Implementasi TDM over IP di GSM Network, Mungkinkah?

Seperti kita ketahui, GSM network menggunakan PDH (Plesiochronous Digital Hierarcy) dan SDH (Synchronous Digital Hierarcy) untuk transport datanya. PDH menggunakan satuan E1, E2, E3 untuk setiap entitas data, sedangkan SDH digunakan untuk pengiriman paket data yang lebih besar dan menggunakan satuan STM-n. Sebagai perbandingan 1 STM-1 setara dengan 63 E1, sedangkan 1 E1 membutuhkan lebar bandwidth sebesar 2 Mbps.  Jadi, biasanya sistem SDH untuk backbone yang membutuhkan kapasitas data yang besar dan umumnya diterapkan pada media transmisi fiber optic, sedangkan PDH biasanya digunakan untuk last mile dengan kebutuhan data yang relatif kecil dan media transmisinya biasanya menggunakan radio microwave. PDH ini menggunakan menggunakan Time Division Multiplexing (TDM) untuk memaksimalkan data yang ditransfer. Jadi data dimultipleks berdasarkan waktu.

Sebagaimana kita ketahui pula, kebutuhan terhadap carrier transmisi semakin meningkat seiring pertumbuhan pelanggan operator seluler dan ekspansi perusahaan dalam membangun BTS. Akibatnya desain GSM network menjadi kian rumit karena bergerak dari topologi star menjadi mesh. Hal ini disebabkan karena carrier dalam GSM network yang masih menggunakan E1(satuan PDH) sebagai entitas data terkecilnya. Padahal E1 hanya memiliki lebar pita (bandwidth) sebesar 2 Mbps atau lebih tepatnya 2048 Kbps. Ini memang dimaklumi, karena secara native, akar teknologi dari transmisi GSM adalah menggunakan protokol G.703 yang mengadopsi sistem PCM-30 yang membutuhkan 32 kanal data yang dimultipleks berdasarkan waktu (TDM). Bisa dibayangkan dengan bandwidth yang sekecil itu harus di-transport ke tiap-tiap BTS yang berbeda. Belum lagi jarak tiap BTS juga pasti akan berbeda.  Satu lagi, sistem PDH yang menggunakan radio microwave sebagai RF carriernya menggunakan topologi point to point, jadi BTS yang paling jauh harus ‘menunggu’ antrian data E1 secara bertahap dari BTS – BTS yang terdekat dengan BSC. BTS yang paling jauh ini transmisinya tidak bisa langsung facing ke BSC karena jaraknya yang jauh dn terkendala pada spesifikasi perangkat radio microwave. Belum lagi masalah lisensi software dari vendor perangkat transmisi. Tiap upgrade kapasitas harus upgrade lisensi. Hmm, benar-benar akan membuat network designer berpikir keras.

Just Idea

Menghadapi permasalahan pelik di atas, timbul sebuah ide untuk memanfaatkan teknologi/protokol lain selain PDH dalam GSM network yakni TCP/IP sebagai backbone transmisi data. Tentu ini merupakan tantangan tersendiri untuk merealisasikannya. Penulis menyoroti setidaknya ada dua tantangan dalam implementasi TDM over IP ini, yakni tantangan secara teknis dan secara politis. Lho, kenapa ada faktor politisnya? Tak lain dan tak bukan karena faktor ekonomi makro yang ikut bermain dalam bisnis seluler di Indonesia.  Baiklah, penulis akan coba mengkaji implementasi TDM over IP dari segi teknisnya dulu setelah itu baru politisnya, mengingat faktor politis yang memang susah untuk diprediksi.

Secara teknis, ‘menumpangkan’ data dengan modulasi TDM (E1/PDH) ke dalam IP network adalah bisa. Setidaknya dari penelusuran penulis di internet, ternyata ada sejumlah vendor/pabrikan yang telah menyediakan perangkat tersebut. Berikut ini adalah gambaran dari teknologi TDM over IP

Gambar di atas menjelaskan implementasi TDM over IP dalam 1 hop point to point IP network, sedangkan gambar di bawahnya merupakan implementasi TDM over IP dalam area IP network yang lebih luas (WAN=Wide Area Network) yang menggunakan topologi point to multipoint. Terlihat bahwa dengan menggunakan IP network, maka transport E1 menjadi lebih fleksibel dalam pengertian tidak harus point to point seperti pada kondisi eksisting GSM network sekarang ini. Berikut beberapa keunggulan TDM over IP dibanding dengan TDM native/biasa :

1. Bisa menggunakan topologi point to multipoint untuk RF carriernya sehingga bisa menghemat hop transmisi.

2. Jika menggunakan protokol IEEE 802.16/WIMAX maka jarak 1 hop transmisi bisa sampai 50km. Jelas ini cocok untuk daerah rural atau suburban

3. Bandwidth yang lebar, yakni 100 Mbps untuk Fast Ethernet (FE) dan 1000 Mbps untuk Gigabit Ethernet (GE). Jadi secara teori, dengan bandwidth 100 Mbps bisa menampung 50 E1 !

4. WIMAX support teknologi NLOS (Non Line of Sight), jadi lebih memudahkan pointing perangkat radio untuk ‘menangkap’ sinyal WIMAX. Ini sangat cocok untuk implementasi MBTS (Mobile BTS)

5. Bisa menggunakan frekuensi 2,4 GHz yang free license, namun ini tidak recommended untuk kelas operator seluler karena relatif crowded dan rentan interferensi. Solusi terbaik adalah menggunakan alokasi frekuensi WIMAX di 2,3 GHz. Karena mahal lisensinya, tentu frekuensi ini relatif  ‘bersih’ dari pemakaian liar dan pencuri frekuensi ini bisa ditertibkan, bahkan bisa ditindak pemerintah.

Dari sisi teknis sepertinya tidak ada hambatan yang cukup berarti, namun lain halnya bila dilihat dari sudut pandang politis. Vendor telekomunikasi dunia di Indonesia yang selama ini mendapat kontrak eksklusif dengan operator seluler tentu tidak akan rela bila sebagian ladang bisnisnya diganti teknologi ini. Betapa tidak, vendor besar tertentu memproduksi perangkat yang fleksibel / dinamis dalam mengatur bandwidth, namun setiap upgrade bandwidth harus upgrade lisensi (yang berarti upgrade dollar). Bisa dibayangkan berapa dollar yang bisa diraup sang vendor dari upgrade lisensi saja. Belum lagi bulk order perangkat seiring bertambahnya kebutuhan untuk membangun BTS baru, tentu semakin menambah pundi-pundi sang vendor. Masih ada lagi, yakni layanan spare part dan after sales tentu merupakan bisnis yang tak mudah ditinggalkan.

Jadi sekarang apakah kita mau berbenah dengan mencoba mengimplementasikan teknologi TDM over IP sebagai pengganti transport E1 di GSM network agar tidak terlalu tergantung dengan vendor tertentu ataukah akan tetap bergantung pada teknologi lama dan akan terus menerus selalu mengeluarkan CAPEX setiap ada teknologi baru yang dimunculkan sang vendor?

Saptaji, ST. M.Tr.T

a Technopreneur – writer – Enthusiastic about learning AI, IoT, Robotics, Raspberry Pi, Arduino, ESP8266, Delphi, Python, Javascript, PHP, etc. Founder of startup Indomaker.com