B A B III 3G DIRECT TUNNEL ( 3GDT)

Transkripsi

1 B A B III 3G DIRECT TUNNEL ( 3GDT) 3.1 Arsitektur 3GDT 3GDT arsitektur merupakan fitur yang memungkinkan 3GDT dalam meningkatkan muatan paket WCDMA Core Network (CN) dan bermanfaat ketika muatan melebihi batas SGSN. Biasanya, hal ini diharapkan terjadi ketika Turbo-3G High Speed Packet Access (HSPA) menjadi layanan pasar massal. 3GDT adalah fungsi opsional arsitektur 3GPP saat ini, dalam modus Iu, SGSN yang memungkinkan untuk membangun terowongan pesawat pengguna langsung untuk muatan antara RAN dan GGSN dalam PS domain Manfaat Ketika non-roaming dan payload lalu lintas 3GDT tidak lagi melewati SGSN, perlunya perluasan kapasitas payload, SGSN sebagai lalu lintas meningkat akan berkurang. Pengurangan kebutuhan untuk perluasan kapasitas adalah nilai tertentu saat mobile broadband dan stasioner, mengalami muatan intensif pelanggan dalam jaringan. 3.2 Deskripsi 3GDT Fitur 3GDT merupakan fitur yang memisahkan fungsi transportasi, Iu-U, dan kontrol fungsionalitas, Iu-C, di SGSN untuk jaringan WCDMA. Solusi ini memungkinkan akses langsung GPRS Tunneling Protocol (GTP) terowongan antara RNC dan GGSN. Dalam rangka mengoptimalkan SGSN untuk kebutuhan lalu lintas pelanggan, 3GDT mempunyai pilihan konfigurasi unik untuk menghidupkan fitur 3GDT on dan off, berikut dasar konfigurasi: Per pelanggan dan terkait APN (HLR data). Per RNC. Per GGSN. Kombinasi di atas. BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 13

2 Untuk non-roaming dan 3GDT payload, SGSN mendirikan payload transportasi langsung antara GGSN dan Radio Network Controller (RNC), bukannya pengangkutan muatan melalui simpul sendiri. SGSN Menginformasikan GGSN tentang RNC sebenarnya merupakan nilai pesawat pengguna Tunnel Endpoint Identifier (TEID). Kemudian, jika tidak ada Radio akses pembawa (RAB), SGSN mendirikan terowongan antara GGSN dan SGSN. SGSN juga selalu menginformasikan RNC tentang pesawat pengguna GGSN nilai TEID sebenarnya. Selain itu, PDP Context selalu diperbarui dalam GGSN ketika MS bergerak ke RNC yang lain selama semua jenis Routing Area Update (RAU) tetap di SGSN. Tidak ada entitas jaringan tambahan diperlukan dalam larutan 3GDT, lihat gambar di bawah. Gambar 3.1 Jaringan 3GDT Overview Pelaksanaan 3GDT merupakan evolusi dalam arsitektur klasik 3GPP Arsitektur Sistem menuju Evolution. Solusinya kompatibel dengan jaringan 3GPP klasik belakangan menyatakan dengan keterbatasan. 3GPP telah mengidentifikasi dampak baik di RNC dan GGSN. Solusi yang ditawarkan 3GDT adalah menyederhanakan arsitektur jaringan payload BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 14

