BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Penjelasan Umum Tentang Seluler PLMN (Public Land Mobile Network) atau komunikasi selular merupakan salah satu contoh teknologi telekomunikasi yang perkembangannya sangat pesat. Dimulai dengan generasi pertama (1G) tahun 1980-an, muncul generasi kedua (2G) tahun an, kemudian disusul generasi ketiga (3G) tahun 2000-an dan setelah tahun 2010-an segera meluncur generasi keempat (4G). Salah satu teknologi 1G adalah AMPS (Advanced Mobile Phone System), sementara GSM (Global System for Mobile Communication) dan cdmaone merupakan contoh teknologi 2G. WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) / UMTS (Universal Mobile Telecomunication System) dan CDMA2000 1X Ev-DV (Evolution Data and Voice) merupakan contoh teknologi 3G. Untuk teknologi 4G, terdapat LTE-A (Long Term Evolution Advanced) dari jalur 3GPP, dan WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) standar IEEE m dari jalur IEEE. 8

2 9 Peralatan komunikasi di pihak pengguna lazim disebut user equipment, kemudian terdapat subscriber station, serta mobile station (MS). Karena harus mampu melayani pengguna yang bergerak (moving) atau sekadar berpindah (nomadic), akses ke MS harus dilakukan secara nirkabel, khususnya memakai gelombang radio. Penggunaan gelombang radio inilah yang paling memiliki kekangan sumber daya (resource), terutama alokasi frekuensi radio. Akses radio pada 1G masih bersifat analog secara FDMA, sedangkan sejak 2G sudah digital, dengan akses TDMA pada GSM dan CDMA pada cdmaone. Dengan teknologi digital, disamping layanan suara, juga dapat diberikan layanan data ke MS. Pada awalnya, 2G mampu memberikan layanan data ke setiap MS hingga kecepatan beberapa kbps saja. Tren saat ini memperlihatkan bahwa kebutuhan atas layanan data semakin meningkat. Maka, 2G terus melakukan evolusi agar mampu memberikan layanan data dengan kecepatan bit semakin tinggi. Misalnya, GPRS (pada GSM) dan CDMA 1X-RTT sebagai hasil evolusi 2G, mampu memberikan layanan hingga kecepatan teoritis di atas 100 kbps. 3G dicirikan dengan kemampuan layanan hingga kecepatan teoritis sekitar 2 Mbps. Untuk mencapai syarat ini, CDMA 1XRTT melakukan evolusi ke CDMA 1X Ev-DV, sedangkan GSM terpaksa bermigrasi ke WCDMA (UMTS), yakni meninggalkan TDMA dan menggantinya dengan CDMA. Untuk 4G, diantara persyaratannya adalah kecepatan hingga puluhan Mbps. WCDMA bermigrasi ke LTE-A dengan akses secara OFDMA/SC-FDMA. Untuk 4G ini, WiMAX turut hadir dengan standar m, juga dengan akses secara OFDMA. Jadi, peerbedaan kecepatan yang memunculkan istilah 1G, 2G, 3G, dan 4G tersebut, dari

3 10 kacamata MS dapat dipandang sebagai peningkatan fantastis pada kecepatan bit yang dapat dinikmatinya. Dari sisi teknologi, kemunculan generasi baru selalu diwujudkan dengan evolusi atau bahkan migrasi. 2.2 Perkembangan Teknologi Seluler Teknologi Generasi 1G Sistem generasi pertama semuanya menggunakan teknologi analog yang pada umumnya lebih dikenal orang dengan AMPS (Advanced Mobile Phone System) yang bekerja pada frekuensi 800 MHz dan menggunakan metode akses FDMA (Frequency Division Multiple Access). Dalam FDMA, user dibedakan berdasarkan frekuensi yang digunakan di mana setiap user menggunakan kanal sebesar 30 KHz. Ini berarti tidak boleh ada dua user yang menggunakan kanal yang sama baik dalam satu sel maupun sel tetangganya. Oleh karena itu AMPS membutuhkan alokasi frekuensi yang besar. Perlu dicatat bahwa pada teknologi sistem analog ini juga digunakan digital signaling. Kata-kata analog dalam hal ini lebih menuju pada metode yang digunakan untuk mengirimkan informasi dalam jaringan telekomunikasi mobile tersebut. Teknologi ini hanya melayani komunikasi suara saja Teknologi Generasi 2G (GSM) Selain digunakan untuk komunikasi suara yang lebih baik, teknologi GSM juga memberikan layanan SMS (Short Message Service) dan transfer data dengan kecepatan

