Arsitektur Jaringa Seluler

ARSITEKTUR JARINGAN SELULER

Nur syamsi  (085514068) S1 elkom A 2008

Arsitektur UMTS

Arsitektur Jaringan arsitektur UMTS digambarkan menggunakan air interface WCDMA dan merupakan evolusi atau perkembangan dari jaringan inti GSM, terdiri atas 3 daerah yang saling berinteraksi, yaitu Core Network (CN), UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN), dan User Equipment (UE) atau Mobile Station (MS).

 

Core Network dibagi dalam daerah Circuit Switched dan Packet Switched. Beberapa elemen dari Circuit Switched adalah Mobile services Switching Centre (MSC) merupakan interface yang menangani MS untuk menangani circuit switched data, Gateway MSC (GMSC) merupakan gerbang penghubung antara UMTS dan jaringan luar circuit switched seperti PSTN, Visitor Location Register (VLR), dan Gateway MSC. Elemen Packet Switched adalah Serving GPRS Support Node (SGSN) merupakan interface yang berfungsi sama dengan MSC tetapi digunakan untuk layanan packet switched dan Gateway GPRS Support Node (GGSN) merupakan gerbang yang menghubungkan UMTS menuju jaringan packet switched. Beberapa elemen jaringan yang lain seperti HLR dan AUC digunakan bersama oleh kedua daerah tersebut. Arsitektur CN dapat berubah ketika terdapat layanan atau fitur yang baru. Transfer data di dalam jaringan inti didukung oleh GGSN (gateway GPRS support node) dan SGSN (serving GPRS support node). Pada dasarnya, GGSN adalah sebuah fitur pengaturan mobilitas tambahan, dan menghubungkan dengan berbagai macam elemen jaringan melalui standart interface. Pada jaringan ini GGSN merupakan interface fisik yang terhubung ke jaringan packet data external (misalnya Internet). SGSN menangani pengiriman packet dari dan ke terminal-terminal mobile. Masing-masing SGSN memungkinkan untuk mengirimkan packet ke terminal di dalam service area. GGSN dan SGSN dapat mengirim data dengan kecepatan hingga 2 Mbps.

UTRAN terdiri dari satu atau lebih Radio Network System (RNS), dimana RNS tersebut terdiri darisebuah pengendali jaringan radio yang disebut dengan Radio Network Controller (RNC), beberapa node B (UMTS Base Station) dan User Equipment. UTRAN terhubung pada bagian Core Network (CN) melalui Interface Iu dan menggunakan Interface Iub untuk mengontrol node B. Sedangkan Interface Iur yang menhubungkan antar RNC berfungsi untuk mengatur terjadinya soft handover diantara RNC tersebut.RNC berfungsi untuk mengendalikan sumber-sumber radio dari beberapa node B, fungsinya serupa dengan BSC di GSM. RNC juga berperan penting untuk mengontrol radio resources UTRAN, seperti power control (PC) atau handover control (HC), dimana sebagiandiantaranya terdapat pada bagian RNC. BS di UMTS disebut dengan node B. Node B pada jaringan ini sama seperti pada GSM Base Station (BS/BS), merupakan unit untuk sistem pengiriman dan penerimaan radio dari sel. Node B menunjukkan proses dari air interface yang digunakan (WCDMA), meliputi channel coding, interleaving, rate adaptation, dan spreading. Node B juga memungkinkan terjadinya softer handovers dan power control.Ikatan antara RNC dan node B disebut dengan Radio Network Subsystem (RNS), yang memiliki interface Iub. Tidak seperti ekuivalennya, yakni interface Abis dalam GSM, interface Iub memiliki standar yang terbuka sehingga dimungkinkan masing-masing node B dan RNC dibuat oleh pabrik yang berbeda. Jika dalam GSM tidak ada hubungan antar BSC, dalam UMTS yang disebut dengan UTRAN justru sebaliknya. RNC satu dihubung dengan RNC lainnya melalui interface Iur. UTRAN dihubungkan ke jaringan inti melalui interface Iu.

User Equipment (UE) mempunyai prinsip yang sama seperti pada GSM Mobile Station (MS), memiliki modul identitas user, yang serupa dengan SIM pada GSM. UE terdiri dari dua bagian, yaitu Mobile Equipment (ME) dan UMTS Subscriber Identity Module (USIM) yang dihubungkan oleh interface Cu. ME adalah perangkat untuk pengiriman radio, sedangkan USIM merupakan sebuah kartu yang memuat identitas user dan informasi pribadi. Interface UE dengan jaringannya disebut interface Uu, yang merupakan air interface WCDM.