3 mengenai transportasi. Adapun SGSN, maka fitur 3GDT disediakan melalui hanya upgrade software. Tidak ada efek dari 3GDT pada perilaku SGSN selama roaming skenario. Selama beberapa prosedur yang memerlukan mobilitas penyampaian paket, SGSN mungkin dapat memutuskan terowongan antara RNC dan GGSN. Sebaliknya, SGSN mendirikan dua terowongan klasik solusi antara RNC dan SGSN, serta antara SGSN dan GGSN. Karena 3GDT menyiratkan diubah paket Core Network (CN) arsitektur, perhatian harus dibayarkan pada muatan dan isyarat dimensioning, dan perilaku dalam jaringan dan elemen untuk optimasi. Unsur-unsur tersebut adalah SGSN, GGSN, dan RNC. 3.3 Lalu lintas di SGSN Total muatan yang melalui SGSN adalah jumlah muatan sebagai berikut: The roaming WCDMA, muatan lalu lintas. The GSM payload, untuk akses Dual SGSN. non-roaming WCDMA, WCDMA muatan untuk pengguna dikonfigurasi untuk 3GDT OFF, lihat gambar di bawah ini. Total sinyal di SGSN terdiri dari : SGSN awal pensinyalan. 3GDT tambahan sinyal, terutama jumlah 3GDT konteks, untuk WCDMA pengguna dikonfigurasi untuk 3GDT ON, lihat gambar di bawah ini. BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 15

4 Gambar 3.2 Karakteristik Pengguna 3GDT Konfigurasi untuk ON atau OFF 3.4 Standard 3GPP R7 (Bagian di 3GDT saja, karena ini adalah satu-satunya bagian dari 3GPP R7 termasuk dalam SGSN R8.) 3GPP TS GPP TS GPP TS GPP TS GPP TS Solusi 3G Direct Tunnel Arsitektur Jaringan 3GDT mengambil keuntungan dari non-roaming data paket WCDMA payload. Gambar 3-3 Arsitektur di bawah 3GDT menampilkan arsitektur dan arus lalu lintas untuk solusi 3GDT. Gambar 3.3 Arsitektur 3GDT Contoh kasus lalu lintas 3GDT adalah sebagai berikut: BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 16

5 Gambar 2-2 3GDT Kasus Lalu Lintas 1. Aktivasi PDP permintaan dari RNC diterima di SGSN 2. SGSN mengirimkan GTP-C alamat IP untuk GGSN 3. SGSN mengirimkan GTP-U alamat IP untuk GGSN 4. SGSN GGSN menerima GTP-C IP address 5. SGSN GGSN menerima GTP-U alamat IP 6. SGSN mengirimkan GTP-C alamat IP untuk RNC 7. SGSN GGSN mengirimkan GTP-U alamat IP 8. SGSN mengirimkan GTP-C alamat IP untuk GGSN 9. SGSN mengirimkan alamat IP RNC ke GGSN 10. Isyarat lalu lintas melibatkan RNC, SGSN dan GGSN 11. Payload lalu lintas hanya melibatkan RNC dan GGSN 3.6 Node-node Pendukung Fitur 3GDT hanya diperlukan dalam SGSN, tetapi node lain yang terkait harus juga dikonfigurasi dengan variabel tertentu untuk memungkinkan end to end operasi 3GDT. Node pendukung untuk mengaktifkan 3GDT adalah: BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 17

6 RNC DNS HLR o Untuk mendukung Iu over IP o Tersedia ET-MFG (Gigabit Ethernet) board o Untuk titik APN 3GDT GGSN tertentu o Untuk titik APN 3GDT APN ID tertentu o Untuk penyediaan nomor IMSI tertentu dengan APN 3GDT ID 3.7 Konfigurasi 3GDT Syarat Sebelum percobaan 3GDT dapat dijalankan, beberapa konfigurasi akan diperlukan terutama di konfigurasi GPRS MPLS / VPN Kebutuhan Backbone Tanpa 3GDT, pemisahan lalu lintas di Iu dan Gn VRF di GGSN membuat GGSN VIP tidak dapat dijangkau dari RNC. Untuk mengaktifkan sambungan langsung dari RNC ke GGSN, akan dibutuhkan rute bocor antara alamat GGSN VIP dan Iu VRF. Gambar 3.5 Persyaratan Backbone 3GDT 3.7 Flow Chart Untuk membuat flow chart dipergunakan simbol - simbol yang mempunyai arti tertentu. Di bawah ini dapat dilihat simbol-simbol flow chart yang digunakan beserta fungsi penggunaannya : BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 18