4 11 maksimal 9.6 kbps. Teknologi GSM telekomunikasi seluler modern 2G dan seterusnya memungkinkan komunikasi dua arah secara downlink dan uplink atau disebut sebagai duplex transmission. Ada dua cara duplex transmission yaitu FDD (Frequency Division Duplex) dan TDD (Time Division Duplex). Sistem GSM menggunakan teknik FDD di mana pentransmisian komunikasi secara uplink dan downlink menggunakan frekuensi yang berbeda. Jarak antara frekuensi uplink dan downlink disebut dengan duplex distance Teknologi Generasi 2.5G (GPRS/EDGE) a) GPRS (Global Packet Radio Service) Secara teori GPRS memberikan kecepatan akses antara 56 kbps sampai 115 kbps. Beberapa modifikasi dilakukan pada interface radio GSM untuk dapat mendukung GPRS, antara lain : Pembagian Packet Switch dan Circuit Switch Timeslot pada GSM akan dibagi untuk koneksi CS (Circuit Switch) dan juga untuk koneksi PS (packet switch). Yang dimaksud dengan koneksi CS adalah koneksi trafik suara dan SMS sedangkan koneksi PS adalah koneksi internet. Kanal fisik dapat digunakan untuk trafik GSM CS atau trafik GSM PS tetapi tidak dapat digunakan untuk kedua-duanya secara bersamaan. Bergantung pada beban trafik pada cell, kapasitas kanal GPRS yang tersedia dapat berkurang atau berlebih, karena umumnya trafik suara atau CS trafik memiliki prioritas yang lebih tinggi.

5 12 Pembagian Kanal Fisik Karakteristik pada koneksi CS adalah kanal fisik yang berupa timeslot hanya dapat digunakan oleh satu per sebuah timeslot-nya. Oleh sebab itu GSM CS tidak dapat membagi kanal timeslot-nya dengan pengguna yang lain. Berbalikan dengan GSM CS, pada GPRS PS kanal fisiknya dapat terbagi dengan pengguna lain. Untuk menangani multiplexing beberapa subcriber ke timeslot yang sama ditangani oleh software yang disebut MAC (Medium Access Control) dan hardware yang dinamakan PCU (Packet Control Unit). Koneksi PS tidak hanya digunakan pada jaringan core tetapi juga pada interface radio. Hal ini penting untuk dilakukan untuk mengoptimalkan penggunaan kanal koneksi PS di mana kebanyakan hambatan lambatnya koneksi internet terletak pada antarmuka radio yang memiliki jumlah kanal terbatas. Multislot Class Setiap pengguna jaringan GPRS akan memiliki kebutuhan jaringan yang berbeda (aplikasi internet yang berbeda, kecepatan yang berbeda) dan juga memiliki jenis MS yang berbeda kapasitas. PCU akan mengidentifikasi jenis MS dari multislot class-nya untuk menentukan jumlah timeslot yang dapat dibundel oleh MS secara uplink dan downlink. b) EDGE (Enhanced Data rate for Global Evolution) Kemunculan EDGE mengimplementasikan penyadian 8 PSK (Phase Shift Keying), penyandian yang memungkinkan pengiriman bit-bit informasi lebih cepat

6 13 dibandingkan penyandian sebelumnya yang dipakai oleh GSM yaitu GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). Kecepatan data secara teori yang dapat didukung oleh EDGE mencapai kbps, 3 kali jika dibandingkan dengan GPRS dalam hal pengiriman data secara paket. Gambar 2.1 Perbedaan teknik modulasi pada GPRS dan pada EDGE Teknologi Generasi 3G (UMTS/WCDMA) Sistem standar 3G yang dipakai di Indonesia menggunakan teknologi WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access), teknologi ini memungkinkan kecepatan mencapai 384 kbps. Teknologi WCDMA berbeda dengan teknologi jaringan radio GSM. Pada jaringan 3G dibutuhkan kualitas suara yang baik lagi, dan data rate yang semakin tinggi (mencapai 2 Mbps dengan menggunakan Release 99, dan mencapai 10 Mbps dengan menggunakan HSDPA) oleh sebab itu bandwidth sebesar 5 Mhz dibutuhkan pada

