Metode Duplex Dual Mode Pada UMTS

Dalam sistem transmisi pada komunikasi radio dapat diklasifikasikan ke dalam tiga macam bentuk, yaitu simplex, half duplex, dan full duplex. Pada metode simplex, komunikasi yang dilakukan hanya terbatas pada satu arah saja. Contoh dari metode simplex dalam sistem seluler adalah penggunaan sistem paging, dimana MSC akan mengirimkan suatu pesan kepada seluruh BTS yang ada didalam pengawasannya guna mencari posisi mobile station tertentu. BTS yang tidak melayani mobile station yang dimaksud tidak akan memberikan suatu acknowledge kepada MSC, sehingga komunikasi semacam ini hanya bersifat satu arah saja.

Metode half duplex mengijinkan suatu komunikasi dilakukan pada dua arah tetapi menggunakan channel radio yang sama baik untuk transmisi maupun untuk penerima, sehingga pada suatu waktu hanya satu pengguna saja yang dapat mengirimkan sinyal informasi. Dalam komunikasi yang bersifat half duplex ada suatu pembatasan dalam melakukan komunikasi. Ketidakleluasaan dalam komunikasi half duplex dapat dilukiskan dalam kebiasaan seperti “push- to-talk” dan “release- tolisten” pada suatu komunikasi menggunakan handy talky.

Full duplex merupakan suatu komunikasi dua arah yang dapat dilakukan secara simultan. Agar suatu komunikasi dua arah dapat berjalan secara simultan maka ada dua teknik yang biasa digunakan, yaitu:

a) Frequency Division Duplex (FDD)
FDD mempunyai kemampuan untuk menyelenggarakan suatu komunikasi yang simultan antara mobile station dengan base station. Untuk keperluan ini maka FDD menyediakan dua band frekuensi sebagai channel yang terpisah untuk masing-masing pengguna. Satu band frekuensi digunakan untuk melayani trafik dari base station ke mobile station yang dikenal dengan sebutan forward band, satu band lagi digunakan unuk melayani trafik dari mobile station ke base station, yang biasa disebut dengan reverse band. Suatu base station menggunakan dua antenna yang terpisah, yaitu antenna untuk keperluan transmisi dan satu antenna lagi yang digunakan untuk keperluan penerimaan sinyal. Penggunaan dua antenna yang terpisah pada base station diperlukan untuk mengakomodasi dua channel yang terpisah. Sedangkan pada mobile station hanya menggunakan satu antenna yang difungsikan baik untuk keperluan transmisi ataupun untuk keperluan penerimaan sinyal. Karena hanya menggunakan sebuah antenna saja untuk menghandle dua kepentingan yang berbeda maka pada mobile station menggunakan suatu alat yang dinamakan duplexer. Duplexer ini diletakkan didalam mobile unit yang digunakan untuk mengaktifkan antenna yang sama agar dapat digunakan secara simultan untuk keperluan transmisi maupun penerimaan sinyal.

b) Time Division Duplex (TDD)
Dalam suatu komunikasi radio dimungkinkan penggunaan secara bersama suatu channel berdasarkan pembagian yang dilakukan pada domain waktu. Atas dasar pemikiran inilah yang membuat TDD dapat digunakan sebagai metode full duplex dalam menyelenggarakan suatu komunikasi dua arah yang bersifat simultan. Masing-masing pengguna mempunyai dua channel yaitu forward dan reverse yang terbentuk dari alokasi slot-slot waktu, sehingga TDD mengijinkan dua channel tersebut terletak pada band frekuensi yang sama. Suatu slot waktu akan dipisahkan untuk digunakan sebagai channel forward dan channel reverse seperti yang tampak pada gambar 3.9b. Sehingga dengan demikian dua
keperluan yang berbeda yaitu transmisi dan penerimaan sinyal dapat ditangani oleh dua channel. Sebenarnya TDD bukan merupakan full duplex secara penuh, lebih tepat jika dikatakan bahwa TDD merupakan semi full duplex. Hal ini dikarenakan bahwa TDD tidak dapat melayani komunikasi yang simultan pada saat waktu yang bersamaan. Syarat agar metode duplex TDD dapat digunakan dalam suatu sistem komunikasi adalah bahwa laju data transmisi pada suatu channel harus lebih besar dari laju data dari pengguna. Sesuai dengan standar IMT-2000, maka UMTS menggunakan metode duplex
baik FDD maupun TDD. Metode duplex FDD dan TDD masing-masing mempunyai kelemahan dan kelebihan tersendiri apabila diaplikasikan dalam suatu area. UMTS akan mengambil keunggulan dari masing-masing metode duplex tersebut untuk diterapkan pada area pelayanannya yang sesuai sehingga dengan demikian efisiensi akan didapatkan. Untuk memberikan pelayanan terhadap suatu area secara maksimal dan efisien maka area pelayanan dari UMTS terbagi atas sel-sel kecil dan sel-sel besar. Dimulai dari pikosel, mikrosel, makrosel hingga sel yang bersifat global yang pelayanannya menggunakan satelit. Penggunaan dua metode duplex tersebut didasarkan atas pembagian ruang lingkup pelayanan dari UMTS.

