Modul 9. EE 4712 Sistem Komunikasi Bergerak Basic Mobile Teletraffic Engineering. Oleh : Nachwan Mufti A, ST

Transkripsi

1 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering Under construction! Modul 9 EE 47 Sistem Komunikasi Bergerak Basic Mobile Teletraffic Engineering Oleh : achwan Mufti A, ST 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering Organisasi Modul 9 Basic Mobile Teletraffic Engineering A. Pendahuluan page 3 B. Parameter Unjuk Kerja Trafik page 4 C. Parameter Penggunaan Jalur Trafik page 8 D. Satuan-Satuan Trafik page 0 E. Definisi Kapasitas Panggilan ( Call Capacity ) page F. Distribusi Trafik page 0 G. Blocking Formulas page 3

2 A. Pendahuluan : Dasar Teori Trafik 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 4 Perbedaan utama antara model trafik untuk sistem komunikasi selular G dan 3G terutama adalah disebabkan sistem switching yang berbeda, yaitu disebabkan perbedaan tipikal dari circuit switch dengan packet switch. Pada packet switch, semua user membagi penggunaan kanal secara bersamasama, sehingga ukuran-ukuran kapasitas dalam dimensioning jaringan berbeda, karena dalam hal ini menjadi sangat terkait dengan statistik penggunaan kanal oleh masing-masing user. Untuk sistem G seperti IS-95 atau GSM, perilaku trafik dapat dimodelkan cukup akurat dengan Erlang B. Sedangkan untuk sistem 3G, model tersebut sudah tidak relevan lagi. Sekalipun 3G masing mendukung komunikasi circuit switch, tetapi air interface lebih tepat diasumsikan sebagai packet switch. Karena dalam hal ini sistem 3G mendukung bandwidth on demand. 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 3 A. Pendahuluan : Dasar Teori Trafik Sebagai ilustrasi pada sistem CDMA000, untuk data high speed dialokasikan kanal (serupa kanal trafik pd GSM) yang disebut sebagai Fundamental Channel (FCH). Untuk mengakomodasi bandwidth on demand dapat dialokasikan kanal tambahan yang disebut Supplemental Channel (SCH). Permintaan SCH itu dinegosiasikan ke network dan pengalokasian SCH oleh network CDMA dilakukan dengan memperhatikan interferensi latar yang terjadi. Pada sistem selular lain, kasusnya mungkin akan berbeda, nama kanal logikanya berbeda, dan dasar pertimbangan pengalokasian kanal tambahan bisa juga berbeda karena dalam hal ini sangat terkait dengan metoda akses yang digunakan.

3 A. Pendahuluan : Dasar Teori Trafik 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 6 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 5 A. Pendahuluan : Dasar Teori Trafik Trunking dan Grade Of Service Trunking : Sejumlah besar user membagi sejumlah terbatas kanal Tiap user dialokasikan pada kanal berdasarkan panggilan Jika semua kanal digunakan! User baru akan diblok atau MEUGGU pada antrian Teori trunking : AK Erlang (97) Grade Of Service (GOS) : Ukuran kemampuan user untuk mengakses trunked system selama jam sibuk! Prob [call is blocked] atau Prob [delay > T] Ukuran intersitas trafik : ERLAG Erlang = Jumlah intensitas trafik yang dibawa oleh kanal, yang secara penuh digunakan dalam durasi waktu tertentu

4 A. Pendahuluan : Dasar Teori Trafik 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 8 A = Trafik yang datang B = Probabilitas Blocking C = Trafik yang dilewatkan = Jumlah kanal η = Utilisasi kanal A = A η = C ( B) ( B) 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 7 A. Pendahuluan : Dasar Teori Trafik

5 A. Pendahuluan : Dasar Teori Trafik 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 0 f (t) = e 0 t t t < 0 0 Pr { a < T b} f ( t)dt b = a 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 9 A. Pendahuluan : Dasar Teori Trafik Kapasitas dari suatu sistem switching selalu diekspresikan sebagai jumlah maksimum panggilan originating plus incoming (O+I) yang dapat diproses sistem switching tersebut pada saat jam sibuk. Dalam hal ini, terdapat persyaratan delay dari dial tone yang kemudian menjadi syarat pembatas. Volume panggilan pada suatu switch akan tergantung kepada area geografis, kelaskelas layanan, dan waktu pengamatan dalam satu hari. Estimasi kapasitas panggilan yang dapat dilayani suatu sistem switching sangat diperlukan oleh seoranng engineer dalam perencanaan jaringan, juga oleh seorang administrator jaringan. Kapasitas panggilan dari suatu switch akan bervariasi karena variasi waktu tiap panggilan, campuran berbagai tipe layanan yang diberikan, dan juga karena konfigurasi peralatan. Sedangkan, sebagai faktor pembatas, kapasitas prosesor akan membatasi kapasitas panggilan yang dilayani. Modul ini akan membahas bagian-bagian penting dalam teletrafik yang sering digunakan dalam rekayasa trafik. Berbagai perhitungan akan disertakan sebagai contoh kalkulasi trafik pada MSC.