7 14 sistem WCDMA. Kemungkinan setiap user untuk mendapatkan bandwidth yang bervariasi sesuai permintaan layanan user adalah salah satu fitur keunggulan jaringan UMTS Teknologi Generasi 3.5G (HSPA) HSPA merupakan hasil pengembangan teknologi 3G gelombang pertama, Release 99 (R99). Sehingga HSPA mampu bekerja jauh lebih cepat bila dibandingkan dengan koneksi R99. Terkait jaringan CDMA, HSPA dapat disejajarkan dengan Evolution Data Optimized (EV-DO) yang merupakan perkembangan dari CDMA2000. Jaringan HSPA sebagian besar tersebar pada spektrum 1900 MHz dan 2100 MHz namun beberapa berjalan pada 850 MHz. Spektrum yang lebih besar digunakan karena operator dapat menjangkau area yang lebih luas serta kemampuannya untuk refarming dan realokasi spektrum UHF. HSPA menyediakan kecepatan transmisi data yang berbeda dalam arus data turun (downlink) dan dalam arus naik (uplink), terkait standar pengembangan yang dilakukan Third Generation Partnership Project (3GPP). Perkembangan lanjutan HSPA dapat semakin memudahkan akses ke dunia maya karena sarat fitur rapi dan canggih sehingga dapat mengurangi biaya transfer data per megabit. Berikut adalah jenis jenis dari HSPA.

8 15 High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) HSDPA merupakan salah satu protokol yang memperbaiki proses downlink atau penurunan data dari server ke perangkat (unduh)[1], dengan kecepatan mencapai 14,4 Mbit/s. Sedangkan proses uplink dalam teknologi HSDPA mencapai 384 kbit/s. Dengan kecepatan tersebut, pengguna perangkat bergerak dapat menerima data yang berukuran besar seperti lampiran pada , presentasi dalam bentuk Power Point, atupun dapat membuka halaman Web. Sebagai gambaran, jaringan HSDPA dengan kecepatan 3,6 Mbit/s dapat mengunduh data musik yang berukuran sekitar 3 Mb dalam waktu 8,3 detik dan data video yang berukuran 5 Mb dalam waktu 13,9 detik. HSDPA hadir sejak tahun 2006 di Eropa.[4] High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA) HSUPA merupakan salah satu protokol ponsel yang memperbaiki proses uplink atau penaikkan data dari perangkat ke server (unggah) yang mencapai 5,76 Mbit/s.Dengan kecepatan ini, pengguna dapat lebih mudah mengunggah tulisan, gambar, maupun video ke blog pribadi ataupun situs seperti YouTube hanya dalam waktu beberapa detik saja. HSUPA juga dapat mempermudah melakukan video streaming dengan kualitas DVD, konferensi video, game real-time, , dan MMS. Saat terjadi kegagalan dalam pengiriman data, HSUPA dapat melakukan pengiriman ulang. Tingkat kecepatan pengiriman juga dapat disesuaikan dengan keadaan ketika terjadi gangguan jaringan transmisi.hsupa diluncurkan secara komersial pertama kali pada awal tahun 2007.

9 16 High Speed Packet Access+ (HSPA+) HSPA+ atau disebut juga Evolusi HSPA adalah teknologi standar pita lebar nirkabel yang akan hadir dengan kemampuan pengiriman data mencapai 42 Mbit/s untuk downlink dengan menggunakan modulasi 64QAM dan 11 Mbit/s untuk uplink dengan modulasi 16QAM. Pengembangan lainnya pada HSPA+ adalah tambahan penggunaan antena Multiple Input Multiple Output (MIMO) untuk membantu peningkatan kecepatan data. HSPA+ memberikan pilihan berupa arsitektur all-ip (Internet Protocol) yang dapat mempercepat jaringan serta lebih murah dalam penyebaran dan pengendaliannya. Sampai Agustus 2009, terdapat 12 jaringan HSPA+ di dunia dengan kecepatan downlink mencapai 21 Mbit/s. Pelopornya adalah Telstra di Australia pada akhir 2008.[7] Sedangkan jaringan untuk kecepatan 28Mbit/s telah hadir untuk pertama kalinya di dunia dengan Italia sebagai negara perintisnya Teknologi Generasi 4G (LTE) Sistem 4G menyediakan solusi IP yang komprehensif dimana suara, data, dan arus multimedia dapat sampai kepada pengguna kapan saja dan dimana saja, pada rata-rata data lebih tinggi dari generasi sebelumnya. Bagaimanapun, terdapat beberapa pendapat yang ditujukan untuk 4G, yakni: 4G akan merupakan sistem berbasis IP terintegrasi penuh. Ini akan dicapai setelah teknologi kabel dan nirkabel dapat dikonversikan dan mampu menghasilkan kecepatan 100Mb/detik dan 1Gb/detik baik dalam maupun luar ruang dengan kualitas premium dan keamanan tinggi. 4G akan menawarkan segala jenis layanan dengan harga yang terjangkau. Setiap handset 4G akan langsung mempunyai nomor IP v6 dilengkapi dengan kemampuan untuk berinteraksi internet

