Selama 80 tahun terakhir, industri telekomunikasi telah mengalami pertumbuhan yang luar biasa. Banyak penggemar ponsel pintar saat ini tidak mengetahui sejauh mana perkembangan industri ini. Oleh karena itu kami menulis artikel ini untuk melihat perkembangan industri telekomunikasi pasca Perang Dunia II.
Selama Perang Dunia II, walkie-talkie seri SCR Motorola mencapai kesuksesan besar di medan perang. Dia menunjukkan kepada dunia kekuatan komunikasi nirkabel. Hal ini juga membuat orang ingin menerapkannya pada pasar sipil.
Ponsel pertama
Setelah perang, pada tahun 1946, AT&T di Amerika Serikat menghubungkan penerima nirkabel ke Public Switched Telephone Network (PSTN). Ia juga secara resmi meluncurkan MTS (Mobile Telephone Service) untuk keperluan sipil.
Di MTS, jika pengguna ingin melakukan panggilan, ia harus terlebih dahulu mencari saluran nirkabel gratis secara manual. Jika menerima saluran, maka ia akan berbicara dengan operator, meminta pihak lain untuk membuat sambungan kedua melalui jaringan PSTN.
Seluruh panggilan menggunakan half-duplex, artinya hanya satu penelepon yang dapat berbicara dalam satu waktu. Selama panggilan, pengguna harus menekan tombol push-to-talk di telepon. Sangat tidak nyaman, bukan?
Cara pengisian atau billing di MTS juga sangat primitif. Operator akan mendengarkan percakapan kedua pihak selama proses berlangsung. Kemudian akan menghitung biaya secara manual setelah panggilan selesai dan mengkonfirmasi tagihan. Ini adalah sistem komunikasi seluler komersial pertama dalam sejarah manusia.
Anda mungkin akan mengatakan bahwa ponsel ditemukan pada tahun 1970an? Mengapa itu ada pada tahun 1940an? Jangan panik, “ponsel” itu bukanlah ponsel sungguhan. Ini sebenarnya adalah telepon seluler mobil. Lebih tepatnya, walkie-talkie setengah dupleks mobil.
Ponsel mobil
Pada saat itu, mustahil menemukan telepon seluler yang menggunakan teknologi elektronik dan baterai. Namun saat itu sudah ada banyak mobil.
Pada saat itu, "base station" juga sangat besar, agak mirip dengan menara radio dan televisi. Dia adalah satu-satunya orang di kota itu, dan mereka menempatkannya di pusat kota. Menara ini mencakup radius 40 kilometer dengan kekuatan yang sangat tinggi.
Pada bulan Desember 1947, peneliti Bell Labs Douglas H. Ring pertama kali mengajukan gagasan "komunikasi seluler". Hal ini menandai dimulainya perkembangan industri telekomunikasi. Ia percaya bahwa daripada meningkatkan daya transmisi sinyal secara membabi buta, lebih baik membatasi jangkauan transmisi sinyal dan mengontrol sinyal dalam area (sel) terbatas.
Dengan demikian, sel-sel yang berbeda dapat menggunakan frekuensi yang sama tanpa mempengaruhi satu sama lain, sehingga meningkatkan bandwidth sistem.
Meskipun ide komunikasi seluler sangat bagus, terdapat banyak keterbatasan pada saat itu. Jadi Bell Labs menyimpannya hanya sebagai ide mereka.
Eropa dan Amerika sedang mengembangkan telepon mobil
Pada tahun 1950-an, semakin banyak negara yang mulai membangun jaringan telepon mobil. Misalnya, pada tahun 1952 Jerman Barat meluncurkan A-Netz. Pada tahun 1961, insinyur Soviet Leonid Kupriyanovych juga menemukan telepon seluler LK-1, yang juga dipasang di mobil. Kemudian, di Uni Soviet, sistem telepon mobil "Altai" diterapkan, mencakup lebih dari 30 kota di negara tersebut.