6 B. Parameter Unjuk Kerja Trafik 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering Parameter tingkat layanan atau parameter unjuk kerja layanan ditinjau dari sisi trafik telekomunikasi dapat dikategorikan atas hal yang utama : Dial tone delay sebelum Adalah jumlah waktu maksimum pelanggan harus menunggu panggilan-nya diputuskan ditolak Probabilitas layanan tertolakkemungkinan trunk tidak tersedia untuk panggilan tersebut. Dial Tone Delay, memiliki karakteristik sebagai berikut : Sejumlah besar call user bersaing untuk mendapatkan sejumlah kecil server ( dial tone connections, dial tone generators ) Diasumsikan bahwa user akan menunggu selama kanal masih tersedia 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering B. Parameter Unjuk Kerja Trafik. Probabilitas penolakan layanan, atau kemungkinan bahwa service trunk tidak tersedia, memiliki karakteristik yang hampir sama dengan dial tone delay, yaitu : Sejumlah besar user bersaing untuk mendapatkan sejumlah trunk terbatas Diasumsikan bahwa tidak ada delay yang diberikan untuk menunggu. User diberikan akses ke trunk atau diberikan nada sibuk User dapat memulai usaha panggilan kembali setelah menerima nada sibuk dan diberikan perlakuan yang sama seperti sebelumnya. Dapat disimpulkan, bahwa ukuran dasar dari unjuk kerja trafik adalah probabilitas bahwa waktu menunggu layanan (service delay) melebihi dari waktu yang dispesifikasikan, dengan kata lain, disebut juga sebagai Probabilitas Blocking. Pada sistem dengan panggilan dibuang ketika trunk tidak tersedia ( system loss ), maka probabilitas blocking ini adalah sebagai ukuran unjuk kerja yang utama.

7 B. Parameter Unjuk Kerja Trafik 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 4 umber of Call Attempted Jumlah total usaha panggilan Jumlah total usaha panggilan merupakan ukuran yang baik untuk menggambarkan demand pelanggan. umber of Call Completed Jumlah total panggilan yang berhasil Jumlah total panggilan yang berhasil didefinisikan dari panggilan yang berhasil menerima kembali nada dering (busy atau nada panggil) atau yang terjawab. GOS (Grade Of Service) GOS selalu dihitung saat jam sibuk, didefinisikan : o. of BH call attempt -o. of BH calls completed GOS = o. BH calls attempt 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 3 B. Parameter Unjuk Kerja Trafik Jumlah call yang dijawab secara tipikal adalah lebih rendah daripada jumlah call yang diselesaikan jaringan. Hal ini disebabkan karena beberapa usaha panggilan akan mendapati nada sibuk, atau nada panggil tetapi tidak dijawab. Didefinisikan Answer Bid Ratio (ABR) sbb : ABR (Answer Bid Ratio) ABR = o. of o. of calls answered calls attempted ASR (Answer Seizure Ratio) o. of calls answered ASR = o. of seizures Baik ABR dan ASR, adalah ukuran yang baik untuk menyatakan tingkat kepadatan jaringan pada suatu saat tertentu. ilai ABR dan ASR yang rendah mengindikasikan tingkat kepadatan (congestion) jaringan yang tinggi.