10 17 telephony yang berbasis Session Initiation Protocol (SIP). Semua jenis radio transmisi seperti GSM, TDMA, EDGE, CDMA 2G, 2.5G akan dapat digunakan, dan dapat berintegrasi dengan mudah dengan radio yang di operasikan tanpa lisensi seperti IEEE di frekuensi 2.4 GHz & 5-5.8Ghz, bluetooth dan selular. Integrasi voice dan data dalam channel yang sama. Integrasi voice dan data aplikasi SIP-enabled. Kecepatan maksimum LTE bisa mencapai 299.6Mbps untuk mengunduh dan 75.4Mbps untuk mengunggah. Namun, operator seluler yang telah menyediakan jaringan ini, masih membatasi kapasitas dan kecepatan untuk pelanggannya. Pemerintahan di suatu negara juga punya cara yang berbeda mengatur pengalokasian rentang pita frekuensi. 2.3 Jaringan Seluler Generasi Kedua (2G) Secara umum jaringan seluler 2G memiliki 4 bagian utama, yakni : 1. MS (Mobile station), 2. BSS (Base Station Subsystem), 3. NSS (Network Switching Subsystem), 4. OSS (Operation and Support Subsystem).

11 18 Gambar 2.2 Arsitektur Jaringan 2G MS (Mobile station) Terdiri dari Mobile Equipment (ME) atau handset dan Subscriber Identity Module (SIM) atau Sim card yang berisi nomer identitas pelanggan BSS (Base Station Subsystem) Merupakan bagian dari jaringan yang menyediakan interkoneksi dari MS ke peralatan data switching. Serta bertanggung jawab atas semua fungsi fungsi radio di dalam sistem. BSS terdiri dari : Transcoder Controller ( TRC ) TRC menghubungkan BSS dengan kemampuan adaptasi kecepatan. Perangkat yang menjalankan adaptasi kecepatan disebut transcoder. Kecepatan bit per channel dikurangi dari 64 Kbps menjadi 16 Kbps. Hal ini mengamankan jalur transmisi antara MSC ke BSC.

12 19 Base Station Controller ( BSC ) BSC membawahi satu atau lebih BTS serta mengatur trafik yang datang dari BSC menuju MSC atau BTS lain. BSC juga mengatur manajemen sumber radio dalam pemberian frekuensi untuk setiap BTS dan mengatur handover, yakni perpindahan satu Mobile Equipment dari satu BTS ke BTS lainnya. Base Transceiver Station BTS) BTS merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio kepada MS. Dalam BTS terdapat kanal trafik yang digunakan untuk komunikasi. Satu BTS dapat melayani 1, 2, atau 3 cell. Beberapa BTS dikontrol oleh satu BSC. Gambar 2.3 Struktur BSS

13 NSS (Network Switching Subsystem) NSS Berfungsi sebagai sistem switching dalam jaringan seluler. Selain itu, NSS juga menangani fungsi fungsi network interfacing, common channel signaling, serta sebagai antar muka antara jaringan seluler dengan jaringan lainnya. Adapun NSS terdiri dari : Mobile Service Switching Centre (MSC) MSC didesain sebagai switch ISDN (Integrated Service Digital Network) yang dimodifikasi agar berfungsi untuk jaringan seluler. MSC juga dapat menghubungkan jaringan seluler dengan jaringan fixed. Fungsi lainnya dari MSC seperti : interface jaringan, common channel signaling, dll. Home Location Register (HLR) HLR merupakan database yang berisi data-data pelanggan yang tetap. Data-data tersebut antara lain: layanan pelanggan, layanan tambahan, serta informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (update). Visitor Location Register (VLR) VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area jaringan.

14 21 Authentication Centre (AuC) AUC berisi database yang menyimpan informasi rahasia yang disimpan dalam bentuk format kode. AUC digunakan untuk mengontrol penggunaan jaringan yang sah dan mencegah pelanggan yang melakukan kecurangan. Equipment Identity Register (EIR) Merupakan database terpusat yang berfungsi untuk validasi Internacional Mobile Equipment Identivity (IMEI) Inter Working Function Berfungsi sebagai interface antara jaringan GSM dengan jaringan ISDN. Echo Canceller Digunakan untuk sambungan dengan PSTN, berfungsi untuk mengurangi gema. Gambar 2.4 Struktur NSS

15 OSS (Operating and Support Subsystem) Sebagaimana sebuah sistem yang memerlukan elemen yang berfungsi untuk mengawasi serta mengontrol sistem yang sedang berjalan, maka di dunia seluler terdapat OSS yang merupakan fungsional terpenting untuk mengawasi dan mengontrol sebuah sistem yang ada. 2.4 Jaringan Seluler Generasi Ketiga (3G) Secara garis besar jaringan 3G hampir sama dengan arsitektur jaringan seluler pada umumnya, yang membedakan terletak pada sistem BSS atau RAN (Radio Access Network). Gambar 2.5 Arsitektur 3G