 

Arsitektur Dasar Sistem GSM

 

Arsitektur jaringan GSM terdiri dari 3 komponen utama yakni:

• Mobile Station

• Base Station Subsytem (BSS)

• Network Subsytem (NSS)

 

Entitas Mobile Station terdiri dari Mobile Equipement (ME) yakni perangkat keras & perangkat lunak untuk transmisi radio yang dikenal dengan istilah telepon seluler (ponsel) dan Subcriber Identification Module (SIM). Mobile equipment (ME) secara unik diidentifikasikan dalam format International Mobile Equipment Identity (IMEI). SIM card berisi International Mobile Subscriber Identity (IMSI) yang digunakan untuk indentifikasi pelanggan ke sistem, kunci rahasia (untuk autentifikasi) serta menyimpan informasi lainya seperti phone book atau pesan sms. SIM card dapat diproteksi dari penggunaan yang tidak terotorisasi dengan password atau personal identity number (PIN).

 

Base Station Subsytem (BSS)

Base Station Subsytem (BSS) terdiri dari Base Tranciever System (BTS) dan Base Station Controler (BSC). Base Station Controllers (BSC) mengontrol dan mengatur beberapa BTS. BSC bertanggung jawab untuk memelihara koneksi (hubungan radio) saat panggilan dan kepadatan lalu lintas panggilan pada areanya dan meneruskannya ke Network Subsystem. BSC juga menangani setup radio-channel, frequency hopping, serta proses handover. BTS merupakan alat tranceivers radio (transmitter receiver radio) pada suatu area didefiniskan sebagai sebuah cell dan menangani protokol radio-link dengan Mobile Station lewat Um interface yang juga dikenal dengan air interface (radio link).

 

Mobile Switvhing Centres (MSC)

Network Subsystem terdiri dari Mobile Switvhing Centres (MSC) dan beberapa database yang terhubung dengannya seperi Home Location Register (HLR), Visitor Location Register (VLR), Authentication Center (AuC) serta Equipment Identity Register (EIR). Mobile Switching Centers (MSC) berfungsi untuk switching suatu panggilan telepon dari jaringan internal atau dari jaringan lain (eksternal), call routing untuk pelanggan yang melakukan roaming (roaming subscriber), menyimpan informasi billing

serta data base lain yang berisi informasi subscriber ID (IMSI), nomor ponsel pelanggan, beberapa layanan atau larangan yang berkaitan dengan pelanggan, autentifikasi serta informasi lokasi pelanggan.

HLR dan VLR bersama dengan MSC mernyediakan call-routing dan fungsi roaming dari GSM. HLR berisi semua informasi administrasi dari setiap pelanggan yang tersambung pada jaringan GSM. VLR berisi informasi administrasi teripilih dari HLR, yang penting untuk control panggilan (call control) dan provisi dari layanan pelanggan, dan control posisi setiap ponsel pada area geografis.

Equipment Identity Register (EIR)

Equipment Identity Register (EIR) merupakan database yang berisi suatu daftar valid mobile equipment pada jaringan. Setiap mobile station diidentifikasikan dengan International Mobile Equipment Identity (IMEI). Pada kasus khusus sebuah IMEI ditandai/didaftarkan invalid bila ponsel dilaporkan dicuri/dirampas dari pemiliknya.

Authentication Center (AuC)

Authentication Center (AuC) merupakan database proteksi yang menyimpan salinan dari kunci rahasia (secret key) yang terdapat pada setiap SIM card pelanggan. Proteksi ini digunakan untuk autentifikasi dan enkripsi pada channel radio.

Entitas Operations and Maintenance Center (OMC)

Entitas Operations and Maintenance Center (OMC) tidak terlihat pada gambar 1 namun perannya cukup vital yakni memonitor operasionalnya jaringan dalam sistem serta melakukan fungsi konfigurasi remote.

Setiap ponsel berkomunikasi dengan BTS terdekat yang menyediakan sejumlah channel yang dedicated disediakan untuk melayani beberapa ponsel pada saat yang bersamaan sekaligus (multiplexing). Setiap transmisi suara oleh suatu ponsel dilakukan melalui single dedicated channel.