Pada tahun 1969, Amerika Serikat memperkenalkan sistem telepon mobil MTS yang ditingkatkan yang disebut IMTS (Improved MTS). IMTS mendukung mode dupleks penuh, panggilan otomatis, dan pencarian saluran otomatis dan dapat menyediakan 11 saluran (kemudian 12). Ini merupakan lompatan kualitatif dibandingkan dengan MTS.
Pada tahun 1971, Finlandia meluncurkan jaringan seluler publik ARP (Auto Radio Puhelin – Puhelin berarti telepon dalam bahasa Finlandia). Unit ini beroperasi pada pita 150 MHz namun masih dialihkan secara manual dan terutama digunakan untuk layanan telepon mobil.
Baik itu Altai, IMTS atau ARP, yang kemudian disebut teknologi komunikasi seluler "0G" atau "Pra-1G" (sebelum 1G). Sekarang mari kita lihat apa yang ditawarkan industri telekomunikasi di era 1G.
Era 1G di industri telekomunikasi
Perkembangan teknologi semikonduktor memberikan peluang lebih besar bagi perkembangan industri telekomunikasi. Hal ini tidak terjadi sampai tahun 70an. Pada tahun 1973, insinyur Motorola Martin Cooper dan John F. Mitchell akhirnya mengubah sejarah selamanya. Mereka menciptakan telepon seluler pertama di dunia (telepon seluler saku pribadi).
Ponsel tersebut diberi nama DynaTAC (Dynamic Adaptive Total Area Coverage). Tingginya 22 cm, berat 1,28 kg, dapat berbicara selama 20 menit dan dilengkapi antena besar.
Pada tahun 1974, Komisi Komunikasi Federal AS (FCC) menyetujui sebagian spektrum frekuensi radio untuk digunakan dalam pengujian jaringan seluler. Namun, percobaan tersebut ditunda hingga tahun 1977 sebelum resmi dimulai. Saat itu, dua rival ikut serta dalam eksperimen - AT&T dan Motorola.
Kongres AS pada tahun 1964 "merampas" AT&T dari kemungkinan penggunaan komunikasi satelit secara komersial. Dalam keputusasaan, mereka mendirikan divisi komunikasi seluler di Bell Labs, mencari peluang baru.
Kemajuan 1G lambat namun stabil
Antara tahun 1964 dan 1974, Bell Labs mengembangkan sistem analog yang disebut HCMTS (High-Volume Mobile Telephone System). Saluran sinyal dan suara sistem menggunakan modulasi FM dengan bandwidth 30 kHz dan kecepatan transmisi 10 kbit/s.
Karena belum ada organisasi standar seluler nirkabel pada saat itu, AT&T menetapkan standarnya sendiri untuk HCMTS. Asosiasi Industri Elektronika (EIA) kemudian menamai sistem ini Interim Standard 3 (IS-3).
Pada tahun 1976, HCMTS berganti nama menjadi AMPS (Advanced Mobile Phone Service). AT&T menggunakan teknologi AMPS untuk melakukan tes FCC di Chicago dan Newark.
Mari kita lihat kembali Motorola. Motorola pertama kali mengembangkan teknologi RCC (Radio Common Carrier) dan menghasilkan banyak uang. Oleh karena itu, mereka sangat keberatan jika FCC memberikan spektrum pada komunikasi seluler agar tidak mempengaruhi pasar RCC mereka. Namun pada saat yang sama, mereka mati-matian mengembangkan teknologi komunikasi seluler dan membuat cadangan teknis. Di sinilah DynaTAC lahir.
Setelah FCC merilis spektrum tersebut, Motorola melakukan uji coba berbasis DynaTAC di Washington. Meskipun mereka masih melakukan percobaan secara perlahan, negara-negara lain telah mengambil langkah terdepan.
Jaringan 1G komersial pertama di Jepang
Pada tahun 1979, Nippon Telegraph and Telephone (NTT) meluncurkan sistem komunikasi seluler otomatis komersial pertama di dunia di wilayah metropolitan Tokyo. Sistem ini kemudian diakui sebagai jaringan 1G komersial pertama di dunia.