16 UTRAN UTRAN (UMTS Terestrial Radio Access Network) merupakan modifikasi total dari Radio Access Network (RAN) atau BSS (Base Station Subsystem). UTRAN terdiri dari Radio Network System (RNS), di mana setiap RNS meliputi RNC, dianalogikan dengan GSM BSC dan Node B sebagai BTS. Tidak seperti pada GSM interface hub bersifat terbuka, maksudnya bahwa operator jaringan dapat memperoleh Node B dari satu vendor dan RNC dari vendor lain. GSM BSC tidak terhubung satu dengan yang lainnya, sementara interface IUR menghubungkan antar RNC. Fungsi utama interface IUR adalah mendukung mobilitas inter-rnc dan soft handover antara Node B yang terhubung dengan RNC yang berbeda. Perangkat pelanggan adalah UE yang terdiri dari Mobile Equipment (ME) dan UMTS Subcriber Identity Module (USIM). UTRAN berhubungan dengan Ue lain melalui interface Uu. UTRAN berhubungan dengan CN melalui interface lu yang terdiri dari interface lu-cs yang mendukung layanan Circuit Switch. Interface lu-cs menghubungkan RNS ke MSC dan memilki kesamaan dengan interface A GSM. Interface li-ps menghubungkan RNC ke SGSN. Dalam 3GPP Rel. 1999, seluruh interface pada UTRAN, menggunakan Asynchronous Transfer Mode (ATM) sebagai mekanisme transport.

17 RNC RNC (Radio Network Controller) merupakan generasi penerus atau bentuk penyempurnaan dari BSC (Base Station Controller). RNC yang mengontrol Node B di bawahnya disebut dengan CRNC (Controlling RNC). CRNC bertanggung jawab mengatur frekuensi radio yang tersedia pada Node B. RNC yang menghubungkan UE dengan CN disebut SRNC (Serving RNC). Selama UE beroperasi, SRNC mengontrol sumber radio yang digunakan oleh UE dan mengakhiri interface lu ke dan dari CN untuk layanan yang digunakan oleh UE. UTRAN mendukung soft handover, terjadi antara Node B yang dikontrol oleh RNC yang berbeda. Selama dan setelah soft handover antara RNC, kemungkinan ditemukan situasi di mana UE berhubungan dengan Node B yang dikontrol oleh RNC tetapi bukan SRNC. RNC yang demikian disebut DRNC (Drift RNC). Apabila UE berpindah dan berpindah lagi dari Node B yang dikontrol oleh SRNC, hal ini menyebabkan SRNC tidak mampu mengontrol pergerakan UE sendiri, sehingga memungkinkan UTRAN memutuskan megalihkan pengontrolan hubungan ke RNC yang lain. Situasi ini disebut dengan Serving RNS (SRNS) relocation Node B Node B adalah unit fisik untuk mengirim atau menerima frekuensi pada sel. Node B tunggal dapat mendukung baik mode FDD maupun TDD dan dapat co-located dengan GSM BTS. Node B berhubungan dengan UE melalui interface radio Uu dan berhubungan dengan RNC melalui interface lub ATM. Tugas utama Node B adalah

18 25 mengkonversikan data antara interface lub dan Uu, termasuk Forward Error Correction (FEC), W-CDMA spreading atau dispreading dan modulasi QPSK pada interface radio. Node B mengukur kualitas dan kekuatan hubungan dan menentukan Frame Error Rate (FER), transmisi data ke RNC sebagai laporan pengukuran pada handover dan penggabungan macro diversity. Node B juga bertanggung jawab pada FDD soft handover. Penggabungan micro diversity di ruang bebas untuk mengurangi kebutuhan kapasitas transmisi tambahan pada Iub. Node B memungkinkan UE mengatur daya-nya menggunakan perintah downlink (DL), TPC (Transmission Power Control) melalui closed/inner-lop power control berdasarkan informasi uplink (UL) TPC Core Network Core Network mempunyai pengertian yang sama dengan NSS. Namun pada pekembangannya terdapat beberapa bagian yang berkembang sesuai dengan kebutuhan. Gateway GPRS Support Node Gateway GPRS Support Node (GGSN) adalah komponen utama dalam GPRS network. GGSN bertanggung jawab untuk internet working antara jaringan GPRS dan external Paket Switching network, seperti Internet dan jaringan X.25.