Saat pelanggan mengaktifkan ponselnya, pada waktu yang bersamaan pesan dikirimkan pada database pada Network Subsystem melalui BTS, BSC dan MSC. Informasi pada SIM card yang dikirim untuk dilakukan proses autehtifikasi pada sisi Network Subsystem oleh AuC database dan bila telah mendapatkan otorisasi MSC akan mengirimkan akses ijin pada mobile station yang diikuti kode-kode jaringan pada layer LCD pada ponsel. Pesan lain yang juga dikirimkan berisi informasi dimana pelangan berada (proses Location Update). Proses ini akan diupdate dalam interval waktu yang telah ditentukan atau juga dipicu saat pelanggan meninggalkan cell (area yang dicover suatu BTS yang direpresentasikan dengan bentuk heksagon) dan memasuki cell yang lain (setelah proses handover).

Saat melakukan panggilan keluar, VLR akan melakukan pemeriksaan apakah diizinkan untuk melakukan panggilan seperti panggilan international dan lain sebagainya.

Saat ada penelpon lain (misal dari fixed phone-PSTN) ingin menghubungi seorang pelanggan ponsel. Langkah yang dilakukan adalah melakukan dial nomor ponsel yang dituju. Panggilan dari PSTN akan masuk ke Gateway MSC (GMSC) yang merupakan pintu gerbang antara jaringan GSM dengan jaringan lainnya. MSC menanyakan database dimana lokasi pelangan yang akan dipanggil. Setelah melakukan Location Update, informasi keberadaan pelanggan yang akan dihubungi dikirimkan ke MSC. MSC kemudian melakukan forward call ke BSC dan selanjutnya BTS dimana pelanggan yang dituju berada pada cell yang dicover BTS. Ponsel pelanggan yang dihubungi akan mulai berdering sampai koneksi terjadi saat panggilan tersebut diterima oleh pihak yang dituju.

Khusus pada jaringan GPRS (2.5 G) terdapat 2 entitas pada jeringan packet swicthingnya yakni Serving GPRS Support Node (SGSN) dan Gateway GPRS Suport Node (GGSN) pada gambar 2 dan gambar 3.

SGSN berfungsi mengatur semua trafik data pada jaringan GPRS serta fungsi lainya yang berkaitan dengan autentifikasi pelangan, penyimpan informasi tarif (charging information) serta enkripsi koneksi data dengan ponsel. GGSN adalah gateway antara jaringan GPRS dengan jaringan eksternal (internet).

Pada jaringan GPRS (2.5 G), entitas BSS dapat diklasifikasi merupakan Radio Access Network (RAN) dan entitas Network Subsytem juga dapat juga diklasifikasi merupakan Core Network (terdiri dari oleh Circuit-Switched Domain dan Packet-Switched Domain).

Pada perkembangan GSM (2G) ini akan ditandainya dengan teknologi GSM yang enhanced mulai dari GPRS (2.5G), EDGE (2.75G) dan 3G . Perkembangan teknologi wireless dapat dilihat pada matrik berdasarkan karakteritik mobilitas/range dan kecepatan akses (data ratenya)

Elemen jaringan dari GSM Phase ½

GSM phase ½ PLMN berisi dari 3 subsistem; base station subsystem (BSS), network dan switching subsystem (NSS), dan operations support system (OSS). BSS berisi dengan beberapa unit fungsional; base station controller (BSC), base transcevier station (BTS) dan transcoder and rate adapter unit (TRAU). NSS berisi beberapa unit fungsional; MSC, VLR, HLR, EIR, dan AC. MSC berfungsi menyediakan seoerti switching, signaling, paging, dan inter-MSC handover. OSS berisi operation dan maintenance centers (OMSs), yang digunakan untuk remote dan tugas centralized operation, administration, dan maintenance (OAM).

 

 

Elemen jaringan dari GSM Phase 2+

• GPRS

Yang terpenting dari bagian evolusioner GSM menuju UMTS adalah GPRS. GPRS memperkenalkan PS kedalam GSM CN dan mengijinkan akses langsung ke packet data networks (PDNs). Transmisi PS ini memungkinkan untuk rate data tinggi dengan baik diluar batas 64 kbps dari ISDN melalui GSM CN, transmisi data rate untuk UMTS diperlukan sampai 2 Mbps. GPRS akan siapkan dan menoptimalisasi CN untuk data rate yang tinggi pada transmisi PS, seperti halnya UMTS dengan UTRAN pada RAN. Seperti itu juga, GPRS adalah suatu persyaratan untuk pengenalan UMTS.

 

Dua unit fungsional ini meluas dari arsitektur GSM NSS untuk layanan GPRS PS; GGSN dan SGSN, GGSN mempunyai fungsi membandingkan pada gateway MSC (GMSC). SGSN berada pada level hirarki yang sama sebagai visited MSC (VMSC)/VLR dan melaksanakan fungsi yang dapat diperbandingkan seperti routing dan mobility management.