Pada saat itu, terdapat 88 stasiun pangkalan dalam sistem, yang mendukung peralihan panggilan otomatis antara node seluler berbeda tanpa intervensi manual. Sistem ini menggunakan teknologi FDMA, bandwidth saluran 25 kHz, berada pada pita frekuensi 800 MHz, dan jumlah saluran dupleks 600.
1G di Eropa
Dua tahun kemudian, pada tahun 1981, negara-negara Eropa Utara, Norwegia dan Swedia, menciptakan jaringan komunikasi seluler 1G pertama di Eropa - NMT (Nordic Mobile Telephones). Denmark dan Finlandia segera bergabung dengan mereka. NMT menjadi jaringan komunikasi seluler pertama di dunia dengan kemungkinan roaming internasional.
Belakangan, NMT diperkenalkan oleh Arab Saudi, Uni Soviet dan beberapa negara Baltik dan Asia lainnya.
Motorola merilis ponsel 1G komersial pertama di dunia
Pada bulan September 1983, Motorola merilis ponsel komersial pertama di dunia, DynaTAC 8000X.
DynaCT 8000XPerangkat ini berbobot 1 kg dan mampu berbicara terus menerus selama 30 menit. Pengisian penuh membutuhkan waktu 10 jam, tetapi harganya $3995.
1G di Amerika Selatan dan Utara
Pada tahun 1983, Amerika Serikat akhirnya ingat untuk membangun jaringan 1G komersialnya sendiri. Pada tanggal 13 Oktober 1983, Americitech Mobile Communications meluncurkan jaringan 1G pertama berbasis teknologi AMPS di Amerika Serikat.
Telepon mobil dan DynaTAC 8000X dapat digunakan pada jaringan ini. FCC telah mengalokasikan bandwidth 40 MHz untuk AMPS di pita frekuensi 800 MHz. Dengan bandwidth ini, AMPS mendukung 666 saluran dupleks, dan bandwidth satu saluran upstream atau downstream adalah 30 kHz. FCC kemudian mengalokasikan bandwidth tambahan sebesar 10 MHz. Dengan demikian, jumlah saluran AMPS dupleks menjadi 832.
Pada tahun pertama penggunaan komersialnya, Americitech menjual sekitar 1 ponsel DynaTAC 200X, menjangkau 8000 pengguna. Setelah lima tahun, jumlah pengguna menjadi 200 juta.
Jumlah pengguna yang berkembang pesat jauh melebihi kapasitas jaringan AMPS. Belakangan, untuk meningkatkan kapasitas, Motorola memperkenalkan teknologi AMPS versi pita sempit, yaitu NAMPS. Ini membagi saluran suara 30 kHz saat ini menjadi tiga saluran 10 kHz (jumlah total saluran menjadi 2496) untuk menghemat spektrum dan meningkatkan kapasitas.
Inggris bergabung dengan 1G
Selain NMT dan AMPS, standar 1G lain yang banyak digunakan adalah TACS (Total Access Communication Systems), yang pertama kali dirilis di Inggris.
Pada bulan Februari 1983, pemerintah Inggris mengumumkan bahwa dua perusahaan, BT (British Telecom) dan Racal Millicom (pendahulu Vodafone), akan membangun jaringan komunikasi seluler TACS berdasarkan teknologi AMPS.
Pada tanggal 1 Januari 1985, Vodafone secara resmi meluncurkan layanan TACS (peralatan yang dibeli dari Ericsson). Saat itu hanya terdapat 10 BTS yang mencakup seluruh wilayah London.
Bandwidth TACS saluran tunggal adalah 25 kHz, uplink menggunakan 890-905 MHz, downlink menggunakan 935-950 MHz, total 600 saluran digunakan untuk mengirimkan sinyal suara dan kontrol.