19 26 Dari sudut pandang network, GGSN adalah sebuah router yang menghubungkan sub-network, karena GGSN memiliki infrastruktur GPRS dari external network. Ketika GGSN menerima data yang dialamatkan ke spesifik user, GGSN mengecek apakah user aktif atau tidak. Jika user aktif, GGSN meneruskan data ke SGSN yang menangani mobile user, jika tidak aktif data akan di hapus. Di sisi lain, paket mobile asli akan dirouting ke network yang benar oleh GGSN. GGSN adalah kunci utama yang mengaktifkan mobility dari user terminal dalam jaringan GPRS/UMTS. Pada intinya, GGSN membawa keluar tugas dalam GPRS yang sama ke Home Agent di mobile IP. GGSN perlu menjaga routing ke Tunnel Protocol Data Unit (PDU) ke SGSN yang merupakan bagian Mobile station (MS). GGSN mengkonversi paket GPRS yang datang dari SGSN ke dalam format Packet Data Protocol (PDP) (contoh: IP atau X.25) dan mengirimkannya pada paket data network yang sesuai. Di lain hal, alamat PDP yang datang dari paket data dikonversikan ke dalam alamat tujuan GSM user. Pengalamatan paket kembali dikirimkan ke SGSN yang bertanggung jawab. Untuk tujuan ini, GGSN menyerahkan alamat user SGSN yang sekarang dan profile-nya dalam Location register. GGSN bertanggungjawab pada alamat IP dan router default yang terkoneksi user equipment (UE). GGSN juga melakukan autentikasi dan charging function. Fungsi lain dari GGSN adalah subscriber screening, IP Pool management dan address mapping, QoS dan PDP context enforcement. Pada desain LTE, GGSN berubah menjadi SAE gateway (dengan SGSN menjadi MME).

20 27 Serving GPRS Support Node Serving GPRS Support Node (SGSN) bertanggung jawab terhadap pengiriman paket data dari dan ke mobile station (MS) dalam area service geograpichal yang sama. SGSN juga bertugas me-routingkan paket dan mentransfernya, mobility management (plug/unplug dan lokasi management), logical link management, autentikasi dan charging function (CF). Location register dari SGSN yang menyediakan informasi lokasi (seperti: keberadaan cell, keberadaan VLR) dan profile user (seperti: IMSI, alamat yang digunakan dalam paket data network) dari semua GPRS user yang terregistrasi dengan SGSN ini. 2.5 LTE SAE (4G) Sisi arsitektur LTE dikenal dengan suatu istilah SAE (System Architecture Evolution) yang menggambarkan suatu evolusi arsitektur dibandingkan dengan teknologi sebelumnya. Secara keseluruhan (high level architectur/arsitektur tingkat tinggi), LTE mengadopsi teknologi EPS (Evolved Packet System). Didalamnya terdapat tiga komponen penting yakni UE (User equipment, E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network), dan EPC (Evolved Packet Core) User equipment (UE) User equipment adalah perangkat datam LTE yang terletak paling ujung dan berdekatan dengan user. Peruntukan User equipment pada LTE tidak berbeda dengan UE pada UMTS atau teknologi sebelumnya. Pada Bagian User equipment terdapat dua

21 28 bagian penyusun yakni ME (Mobile Equipment) dan UICC (Universal Integrated Circuit Card) E-UTRAN Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network atau E-UTRAN adalah sistem arsitektur LTE yang memiliki fungsi menangani sisi radio akses dari UE ke jaringan core. Berbeda seperti teknologi sebelumnya yang memisahkan NodeB dan RNC menjadi elemen tersendiri, pada sistem LTE E-UTRAN hanya terdapat satu komponen yakni Evolved Node B (enodeb) yang telah menggabungkan fungsi keduanya. ENodeB secara fisik adalah suatu base station yang terletak dipermukaan bumi (BTS Greenfield) atau ditempatkan di atas gedung-gedung (BTS Rooftop). Pada enodeb LTE memungkinkan dilakukan protocol control plane dan air interface user plane secara bersamaan dalam satu unit tersebut. Sehingga perbedaan tersebut menghilangkan sisi hirarki pada sisi Radio Network. Bila pada arsitektur UTRAN NodeB hanya memiliki konektifitas dengan RNC sehingga apabila NodeB ingin berkomunikasi dengan NodeB lainnya harus melewati RNC. Hal tersebut menimbulkan ketidak efisienan karena menimbulkan delay time. Namun pada LTE hal tersebut dapat diminimalisirkan karena enodeb langsung dapat berhubungan dengan enodeb lainnya. ENodeB memiliki 2 interface sekaligus yakni interface S1 untuk hubungan dengan EPC, dan interface X2 untuk hubungan langsung antar enodeb. Fungsi dari X2 sendiri adalah untuk mendukung akses komunikasi dan penerusan paket trafik pada saat UE melakukan handover. Perlu diingat bahwasanya interface X2