7 Terminator Menerangkan suatu awal atau akhir dari diagram alir Data Menerangkan masukan atau keluaran data. Decision Menerangkan adanya dua pilihan yang berbeda Process Menerangkan sebuah operasi atau eksekusi yang dilakukan.. Data Flow Menerangkan arah alur dari tiap-tiap proses. Connector Menerangkan sambungan alur proses. Untuk keberhasilan percobaan 3GDT, semua konfigurasi harus berurutan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 19

8 Gambar 3-6 Flowchart Konfigurasi 3GDT Keterangan Flow Chart : 1. Konfigurasi 3GDT Bagian ini menguraikan konfigurasi 3GDT dengan Gambar 3-6 3GDT Flowchart konfigurasi sebagai referensi. 2. Menetapkan RNC Langkah pertama adalah untuk mengatur RNC tertentu yang akan diaktifkan 3GDT. Pengaturan Ini akan dilakukan di SGSN. Dengan langkah ini, kita bisa menentukan SGSN akan digunakan sebagai RNC percobaan 3GDT. 3. Menetapkan Awalan 3GDT BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 20

9 Awalan 3GDT diperlukan sebagai pengenal umum untuk mengkoordinasikan penggunaan 3GDT di SGSN, DNS dan HLR. Pengenal ini akan dikonfigurasi dalam SGSN, DNS dan HLR. 4. Konfigurasi DNS APN dikonfigurasi di DNS harus memiliki nama awalan 3GDT. The 3GDT awalan nilai harus cocok dengan SGSN dan HLR. 5. Konfigurasi HLR Berlangganan data IMSI dalam HLR untuk menggabungkan APN 3GDT dan MS akan dibutuhkan. Catatan baru menyatakan persyaratan ini harus dikonfigurasi dalam HLR. 6. Mengaktifkan 3GDT Aktivasi 3GDT dibutuhkan dalam SGSN. Semua susunan PDP yang telah diaktifkan tidak akan terpengaruh oleh tindakan ini. Ini hanya berdampak pada aktivasi susunan PDP yang baru. 7. Memeriksa Operasi SGSN Untuk menguji operasi SGSN, lakukan cek kesehatan pada SGSN setelah 3GDT diaktifkan. 8. Pengecekan Pointing Softwere Configuration Cek titik-titik konfigurasi software untuk menjamin kewaspadaan keamanan. Lakukan cek titik di SGSN menggunakan CLI. 3.8 Multi Vendor Verification (MVV) MVV kemungkinan akan diperlukan untuk untuk 3GDT antarmuka sebagai berikut: 1. Ericsson GGSN - Ericsson SGSN - Vendor Lain RNC Antarmuka yang diperlukan MVV: Iu-C Iu-U 2. Ericsson GGSN - Vendor Lain SGSN - Vendor Lain RNC Antarmuka yang diperlukan MVV: Iu-U Gn BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 21

10 Arsitektur Jaringan Indosat Surabaya Gambar 3.7 Arsitektur Jaringan Indosat Surabaya Konfigurasi 3GDT Surabaya Gambar 3.8 Konfigurasi 3GDT Surabaya Dari gambar diatas terlihat bahwa arsitektur jaringan 3GDT terdiri dari perangkatperangkat yang saling mendukung, yaitu sebagai berikut : BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 22