Sistem TACS terutama dikembangkan oleh Motorola dan sebenarnya merupakan versi modifikasi dari sistem AMPS. Kecuali pita frekuensi, jarak saluran, pergeseran frekuensi, dan kecepatan transmisi sinyal, semuanya identik sepenuhnya.
Dibandingkan dengan NMT di Eropa Utara, karakteristik pengoperasian TACS berbeda secara signifikan. NMT cocok untuk daerah pedesaan berpenduduk jarang di negara-negara utara (Skandinavia). Ia menggunakan frekuensi 450 MHz (kemudian diubah menjadi 800 MHz) dan memiliki rentang sel yang lebih besar.
Keunggulan TACS adalah bandwidth, bukan jarak jangkauan. Sistem TACS memiliki daya pemancar yang rendah dan cocok untuk negara dengan kepadatan penduduk tinggi dan wilayah perkotaan besar seperti Inggris.
Seiring bertambahnya jumlah pengguna, TACS kemudian menambahkan beberapa pita frekuensi (10 MHz) dan menjadi ETACS (Extracted TACS). NTT Jepang mengembangkan JTACS berdasarkan TACS.
Tiongkok bergabung dalam pengembangan 1G
Perlu dicatat bahwa stasiun pangkalan seluler pertama yang dibangun oleh Tiongkok di Guangzhou pada tahun 1987 menggunakan teknologi TACS, dan Motorola adalah mitranya.
Selain AMPS, TACS dan NMT, teknologi 1G juga mencakup C-Netz di Jerman, Radiocom 2000 di Perancis dan RTMI di Italia. Teknologi sukses ini mengantarkan era komunikasi seluler. Faktanya, belum ada nama 1G di industri telekomunikasi pada saat digunakan. Baru setelah munculnya teknologi 2G barulah mereka disebut 1G untuk membedakannya.
Era 2G di industri telekomunikasi
Pada tahun 1982, Komisi Eropa untuk Pos dan Telekomunikasi membentuk "Kelompok Ahli Komunikasi Seluler", yang akan bertanggung jawab untuk mempelajari standar komunikasi.
Ini adalah "kelompok ahli seluler", singkatan Perancisnya adalah GroupeSpécialMobile, kemudian arti singkatan ini diubah menjadi "Sistem Komunikasi Seluler Global". Inilah yang sekarang kita kenal sebagai GSM.
Tujuan pembuatan GSM adalah untuk menetapkan standar pan-Eropa baru dan mengembangkan sistem komunikasi seluler darat pan-Eropa. Mereka mengajukan persyaratan untuk penggunaan spektrum yang efisien, sistem berbiaya rendah, terminal portabel dan roaming global.
Pada tahun-tahun berikutnya, Organisasi Standardisasi Telekomunikasi Eropa (ETSI) mampu menyelesaikan pengembangan spesifikasi GSM 900 MHz dan 1800 MHz (DCS).
Pada tahun 1991, perusahaan Finlandia Radiolinja (sekarang bagian dari ELISA Oyj) meluncurkan jaringan 2G pertama di dunia berdasarkan standar GSM.
Seperti kita ketahui bersama, 2G menggunakan teknologi digital untuk menggantikan teknologi analog 1G. Hal ini secara signifikan meningkatkan kualitas komunikasi dan stabilitas sistem. Hal ini juga membuatnya lebih aman, lebih andal, dan menurunkan konsumsi energi peralatan.
Selain GSM, standar 2G lain yang terkenal adalah CDMA yang diluncurkan oleh Qualcomm. Tepatnya, IS-95 atau cdmaOne. IS-95 memiliki dua versi: IS-95A dan IS-95B. Yang pertama dapat mendukung kecepatan data puncak hingga 14,4 kbps dan yang terakhir hingga 115 kbps.
Selain IS-95, Amerika Serikat juga memproduksi IS-54 (Amerika Utara, seluler digital TDMA) dan IS-136 (1996). Sebenarnya 2G bukan hanya GSM dan CDMA saja. Asosiasi Produsen Seluler telah mengembangkan AMPS versi digital berdasarkan teknologi AMPS yang disebut D-AMPS (Digit-AMPS). Ini sebenarnya adalah standar 2G. Standar 2G lainnya adalah PDC (Personal Digital Cellular) dari Jepang.