22 29 merupakan suatu logical interface dan bukan berupa physical interface. Dengan adanya interkoneksi inilah maka dikenal sebagai flat network architecture. enodeb memiliki dua tugas penting yakni yang pertama adalah sebagai radio transmitter dan receiver. Dan yang kedua adalah mengontrol low-level operation semua mobile user dengan cara mengirim suatu sinyal tertentu berupa pesan seperti pada saat proses handover. Pada proses kedua ini enodeb memegang prinsip seperti NodeB dan fungsi Radio Network Controller (RNC) pada jaringan UMTS. Dengan hal ini akan meningkatkan eflslensi dan optimalisasi dengan mengurangi latency yang muncul ketika proses pertukaran informasi antara jaringan dengan UE pada saat handover. Pada saat enodeb berkomunikasi dengan mobile user maka kondisi ini disebut dengan "Serving enodeb Evolved Packet Core (EPC) EPC adalah sebuah system yang baru datam evolusi arsitektur komunikasi seluler, sebuah system dimana pada bagian core network menggunakan all-ip-sebuah kerangka konvergensi yang berbasis packet realtime dan layanan non-realtime yang dibentuk oleh 3GPP Release 8 standar (yang telah selesai pada Q1 2009). EPC menyediakan fungsionalitas core mobile yang pada generasi ponsel sebelumnya (2G, 3G), memiliki dua bagian yang terpisah yaitu sub-domain : Circuit- Switched (CS) untuk voice dan Packet-Switched (PS) untuk data. Seperti ditunjukkan Gambar 2.6 dibawah ini, pada LTE, kedua sub-domain ini, dimana pengolahan dan switching antara mobile voice dan data, akan bersatu datam sebuah domain IP tunggal.

23 30 LTE akan menjadi system yang dari end-to-end nya akan menggunakan IP yaitu dari Evolve NodeB (LTE Base Station), EPC dan sampai kepada domain applikasi (IMS atau non-ims). Gambar 2.6 Perbedaan Core Mobile pada 2G/3G dengan EPC EPC sangat penting untuk layanan pengiriman IP secara end-to-end pada LTE. Selain itu, berperan dalam memungkinkan pengenalan model bisnis baru, seperti berbagi kemitraan/pendapatan dengan pihak ketiga konten dan penyedia aplikasi. EPC adalah gerbang untuk pengenalan layanan baru yang inovatif dan pemberdayaan aplikasi baru (Gambar 2. 7). Dengan adanya EPC yang memiliki high-performance dan mempunyai kapasitas yang besar pada all-ip di Core Network membuat LTE memberikan layanan realtime yang lebih baik dan menyajikan berbagai layanan media yang kaya dengan

24 31 meningkatkan Quality of Experience (QoE). EPC meningkatkan kinerja jaringan dengan pemisahan kontrol dan data dan melalui arsitektur IP yang ramping dimana akan mengurangi hierarki antara elemen data seluler (misalnya, koneksi data dari enodeb hanya melintasi melalui gateway EPC). Gambar 2.7 Aplikasi layanan dengan adanya EPC EPC dengan sistem arsitektur jaringan all-ip dalam mobile network akan berimplikasi pada : Layanan Mobile, karena semua komunikasi suara, data dan video akan dibangun pada protocol IP Interworking arsitektur baru dengan generasi sebelumnya (2G/3G) Skalabilitas sangat dibutuhkan untuk mengatasi peningkatan dalam jumlah besar untuk koneksi langsung ke terminal pengguna, pelipatan penggunaan bandwidth, dan mobilitas terminal yang bergerak dinamis.

25 32 Keandalan dan availability setiap elemen untuk menjamin kelangsungan layanan untuk mengatasi perbedaan jaringan dan layanan, EPC harus mampu ikut pada jaringan yang sudah ada. Secara umum gambaran aliran data pada LTE ditunjukkan seperti pada Gambar 2.8 berikut: Gambar 2.8 Aliran data pada LTE Pada EPC, ada 4 bagian utama yang penting datam mendukung jaringan LTE, yaitu: MME, SGW, PGW, dan PCRF yang ditunjukkan di Gambar 2.9 berikut ini.

26 33 Gambar 2.9. Bagian utama pada EPC Mobility Management Entity (MME) Mobility management Entity (MME) merupakan elemen kontrol utama yang terdapat pada EPC. Biasanya pelayanan MME pada lokasi keamanan operator. Pengoperasiannya hanya pada control plane tidak meliputi data user plane. MME juga mempunyai koneksi control plane secara langsung pada UE, dan koneksi ini digunakan primary control channel antara UE dan jaringan. Fungsi utama MME pada arsitektur jaringan LTE adalah sebagai berikut : 1. Authentication and security ketika UE pertama kali melakukan registrasi ke jaringan, MME memulai authentikasi, diikuti performansinya; pada saat menemukan permanen UE berdasarkan identitas dari jaringan sebelumnya atau UE tersebut; permintaan dari Home Subscription service (HSS) pada home network UE mengarah pada authentikasi yang terdiri atas penolakan authentikasi-respon parameter yang berpasangan; pengiriman penolakan ke UE; dan membandingkan respon penerima dari UE ke salah satu penerima di