• CAMEL

CAMEL memungkinkan akses di seluruh dunia pada operator yang memakai aplikasi IN seperti prepaid, call screening, dan supervision. CAMEL adalah peningkatan utama GSM tahap 2+ untuk pengenalan konsep UMTS virtual home environment (VHE). VHE adalah suatu platform dari definisi layanan fleksibel (koleksi dari jasa kreasi tool) itu memungkinkan operator untuk memodifikasi atau penigkatan layanan yang sudah ada ada atau membuat layanan baru. Lagipula, VHE memungkinkan akses diseluruh dunia ke layanan spesifik operator ini dalam setiap GSM dan UMTS PLMN dan memperkenalkan layanan location-based (oleh interaksi dengan GSM/UMTS mobility management). A CSE dan suatu protokol baru dari common control signaling system 7 (SS7) (CCS7), CAMEL application part (CAP), dipergunakan pada CN untuk memperkenalkan CAMEL. Secara umum General Packet Radio Service atau GPRS adalah suatu teknologi yang mungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat jika dibandingkan dengan penggunaan teknologi Circuit Switch Data atau CSD. Jaringan GPRS merupakan jaringan terpisah dari jaringan GSM dan saat ini hanya digunakan untuk aplikasi data. Komponen-komponen utama jaringan GPRS adalah :

GGSN: gerbang penghubung jaringan GSM ke jaringan internet.

SGSN: gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS.

PCU: komponen di level BSS yang menghubungkan terminal ke jaringan GPRS,Secara teori kecepatan pengiriman data GPRS dapat mencapai 115 kb/s. Namun dalam implementasinya sangat tergantung dari berbagai hal seperti :1. Konfigurasi dan Alokasi time slot di level Radio/BTS2. Teknologi software yang digunakan 3. Dukungan ponsel Ini menjelaskan mengapa pada saat-saat tertentu, di lokasi tertentu akses GPRS terasa lambat, dan bahkan bisa lebih lambat dari akses CSD yang memiliki kecepatan 9,6 kb/s

 

Arsitektur Jaringan CDMA

 

Skema struktur jaringan CDMA2000 1x secara umum terdiri dari : User terminal, terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut : Fixed terminal berfungsi untuk membentuk,memelihara, dan memutuskan hubungan dengan Radio Network melalui antarmuka radio-packet. Portable / handheld berfungsi untuk mengumpulkan data autentifikasi, autorisasi dan akunting yang diperlukan oleh AAA. Radio Access Network (RAN), terdiri dari beberapa komponen berikut :

Base Transceiver Station (BTS):

BTS bertanggung jawab untuk mengalokasikan daya digunakan oleh pelanggan serta berfungsi sebagai antarmuka yang menghubungkan jaringan CDMA2000 1x dengan perangkat pelanggan. BTS terdiri dari perangkat radio yang digunakan untuk mengirimkan dan menerima sinyal CDMA.

Base Station Controller (BSC)

BSC bertanggung jawab untuk mengontrol semua BTS yang berada di dalam daerah cakupannya serta mengatur rute paket data dari BTS ke PDSN atau sebaliknya serta trafik dari BTS ke MSC atau sebaliknya.

Packet Data Serving network (PDSN)

Packet Data Serving network (PDSN) Merupakan komponen baru yang terdapat dalam sistem seluler berbasis CDMA2000 1x yang bertujuan untuk mendukung layanan paket data. Fungsi PDSN antara lain untuk membentuk, memelihara dan memutuskan sesi Point-to-Point Protocol (PPP) dengan pelanggan. Circuit Core Network (CCN), terdiri dari beberapa komponen berikut :

Mobile Switching Center (MSC) MSC diletakkan di pusat jaringan

mobilecommunication dan juga bekerja dengan jaringan lain seperti PSTN, PLMN, dll.

Home Location Register (HLR)

HLR merupakan tempat yang berisi informasi pelanggan yang digabungkan dengan pengantar layanan paket data. Layanan informasi dari HLR diambil dalam Visitor Location Register (VLR) pada jaringan switch selama proses registrasi berhasil.

Visitor Location Register (VLR)

VLR secara temporari menyimpan dan mengontrol semua informasi dari Mobile Station (MS) yang berada pada area kontrol. Ketika pelanggan melakukan panggilan maka VLR mentransmit semua informasi yang berhubungan dari MSC.