11 1. UTRAN (UMTS Terresterial Radio Access Network) Di dalam UTRAN terdapat beberapa elemen jaringan yang baru dibandingkan dengan teknologi 2G yang ada saat ini, yaitu RNC (Radio Network Controller). RNC (Radio Network Controller) RNC bertanggung jawab mengontrol radio resources pada UTRAN yang membawahi beberapa Node B, menghubungkan CN (Core Network) dengan user, dan merupakan tempat berakhirnya protokol RRC (Radio Resource Control) yang mendefinisikan pesan dan prosedur antara mobile user dengan UTRAN. RNC juga bertindak sebagai suatu consentrator site untuk trafik dan signalling. RNC dibangun dengan ATM switch, karena hubungan RNC dengan Core Network menggunakan interface ATM. Dengan menggunakan Iu over ATM, pengkodean kecepatan yang bervariasi dari suara maupun packet data dapat dilakukan dengan kapasitas transport yang terjaga dalam jaringan. 2. CN (Core Network) GPRS Core Network menyediakan mobility management, session management dan transport untuk paket Internet Protocol (IP) pada jaringan GSM dan WCDMA. Core network juga mendukung fungsi-fungsi tambahan seperti charging dan lawful interception. Seperti GSM, GPRS adalah sistem open standards dengan badan standarisasinya disebut 3GPP. a. GPRS Tunnelling Protocol (GTP) GPRS Tunnelling Protocol merupakan protokol yang melewatkan IP dari SGSN ke GGSN pada GPRS core network. GTP adalah protokol yang memungkinkan end users dari GSM atau WCDMA berpindah dari satu tempat ke tempat lain dengan tetap tersambung ke internet dengan koneksi dari lokasi ke Gateway GPRS Support Node (GGSN). GTP melewatkan data subscriber melalui Serving GPRS Support Node (SGSN) ke GGSN BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 23

12 yang menghandle session subscribers. GTP yang digunakan oleh GPRS core network adalah sebagai berikut : 1. GTP-U digunakan untuk transfer data dengan tunnel terpisah untuk tiap PDP context. 2. GTP-C digunakan untuk control: setup dan penghapusan PDP contexts verifikasi untuk GSN reachability updates, seperti: pergerakan subscribers dari satu SGSN ke SGSN lain. 3. GTP untuk transfer charging data dari GSN ke charging function. GGSN dan SGSN (keduanya disebut GSN) menerima pesan GTP-C (GTP-C messages) dengan UDP port 2123 dan GTP-U messages pada port Komunikasi ini berlangsung dalam single network atau bisa juga international roaming, yang dapat terjadi melalui GPRS Roaming Exchange (GRX). Charging Gateway Function (CGF) menerima pesan GTP (GTP messages) yang dikirim dari GSN dengan UDP port Core Network mengirimkan informasi charging ke CGF, termasuk waktu aktivasi PDP context dan kuantitas/quantity data end users yang telah ditransfer melalui core netwok. b. GPRS Support Nodes (GSN) GSN adalah network node yang mendukung GPRS pada GSM core network. Semua GSN harus mempunyai interface Gn dan support GPRS tunnelling protocol (GTP). Terdapat 2 jenis GSN, yaitu GGSN & SGSN. c. GGSN - Gateway GPRS Support Node Gateway GPRS support node (GGSN) berfungsi sebagai interface antara GPRS backbone network dan external packet data networks (radio network & IP network). GGSN mengkonversi GPRS packets dari SGSN ke packet data protocol (PDP) format yang sesuai (IP atau X.25) dan kemudian meneruskannya ke packet data network. Sebaliknya PDP address dari incoming data packets dikonversi ke GSM address untuk BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 24

13 mobile user. Re-address packets dikirimkan ke responsible SGSN. Dalam hal ini, GGSN menyimpan current SGSN address dari user dan profile-nya di location register. GGSN bertanggung jawab memberikan alamat IP dan berperan sebagai default router yang menghubungkan UE (User Equipment). GGSN juga melakukan fungsi authentication dan charging. d. SGSN - Serving GPRS Support Node Serving GPRS Support Node (SGSN) berperan sebagai pembawa data packets dari dan ke mobile station dalam geographical service area-nya. Fungsi lainnya adalah packet routing dan transfer, mobility management (attach/detach & location management), logical link management, dan authentication & charging. Location register SGSN menyimpan location information (misal, current cell, current VLR) dan user profiles (seperti, IMSI, address(es) digunakan di packet data network) dari semua user GPRS yang ter-register di SGSN ini. Fungsi SGSN secara umum: Tunnel paket GTP dari GGSN (downlink) Tunnel paket IP menuju GGSN (uplink) Mobility management, standby mode mobile yang bergerak dari Routing Area ke Routing Area lain. Billing user data. e. Access Point Sebuah access point adalah: Sebuah IP network yang memungkinkan sebuah mobile phone dapat terhubung. Sebuah kumpulan setting yang digunakan untuk koneksi. Opsi tertentu untuk setting di sebuah mobile phone. Ketika sebuah GPRS mobile phone set up PDP context, dipilih access point, yang dikenal sebagai Access Point Name (APN). Contoh: flextronics.mnc012.mcc345.gprs. BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 25