Era 2.5G
Pada akhir abad ke-20, ketika ledakan pertumbuhan Internet terjadi, permintaan masyarakat terhadap akses Internet seluler sangat besar. Dengan demikian, GPRS (Layanan Radio Paket Umum, Layanan Radio Paket Umum) dimulai.
Kita dapat menganggap GPRS sebagai "plug-in" GSM. Dengan bantuan GPRS, jaringan mampu memberikan kecepatan transfer data hingga 114 Kbps.
Kalimat pertama tentang GPRS dibuat pada tahun 1993. Namun, dibutuhkan waktu empat tahun lagi untuk tahap pertama perjanjian tersebut dilaksanakan pada tahun 1997. Ini mungkin merupakan titik balik dalam sejarah komunikasi seluler dan industri telekomunikasi. Saat itu, layanan transmisi data menjadi arah utama perkembangan komunikasi seluler.
Era 2.75G
Setelah peluncuran teknologi GPRS, operator komunikasi juga mengembangkan teknologi yang lebih cepat. Teknologi ini merupakan peningkatan kecepatan data untuk pengembangan GSM (EDGE). Tentu saja, kita semua tahu atau pernah mendengar tentang EDGE di beberapa titik dalam hidup kita.
Fitur terbesar EDGE adalah ia dapat memberikan kecepatan transfer data dua kali lipat dari GPRS tanpa mengganti perangkat keras. Jaringan EDGE pertama di dunia digunakan oleh AT&T pada tahun 2003 di jaringan GSM miliknya.
Era 3G di industri telekomunikasi
Pada tahun 1996, forum UMTS (Universal Mobile Communications System) didirikan di Eropa, yang fokus pada koordinasi penelitian di bidang standar 3G Eropa. Kubu Eropa yang diwakili oleh Nokia, Ericsson dan Alcatel jelas menyadari keunggulan CDMA. Oleh karena itu, mereka mengembangkan sistem W-CDMA dengan prinsip serupa.
Disebut W-CDMA (Wide-CDMA) karena bandwidth salurannya mencapai 5 MHz, lebih lebar dibandingkan CDMA1,25 yang 2000 MHz.
Banyak orang yang belum memahami hubungan antara UMTS dan WCDMA. Faktanya, UMTS adalah istilah umum untuk 3G di Eropa. WCDMA merupakan implementasi UMTS dan biasanya termasuk dalam bagian antarmuka nirkabel. TD-SCDMA, yang akan kita bahas nanti, juga milik UMTS.
Agar mampu bersaing dengan Amerika Serikat, ETSI Eropa juga bersama-sama mendirikan 3GPP (XNUMXrd Generation Partnership Project) dengan Jepang, China, dll untuk bekerja sama dalam pengembangan standar komunikasi seluler XNUMXG global.
Sebaliknya, di kubu Amerika Utara, terdapat perbedaan pendapat.
Persaingan sengit dengan 3G
Perusahaan yang diwakili oleh Lucent dan Nortel mendukung WCDMA dan 3GPP. Namun, perusahaan seperti Qualcomm bekerja sama dengan Korea Selatan untuk membentuk organisasi 3GPP2 untuk bersaing dengan 3GPP. Standar yang mereka perkenalkan adalah standar CDMA2000 yang didasarkan pada CDMA 1X (IS-95).
Meski CDMA2000 merupakan standar 3G, namun kecepatan puncak awalnya tidak tinggi, hanya 153 kbps. Kemudian, dengan transisi ke EVDO (EVolution Data Optimized), kecepatan transfer data meningkat secara signifikan. Ini memberikan kecepatan unduh puncak 14,7 Mbps dan kecepatan unggah maksimum 5,4 Mbps.
