75 mbps. Layanan LTE pertama kali dibuka oleh   perusahaan  Telia Sonera  di Stockholm  dan  Oslo  pada tanggal 14 desember 2009. LTE dipasarkan dengan nama 4G LTE adalah sebuah standard komunikasi nirkabel berbasis jaringan GSM/EDGE dan UMTS/HSDPA untuk akses data kecepatan tinggi menggunakan telepon seluler maupun perangkat mobile lainnya. LTE adalah teknologi yang didaulat akan menggantikan UMTS/HSDPA. LTE diperkirakan akan menjadi standarisasi telepon seluler secara global yang pertama. Walaupun dipasarkan sebagai teknologi 4G, LTE yang dipasarkan sekarang belum dapat disebut sebagai teknologi 4G sepenuhnya. LTE yang di tetapkan 3GPP pada release 8 dan 9 belum memenuhi standarisasi organisasi ITU-R. Teknologi LTE Advanced yang dipastikan akan memenuhi persyaratan untuk disebut sebagai teknologi 4G.

Teknologi LTE dan layanannya :

1.  Teknologi LTE secara teoretis menawarka kecepatan downlink hingga 300 Mbps dan Uplink 75 Mbps. 
2.  LTE menggunakan Orthogonal Frequency Division Mutiplexing (OFDM) yang mentransmisikan data melalui banyak operator spektrum radio yang masing-masingnya sebesar 180 kHz. OFDM melakukan transmisi dengan cara membagi aliran data menjadi banyak aliran-aliran yang lebih lambat yang ditransmisikan secara serentak. Dengan menggunakan OFDM memperekecil kemungkinan terjadinya efek multi path. 
3. Meningkatakan kecepatan transmisi secara keseluruhan, channel transmisi yang digunakan LTE diperbesar dengan cara meningkatan kuantitas jumlah operator spectrum radio tanpa mengganti parameter channel spectrum radio itu sendiri. LTE harus bisa beradaptasi sesuai jumlah bandwith yang tersedia. 
4.  LTE mengadopsi pendekatan all-IP. Menggunakan arsitektur jaringan all-IP ini menyederhanakan rancangan dan implementasi dari antar muka LTE, jaringan radio dan jaringan inti, hingga memungkinkan industri wireless untuk beroprasi layaknya fixed-line network. 
5.  Agar menjadi universal, perangkat mobile yang berbasis LTE harus juga mampu menyokong GSM, GPRS, EDGE dan UMTS. Jika dilihat dari sisi jaringan, antar muka dan protocol ditempatkan di tempat yang memungkinkan terjadinya perpindahan data selancar mungkin jika pengguna berpindah tempat ke daerah yang memiliki teknologi antar muka yang berbeda.