14 Contoh: internet Contoh: mywap Access point ini kemudian digunakan untuk query DNS ke private DNS network. Akhir dari proses ini (disebut APN resolution) GGSN memberikan IP address dan menservis access point. Sehinga PDP context dapat diaktifkan. f. PDP Context PDP context adalah data terstruktur yang terdapat di SGSN dan GGSN yang berisi subscriber session information ketika subscriber memiliki active session. Bila sebuah mobile phone ingin menggunakan GPRS, pertama kali harus attach dan kemudian mengaktifkan PDP context. Alokasi PDP context data structure di SGSN menyatakan bahwa subscriber sedang terhubung dan GGSN menservis subscribers access point. Data yang tersimpan berisi: IP address Subscribers IMSI Subscribers Subscribers Tunnel ID (TEID) di GGSN Tunnel ID (TEID) di SGSN Tunnel ID (TEID) adalah nomor yang dialokasikan oleh GSN menyangkut data yang ditunnel untuk PDP context tertentu. Terdapat 2 jenis PDP contexts: Primary PDP Context - Mempunyai unique IP address Secondary PDP Context - Share IP address dengan PDP context lainnya, - Dibuat berdasarkan PDP context existing (untuk men-share IP address). - Secondary PDP contexts bisa mempunyai Quality Of Service setting yang berbeda BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 26

15 Terdapat total 11 PDP contexts (dengan kombinasi Dasar dan Menengah) dapat hidup berdampingan. Selain itu arsitektur jaringan 3G juga memiliki beberapa buah antarmuka baru yang telah distandarisasi oleh ETSI yaitu : Gb - Interface antara Base Station Subsystem dan SGSN protokol transmisi bisa Frame Relay atau IP. Gn - IP Based interface antara SGSN dan SGSN lain dan (internal) GGSN. DNS juga berbagi interface ini. Uses the GTP Protocol. Gp - IP Based interface antara internal dan eksternal SGSN GGSN. Antara SGSN dan GGSN eksternal, ada Border Gateway (yang pada dasarnya adalah firewall). Juga menggunakan GTP Protocol. Ga - Antarmuka server yang CDRs (Accounting records) yang ditulis dalam GSN dan dikirim ke CG (Charging Gateway). Interface ini menggunakan GTP Protocol, dengan ekstensi yang mendukung CDRs (Called GTPâ atau GTP prime). Gr - Interface antara SGSN dan HLR. Pesan akan melalui interface ini menggunakan Map3 Protocol. Gd - Interface antara SGSN dan SMS Gateway. Dapat menggunakan MAP1, Map2 atau Map3. Gs - Interface antara SGSN dan MSC (VLR). Menggunakan BSSAP + Protokol. Interface ini memungkinkan stasiun paging dan ketersediaan ketika melakukan transfer data. Ketika stasiun terpasang ke jaringan GPRS, SGSN melacak yang RA (Routing Area) stasiun terpasang. Sebuah RA adalah bagian yang lebih besar LA (Location Area). Bila stasiun sudah paged informasi ini digunakan untuk melestarikan sumber daya jaringan. Ketika stasiun melakukan PDP Context, the SGSN memiliki stasiun BTS yang tepat adalah menggunakan. Gi - interface antara GGSN dan jaringan eksternal (Internet / WAP). Uses the IP protocol. Ge - Antarmuka antara SGSN dan SCP (Service Control Point). Uses the CAP Protocol. BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 27