8 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 6 C. Parameter Penggunaan Jalur Trafik Penggunaan jalur trafik didefinisikan atas parameter dasar : Calling Rate Holding Time Adalah ukuran jumlah berapa kali suatu jalur trafik digunakan selama waktu pengamatan tertentu, Atau sering juga didefinisikan sebagai : Intensitas call tiap jalur trafik (kanal) selama jam sibuk Rata-rata waktu penggunaan jalur trafik (kanal) tiap panggilan Yang disebut sebagai jalur trafik (kanal) adalah suatu rangkaian (circuit) dimana suatu komunikasi individual bisa dilewatkan. Jalur trafik itu bisa jadi adalah : kanal RF, time slot, saluran transmisi, trunk, atau bahkan switch. Carried traffic adalah trafik yang diteruskan, sedangkan offered traffic adalah volume trafik yang datang menuju switch. Terdapat hubungan : Offered load = Carried load + Overflow 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 5 C. Parameter Penggunaan Jalur Trafik 0 o. of Calls (K) Time of day (hour) Gambar di samping ini adalah contoh variasi trafik jam demi jam pada suatu waktu pengamatan tertentu Kita melihat bahwa jam tersibuk--busiest Hour-- adalah antara jam 0 dan pagi. Didefinisikan bahwa jam sibuk sebagai Suatu selang waktu dengan rata-rata trafik pembicaraan yang tertinggi (yang diamati pada musim tersibuk). Karena trafik selalu berubah dari bulan-ke-bulan, maka kita juga harus mendefinisikan Average Busy Season (ABS) sebagai 3 bulan (tetapi tidak tentu) dengan rata-rata trafik BH tertinggi per-access line. Sistem telepon umumnya tidak dirancang untuk untuk mengatasi maksimum beban puncak, tetapi dari tipikal beban BH-nya. Sedangkan Blocking Probability didefinisikan sebagai Rata-rata rasio antara panggilan yang ditolak terhadap total jumlah panggilan datang selama jam sibuk, dan disebut sebagai Grade Of Service

9 D. Satuan-Satuan Trafik 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 8 Trafik diukur biasanya dalam Erlang, Persentase Okupansi, 00 call seconds ( Cent Call Seconds = CCS ), ada juga yang mengukur dalam Peg Count. Erlang dan CCS Intensitas trafik didefinisikan sebagai Rata-rata jumlah waktu pendudukan suatu kanal selama waktu pengamatan tertentu. Biasanya diukur dalam Erlang atau CCS ( Cent Call Seconds ), dimana terdapat hubungan : I = C i= Erlang = x 3600 call seconds = 36 CCS Didefinisikan : T h i Ch = T = n C h I T h i C h n C Intensitas trafik Durasi waktu pengamatan Holding time dari panggilan individual ke-i Jumlah total panggilan selama pengamatan Rata -rata holding time panggilan Jumlah panggilan tiap satuan waktu 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 7 D. Satuan-Satuan Trafik Prosentase Okupansi dan Peg Count Prosentas okupansi didefinisikan sebagai prosentase waktu kanal sibuk selama waktu pengamatan Peg Count didefinisikan sebagai jumlah usaha pendudukan sebuah kanal. U Waktu pendudukan total ( Usage ) PC Peg Count tiap periode pengamatan U = ( PC O )h. O Overflow tiap periode pengamatan h Rata-rata waktu pendudukan kanal Didefinisikan Prosentase Okupansi, sbb : % Okupansi = Measured Usage Maximum Usage

10 E. Definisi Kapasitas Panggilan (Call Capacity) 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 0 Call capacity berhubungan dengan cara pandang kita dalam melihat sistem switching. Global View Keseluruhan sistem switching dipandang sebagai unit. Tiap permintaan proses ke switch dihitung sebagai suatu usaha pendudukan. Pendekatan ini digunakan pada prosesor sentral yang terlibat dalam pemrosesan panggilan. Pada global view, kita bahwa volume call adalah jumlah dari call originating dan incoming (O+I) a. Originating Call (O) Partial dial calls - Panggilan-panggilan yang terputus dan yang selesai Intraoffice calls - semua panggilan yang secara keseluruhan ditangani switch dari saluran oroginating ke saluran terminas keluar. Outgoing calls - seua panggilan yang berasal dari saluran switch, tetapi berakhir pada switch yang berbeda b. Incoming Call (I) Incoming-Terminating calls - Semua panggilan yang berakhir pada switch tapi berasal dari switch yang berbeda Tandem calls - Panggilan trunk to trunk di dalam switch Direct inward dialling (DID) - panggilan menuju sistem PABX 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 9 E. Definisi Kapasitas Panggilan (Call Capacity). Component View Komponen diperhatikan sebagai subsystem. Tiap permintaan proses ke komponen dilihat sebagai usaha pendudukan (attempt). a. Originating Half-Call Pendekatan ini digunakan pada prosesor-prosesor periferal yang terlibat dalam pemrosesan panggilan. Pada component-view, volume panggilan didefinisikan sebagai jumlah dari Originating (O) + Terminating (T) half call Satu Originating Half Call adalah untuk tiap originating call, sebab koneksi periferal peralatan diperlukan untuk menyelesaikan panggilan. Jika suatu komponen melayani baik jalur pelanggan dan juga saluran trunk, maka incoming dan outgoing half call perlu ditambahkan pada volume half call total. b. Terminating Half-Call Satu Terminating Half Call adalah untuk tiap incoming-terminating call, dan untuk tiap intraoffice call.