Metode duplex FDD sangat cocok untuk digunakan pada jaringan sel yang luas. Jaringan sel tersebut biasanya merupakan makrosel, dimana kebanyakan dari pengguna memiliki mobilitas yang tinggi. FDD ini dapat digunakan untuk layanan suara maupun transmisi data. FDD menyediakan frekuensi secara individual untuk setiap pengguna sehingga meskipun suatu pengguna bergerak dengan mobilitas yang tinggi pada saat melakukan komunikasi, hal tersebut tidak akan menjadi masalah. Makrosel yang menggunakan FDD biasanya digunakan untuk daerah suburban dan rural.

Sedangkan metode duplex TDD sangat cocok untuk diaplikasikan pada jaringan sel yang kecil. Sel-sel tersebut biasanya merupakan pikosel hingga mikrosel. TDD cocok untuk digunakan pada tingkat kepadatan yang tinggi dengan mobilitas pengguna yang rendah. TDD tidak dapat diterapkan pada suatu pengguna yang memiliki mobilitas yang tinggi pada suatu area pelayanan yang tergolong cukup luas, hal ini dikarenakan bahwa channel pada metode duplex TDD menggunakan pemisahan slot-slot waktu yang berarti sangat sensitif sekali terhadap waktu. TDD tidak dapat memberikan toleransi terhadap delay. Itulah sebabnya mengapa TDD diaplikasikan pada suatu area pelayanan yang cukup kecil, misalnya seperti didalam gedung perkantoran. Namun meskipun demikian TDD merupakan suatu solusi komunikasi full duplex dengan biaya rendah dan dapat menghemat penggunaan dari frekuensi. TDD dapat menangani transmisi layanan suara dan aplikasi data. Berdasarkan kesepakatan ETSI maka teknik radio akses pada UMTS dioperasikan dengan menggunakan dua metode duplex yaitu FDD dan TDD. Untuk metode duplex FDD UMTS akan menggunakan W-CDMA sedangkan untuk metode duplex TDD akan digunakan TD-CDMA. Karena menggunakan dua metode duplex yang berbeda maka dalam UMTS terdapat pembagian spektrum. Terdapat dua spektrum dalam UMTS, yaitu paired spectrum dan unpaired spectrum. Paired spectrum digunakan untuk metode duplex FDD (W-CDMA) sedangkan unpaired spectrum digunakan untuk metode duplex TDD (TD-CDMA). Sepasang spektrum frekuensi yang identik yaitu sebesar 60 Mhz digunakan untuk keperluan metode duplex FDD sedangkan spektrum lainnya yang tersisa yang masing-masing memiliki besar 15 MHz dan 20 MHz digunakan untuk keperluan metode duplex TDD. Dengan demikian spektrum inti dari UMTS untuk mode FDD dan TDD sebesar 155 MHz. Sedangkan untuk spektrum minimum dari operator, UMTS Forum merekomendasikan sebesar 2X15 MHz (paired) untuk W-CDMA dan 5 Mhz (unpaired) untuk TD-CDMA sebagai alokasi yang sesuai untuk tiap operator. Spektrum sebesar 2X15 MHz memperbolehkan untuk membangun struktur sel dengan hirarki yang lengkap dimana terdapat suatu permintaan trafik yang tinggi. Pada kondisi seperti itu maka mengijinkan untuk dibentuk struktur sel campuran dimana satu makrosel dapat terdiri dari dua mikrosel. Alokasi ini akan sangat mendukung para pengguna data dengan kecepatan yang tinggi. Mungkin beberapa
pengguna data akan memakai seluruh carrier dengan waktu yang singkat. Sedangkan spektrum sebesar 5 MHz dengan mode TDD banyak digunakan untuk memberikan pelayanan data pada aplikasi indoor dengan mobilitas pengguna yang rendah.