16 Gx - kebijakan antarmuka antara GGSN dan CRF (Charging Rules Function). Hal ini digunakan untuk layanan provisioning pengisian data flow berdasarkan aturan. Gy - pengisian antarmuka antara GGSN dan OCS (Online Charging System). Menggunakan diameter protocol (DCCA aplikasi). Gz - pengisian antarmuka antara GSN dan CG (Charging Gateway). Menggunakan CDR (Accounting records). Seperti telah kita ketahui sebelumnya, fungsi dari 3GDT adalah lisensi-fitur opsional yang dikontrol dan berlaku untuk Sistem WCDMA saja. Fitur yang memisahkan 3GDT lalu lintas pengguna (Iu-U) dari kontrol lalu lintas (Iu-C). Pengendalian lalu lintas dan pengguna lalu lintas dari pengguna roaming ditangani oleh SGSN, sedangkan non-roaming, non-camel, lalu lintas pengguna diangkut dalam sebuah tunnel yang mengatur secara langsung antara RNC dan GGSN. 1 PDP konteks = 1 IP address + 1 TEID (Tunnel Endpoint Identifier) untuk setiap GTP-U tunnel end-point. Setiap simpul TEID menetapkan sendiri dan pesawat pengguna alamat IP. Gambar 3.9 Perbedaan Teknologi 3GDT dengan NON-3GDT Tugas utama SGSN adalah untuk menyediakan GGSN dan RNC dengan data yang sesuai. BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 28

17 Fitur yang memungkinkan 3GDT dalam meningkatkan muatan paket WCDMA Core Network (CN) dan bermanfaat ketika muatan melebihi batas SGSN. Dengan kata lain, 3GDT mem-baypass SGSN sehingga RNC dapat menghubungkan langsung ke GGSN dan menghilangkan hambatan pada SGSN. Biasanya, hal ini diharapkan terjadi ketika Turbo-3G High Speed Packet Access (HSPA) menjadi layanan pasar massal. 3GDT adalah sebuah fungsi opsional untuk arsitektur 3GPP saat ini, dalam modus Iu, yang memungkinkan SGSN untuk membangun tunnel pesawat pengguna langsung untuk muatan antara RAN dan GGSN dalam PS domain. Dalam non-3gdt skenario, SGSN tahu alamat tunnel antara RNC dan SGSN, sama dengan RNC tahu alamat tunnel antara SGSN dan RNC, dan tambahan SGSN dan GGSN mengetahui alamat antara mereka sendiri. Yaitu, dua tunnel yang ditetapkan untuk lalu lintas pesawat pengguna. Dalam skenario 3GDT, kedua-solusi tunnel diganti dengan tunnel langsung antara GGSN dan RNC bagi pengguna pesawat. Oleh karena itu, GGSN harus mengetahui alamat IP dan TEID dari RNC setiap saat. Cara yang sama, yang RNC harus mengetahui GGSN IP-address dan TEID. Karena non-roaming, non-camel dikendalikan lalu lintas payload WCDMA tidak lagi melewati SGSN, kebutuhan untuk perluasan kapasitas payload SGSN, sebagai lalu lintas meningkat, akan berkurang. Pengurangan kebutuhan untuk perluasan kapasitas adalah nilai khusus jika mengalami mobile broadband dan stasioner, payload intensif pelanggan dalam jaringan. Bidang berikut ini tidak didukung untuk 3GDT: GGSN prosedur memulai pembaruan. Kesalahan signaling antara SGSN-RNC-GGSN Prosedur untuk menggantung PDP context di SGSN dalam situasi kesalahan. Layanan Push dalam kesalahan situasi. layanan IMS (Internet Mobile Services), dan setelah itu, beberapa error skenario BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 29

18 S-CDR/G-CDR ketidaksesuaian selama, dan sesudah, kesalahan skenario. Keterbatasan ini akan dibuang di masa depan sejalan dengan evolusi desain di SGSN, GGSN dan masing-masing RNC. BAB III 3G Direct Tunnel (3GDT) 30