SMSC (Short Message Service Center) bertanggung jawab dalam penyampaian, penyimpanan dan pengajuan suatu pesan singkat. ISMSC (Intelligent Short Message Service) merupakan gateway untuk menyelenggarakan interworking dengan jaringan PSTN dan GSM. Packet Core Network (PCN), terdiri dari beberapa komponen berikut :

Router berfungsi untuk merutekan paket data dari dan ke berbagai elemen jaringan yang terdapat pada jaringan CDMA2000 1x serta bertanggung jawab untuk mengirimkan dan menerima paket data dari jaringan internal ke jaringan eksternal atau sebaliknya.

Fire Wall berfungsi untuk mengamankan jaringan terhadap akses dari luar.

Authentication, Authorization and Accounting (AAA)

AAA menyediakan fungsi untuk authentication bertalian denagn PPP dan hubungan mobile IP, melakukan autorisasi yaitu layanan profil dan kunci keamanan distribusi dan manajemen dan accounting untuk jaringan paket data dengan menggunakan protokol Remote Access Dial in User Service (RADIUS) AAA server juga digunakan oleh PDSN untuk berhubungan dengan jaringan suara dari HLR dan VLR.

 

Arsitektur Jaringan GPRS

 

GPRS merupakan teknologi 2.5G yang disisipkan (overlay) di atas jaringan GSM untuk menangani komunikasi data pada jaringan. Dengan kata lain dengan menggunakan handset GPRS, komunikasi data tetap berlangsung di atas jaringan GSM dengan GSM masih menangani komunikasi suara dan transfer data ditangani oleh GPRS.

Pengembangan teknologi GPRS di atas GSM dapat dilakukan secara efektif tanpa menghilangkan infrastruktur lama, yaitu dengan penambahan beberapa hardware dan upgrade software baru pada terminal/station dan server GSM. Kecepatan transfer data GPRS dapat mencapai hingga 160 kbps. Teknologi GPRS memiliki 3 fitur keunggulan, yaitu:

a. Allways Online. GPRS menghilangkan mekanisme dial kepada pengguna pada saat ingin mengakses data, sehingga dikatakan GPRS selalu online karena transfer data dikirim berupa paket dan tidak bergantung pada waktu koneksi.

b. An Upgrade to existing networks (GSM dan TDMA). Adopsi sistem GPRS tidak perlu menghilangkan sistem lama karena GPRS dijalankan di atas infrastruktur yang telah ada.

c. An Integral part of EDGE and WCDMA. GPRS merupakan inti dari mekanisme pengiriman paket data untuk teknologi 3G selanjutnya.

• GPRS dibagi menjadi 3 kelas berdasarkan kemampuannya, yaitu :

1.Kelas A : Dapat dihubungkan ke jaringan GPRS dan GSM (suara, SMS) pada waktu besamaan penggunannya, perangkat yang mendukung kelas A masih tersedia sampai saat ini.

2. Kelas B : Dapat dihubungkan ke jaringan GPRS dan GSM (suara, SMS) tetapi hanya satu yang dapat digunakan pada waktu yang sama. Ketika layanan GSM (telepon atau SMS) digunakan, maka GPRS harus menunggu dan akan otomatis aktif kembali setelah layanan GSM (telepon atau SMS) diakhiri. Kebanyakan perangkat GPRS termasuk dalam kelas B.

3. Kelas C : Untuk menghubungkan layanan GPRS atau GSM (suara,SMS), harus dilakukan pengantian layanan secara manual antara kedua layanan (hampir sama seperti kelas B hanya pergantian jaringan yang aktif tidak otomatis).

• Manfaat Dari Teknologi GPRS :

1. Client-Server Services yang memungkinkan pengaksesan data yang tersimpan dalam suatu basisdata. Contoh penerapan aplikasi ini adalah pengaksesan WEB melalui browser.

2. Messaging Services yang ditujukan untuk komunikasi antar individu pengguna dengan memanfaatkan storage server untuk penanganan pesan sebagai tempat penyimpanan pesan sementara / intermediate sebelum diterima oleh pengguna. Conoth hasil layanannya yaitu aplikasi Multimedia Message Service(MMS) yang digunakan untuk pengiriman data pesan multimedia melalui jaringan GSM dengan menggunakan telepon seluler.

3. Real-time conversational Services yang memberikan layanan komunikasi dua arah kepada pengguna secara real-time. Beberapa contoh penerapannya adalah pada aplikasi internet dan multimedia semisal Voice over IP (VOIP) dan video conferencing.

Referensi : http://fuadi-arimal.blogspot.com

0 komentar:

Poskan Komentar

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More

 
Design by ELKOM UNESA Themes | Bloggerized by ELKOM UNESA - Premium Blogger Themes | Dibangun untuk kepentingan bersama