Selama periode ini, Tiongkok juga meluncurkan program kandidatnya sendiri yang beroperasi pada standar 3G (juga dikenal sebagai TD-SCDMA) untuk bersama-sama berpartisipasi dalam kompetisi internasional.
Setelah persaingan dan permainan yang sengit, International Telecommunication Union (ITU) akhirnya mengonfirmasi tiga standar 3G global, yaitu: WCDMA di Eropa, CDMA2000 di AS, dan TD-SCDMA di China.
Dalam hal kemajuan dalam komersialisasi 3G, NTT Jepang sekali lagi memimpin.
Pada tanggal 1 Oktober 1998, NTT Docomo meluncurkan jaringan 3G komersial pertama di dunia (berbasis WCDMA) di Jepang.
Era 3.75G di industri telekomunikasi
Berdasarkan UMTS, ETSI dan 3GPP telah mengembangkan HSPA (akses paket berkecepatan tinggi), HSPA+, HSPA+ saluran ganda, dan HSPA+ Evolution. Kecepatan teknologi jaringan ini jelas melebihi kecepatan 3G tradisional, yang populer disebut 3,75G.
Itu karena kecepatan HSPA+ sangat cepat bahkan mengalahkan LTE dan WiMAX awal. Oleh karena itu, saat itu beberapa operator (misalnya T-Mobile di AS) tidak segera mulai membangun LTE. Namun, mereka meningkatkan jaringan HSPA saat ini menjadi HSPA+. Tiongkok kemudian melakukan hal serupa.
4G di industri telekomunikasi
Pada tahun 1999, Komite Standar IEEE membentuk kelompok kerja untuk mengembangkan standar jaringan nirkabel perkotaan. Pada tahun 2001, versi pertama IEEE 802.16 resmi dirilis, yang kemudian diubah menjadi IEEE 802.16m. IEEE 802.16 kemudian dikenal dengan nama WiMAX (Worldwide Connection for Microwave Access).
WiMAX memperkenalkan teknologi canggih seperti MIMO (multi-antenna) dan OFDM (orthogonal frekwensi divisi multiplexing). Kecepatan pengunduhan jauh lebih tinggi dan ini memberikan banyak tekanan pada 3GPP.
Jadi berdasarkan UMTS, 3GPP memperluas implementasi LTE (MIMO dan OFDM) untuk bersaing dengan WiMAX. Kemudian terus berkembang menjadi LTE-Advanced (2009), dan kecepatannya ditingkatkan beberapa kali lipat.
Pada tahun 2008, Persatuan Telekomunikasi Internasional (ITU) mengeluarkan persyaratan yang harus dipenuhi oleh standar 4G, dan menyebutnya IMT-Advanced. Hanya 3GPP LTE-Advanced, IEEE 802.16m dan TD-LTE-Advanced yang diperkenalkan Kementerian Perindustrian dan Teknologi Informasi China yang benar-benar mumpuni. Dengan kata lain, ini adalah standar 4G yang sebenarnya.
Pada tanggal 14 Desember 2009, jaringan layanan LTE publik pertama di dunia dibuka di Stockholm dan Oslo. Peralatan jaringan dipasok oleh Ericsson dan Huawei, dan terminalnya dipasok oleh Samsung.
Setelah perang industri yang sengit, LTE akhirnya memenangkan WiMAX dan mendapat dukungan dan pengakuan dunia. WiMAX dengan cepat kehilangan daya dan rusak karena kedinginan.
Era 5G
Kita tidak perlu membicarakan perkembangan 5G, bukan? Masing-masing dari kita adalah saksi sejarah baru. Kita semua menyaksikan bagaimana Proyek Kemitraan Generasi Ketiga (3GPP) meluncurkan 5G (IMT-2020) untuk mendominasi dunia.
Waktu berlalu, waktu berlalu. Setelah hampir satu abad berkembang, jaringan seluler telah berkembang dari awal, dari lemah menjadi kuat. Dia menggerakkan roda sejarah dan mempercepat perubahan sosial.
Kemana arah masa depan komunikasi seluler? Kita lihat saja!