11 E. Definisi Kapasitas Panggilan (Call Capacity) 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering Sistem sentral SPC (Stored Program Control) memiliki kemampuan penanganan panggilan berupa prosesor yang secara real time mampu melakukan call processing. Kapasitas penanganan panggilan (call capacity ) dari prosesor tersebut didefinisikan sebagai : Jumlah maksimum call per jam yang bisa ditangani prosesor tersebut dengan tetap menjaga kriteria unjuk kerja layanan yang sudah ditetapkan Prosesor sentral memiliki parameter kapasitas call : High Day Busy Hour (HDBH) Originating + Incoming = HDBH (O+I) Sedangkan prosesor komponen periferal memiliki parameter kapasitas call : High Day Busy Hour (HDBH) Originating + Terminating = HDBH (O+T) 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering E. Definisi Kapasitas Panggilan (Call Capacity) Tipe-Tipe Panggilan (Call) Pada Sentral Switching call yang dilakukan pelanggan sentral Attempt Originating Jika saluran terminating dan originating terhubung pada sentral yang sama Call keluar dari sentral menuju sentral lain Outgoing Intraoffice Tandem Terminating call yang diterima pelanggan sentral Ke pelanggan Jika call datang dari sentral lain dan keluar menuju sentral lain pula Incoming Call datang dari sentral lain Ke sentral lain

12 E. Definisi Kapasitas Panggilan (Call Capacity) 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 4 Ukuran Beban Sentral Switching. (O + T) = Originating + Terminating Adalah ukuran beban trafik pada sisi pelanggan baik dari sentral sendiri maupun dari sentral lain. (O + I) = Originating + Incoming Adalah ukuran beban trafik trunk incoming dan beban trafik sirkuit. Dapat dikatakan juga sebagai ukuran beban trafik pada sentral switching. Lingkungan trafik umumnya juga akan diklasifikasikan berdasarkan kepadatannya dan memiliki karakteristik distribusi trafik yang berbeda Metropolitan, daerah utama metropolitan dengan trafik sebagian besar disebabkan aktifitas bisnis Single System City ( SSC ), Daerah layanan adalah kota ukuran sedang Suburban, Daerah layanan dengan sebagian besar daerah pemukiman Rural, daerah pertanian dan pemukiman 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 3 E. Definisi Kapasitas Panggilan (Call Capacity) Standar komposisi berbagai jenis jenispanggilan (dlm (dlm%) %) yang digunakan untuk penghitungan kapasitas panggilan prosesor sentral. Standar ini initidak didasarkan dari darikondisi terbaik atau atauterburuk, tetapi umum digunakan untuk dimensioning awal awal jaringan untuk berbagai kasus lingkungan Tabel : Standar komposisi panggilan untuk Prosesor Sentral Type Ineffective " False start " Permanent signal Partial Dial " Abandon " Time Out Intraoffice " Answerred " o answer " Busy Outgoing " Answerred " o answer " Busy Incoming Terminating " Answerred " o answer " Busy Traffic Environment Metro SSC Suburban Tandem Sumber : Bell Communication Research (Bellcore)

13 E. Definisi Kapasitas Panggilan (Call Capacity) 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 6 Standar komposisi berbagai jenis jenis panggilan (dlm (dlm%) %) yang digunakan untuk penghitungan kapasitas panggilan prosesor periferal yang digunakan untuk kontrol saluran pelanggan Standar ini initidak didasarkan dari dari kondisi terbaik atau atau terburuk, tetapi umum digunakan untuk dimensioning jaringan untuk berbagai kasus lingkungan Tabel : Standar komposisi panggilan untuk prosesor periferal untuk kontrol saluran pelanggan Type Ineffective " False start " Permanent signal Partial Dial " Abandon " Time Out Originating " Answerred " o answer " Busy Terminating " Answerred " o answer " Busy Traffic Environment Metro SSC Suburban Sumber : Bell Communication Research (Bellcore) Basic Mobile Teletraffic Engineering 5 E. Definisi Kapasitas Panggilan (Call Capacity) Tabel Contoh karakteristik intensitas trafik untuk Originating + Incoming (O+I) di US Environment Metro Suburban Rural (O +I) Call / line Sumber : Bell Communication Research (Bellcore)

14 F. Distribusi Trafik 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 8 Distribusi trafik adalah sebaran panggilan yang dikategorikan umumnya atas wilayah pelayanan, atau mungkin pada kondisi-kondisi khusus (mis. handoff, location updating, dsb) yang menjadi titik perhatian dalam analisis. Distribusi trafik akan bermanfaat dalam dimensioning kanal atau saluran yang diperlukan antar sistem switching / sentral. Karena tipikal pembicaraan yang berbeda untuk tiap wilayah, maka umumnya distribusi trafik yang digunakan dalam perencanaan mengacu pada hasil pengukuran trafik pada masa-masa sebelumnya, dan distribusi trafik untuk perencanaan adalah ekstrapolasi dari hasil rekaman pengukuran trafik yang sudah dilakukan. Di bawah ini adalah contoh distribusi trafik di wilayah Amerika Serikat. A p plication Traffic Type Distribution Mobile Mobile to Land M o b ile to M o b ile Land to M obile 65% 5% 30% Tipikal distribusi trafik pada lingkungan metropolitan di United States 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 7 G. Teknik Switching Beberapa konsideran dalam teknik rekayasa sistem switching, baik pada lingkungan komunikasi kabel maupun wireless adalah : Bahwa rekayasa, administrasi, maupun maintenance sistem switch selalu berbasis pada beban trafik saat jam sibuk dan pada musim trafik tersibuk Parameter serta komponen-komponen jam sibuk digunakan untuk melihat trend kecenderungan, membuat proyeksi, mengeset kapasitas, serta menurunkan parameter-parameter trafik kondisi mendatang Delay kecepatan dial-tone biasanya diukur kalau tes call tidak dapat menerima dial-tone selama 3 detik Probabilitas blocking sisi terminating biasanya akan diukur jika terminating call tidak dapat diselesaikan karena kekurangan jalur komunikasi yang tersedia Trunk group busy hour adalah durasi waktu dimana beban trunk grup maksimum. Data jam sibuk trunk grup digunakan memberikan jumlah trunk yang cukup dan sesuai persyaratan layanan. Data trafik umumnya dikumpulkan selama satu hingga dua minggu tiap setengah jam dalam satu hari yang mungkin menghasilkan beban trafik yang tinggi (contoh : jam 8 sampai pagi)

15 G. Teknik Switching 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 30 Lima hari dari minggu yang memiliki beban trafik tersibuk disebut busiest week Jam-jam dengan trafik tersibuk pada minggu tersibuk disebut Office Busy Hour Tiga (3) bulan, tapi tidak selalu, dengan beban trafik tertinggi dan memiliki Busy Hour (BH), disebut sebagai Busy Season Untuk mengestimasi trafik, dapat dipakai pedoman berikut : O + T Call ABS HD O + I Call ABS HD Basic Mobile Teletraffic Engineering 9 G. Blocking Formulas Rumus Erlang B B(, A) P B = e = A i= A A! i A i! i= 0 Rumus Poisson i A i! Rumus Erlang-B digunakan dengan asumsiasumsi : Terdapat sejumlah tak terbatas panggilan datang Jumlah trunk/saluran terbatas Masing-masing call independent satu sama lain Probabilitas user menggunakan kanal (waktu service) berbasis pada distribusi eksponensial Panggilan datang (input) terdistristribusi Poisson Digunakan untuk sistem tunggu dengan delay tunggu adalah sebesar Mean Holding Time A = Offered traffic = Jumlah trunk P B = Probabilitas blocking

16 G. Blocking Formulas 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 3 Rumus Erlang C [ ] C,A P B = s D = s i A i!! ( A ) + A! A i= 0 Rumus Binomial s s i= ( A ) s D s D i Asumsi yang digunakan : Digunakan untuk sistem antrian. Untuk call yang tidak dapat dilayani segera, akan dimasukkan dalam antrian selama yang diperlukan Sumber tak terbatas Input Poisson Exponensial holding time Asumsi yang digunakan : Sumber terbatas Kerapatan trafik adalah sama tiap sumber Loss call dapat ditangani Pelajari kembali kasus-kasus penggunaan rumus probabilitas blocking! 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 3 Lampiran Tabel Erlang B

17 Lampiran Tabel Erlang B 9. Basic Mobile Teletraffic Engineering 33