27 34 home network. Fungsi ini diperlukan untuk menjamin permintaan UE. MME boleh melakukan authentikasi ulang ketika diperlukan atau secara periodik. MME dapat menghitung UE ciphering dan integrity protection key dari master key penerima yang mengarah pada authentikasi dari home network, dan MME mengontrol pengaturan E-UTRAN untuk memisahkan control plane dan user plane. Fungsi ini digunakan untuk melindungi komunikasi dari penyadapan dan dari perubahan oleh orang yang tidak berhak. Untuk melindungi rahasia UE, MME juga mengalokasikan tiap UE pada sebuah identitas yang sementara disebut Global Unique Temporary Identity (GUTI), sehingga perlu untuk mengirimkan identitas permanen UE International Mobile Subscriber Identity (IMSI) dengan meminimasi radio interface. GUTI boleh dialokasikan kembali, misalnya secara periodik untuk mencegah UE yang tidak berhak melihatnya. 2. Mobility management; MME menjaga jalur lokasi semua UE yang berada pada service area. Ketika UE pertama kali melakukan registrasi ke jaringan, MME akan membuat sebuah entry untuk UE, dan mengalokasikan sinyal ke HSS pada UE home network. MME request supaya mencocokkan sumber dan di set up pada enodeb, seperti pada S-GW yang menyeleksi UE. MME akan menjaga jalur lokasi UE sampai level enodeb, jika UE tetap terhubung, misalnya komunikasi sedang aktif atau pada level tracking area, yang mana sekelompok enodeb mendapati kasus UE sedang datam kondisi Idle, dan pemeliharaan pada jalur komunikasi data tidak diperlukan. MME mengontrol pengaturan dan pembubaran berdasarkan sumber perubahan aktivitas UE. MME juga

28 35 berpartisipasi datam pengontrolan sinyal handover kondisi aktif antara UE dan enodeb, S-GW atau MME. MME membutuhkan perubahan setiap enodeb, karena ada pemisahan Radio Network Controller untuk menyembunyikan kejadian ini. Saat UE dalam kondisi Idle lokasinya akan dilaporkan secara periodik, atau ketika bergerak ke jalur area lain. Jika data diterima dari jaringan eksternal saat UE sedang Idle, maka MME akan memberitahu dan mengirimkan permintaan ke enodeb pada jalur area yang akan diduduki oleh UE. 3. Managing Subscription Pro File dan Service connectivity; saat UE melakukan registrasi ke jaringan, MME akan bertanggung jawab untuk mendapatkan kembali profil pelanggan dari home network, MME akan mengirimkan informasi ini selama melayani UE. Profil ini ditentukan apakah koneksi Packet Data Network ke UE seharusnya dialokasikan pada jaringan pelengkap. MME akan secara otomatis melakukan set up secara default, yang memberikan koneksi UE berbasis IP. Ini termasuk proses signalling control plane dengan enodeb dan SGW. MME memerlukan pengaturan secara dedicateuntuk layanan yang menguntungkan dari treatment yang tinggi. MME melakukan permintaan untuk melakukan pengaturan secara dedicate dari S-GW jika permintaan yang sebenarnya dari operator service domain, atau langsung dari UE, jika UE memerlukan koneksi untuk layanan yang tidak diketahui oleh operator service domain, dan tidak ada inisiasi dari sana.

29 36 Gambar 2.10 Fungsi-fungsi pada MME Gambar 2.10 menunjukkan fungsi-fungsi pada MME. Koneksi MME yang mengelilingi node logic, dan merangkum fungsi utama interface tersebut. Pada prinsipnya MME dikoneksikan ke MME yang lain datam system tersebut, tetapi koneksinya dibatasi hanya ke satu operator jaringan saja. Remote koneksi antara MME digunakan ketika UE bergerak sangat jauh sementara register daya menurun pada MME yang baru, kemudian mendapatkan kembali identitas permanen UE, International Mobile Subscriber Identity (IMSI), dari kunjungan MME sebelumnya. Koneksi inter-mme dengan MME tetangganya digunakan ketika terjadi handover. Koneksi pada sejumlah HSS juga memerlukan dukungan. HSS dialokasikan pada setiap user home network, dan menemukan rute berdasarkan IMSL. Tiap MME akan dikonfigurasikan untuk mengontrol S-GW dan enodeb. Antara enodeb dan S- GW juga akan dikoneksikan ke MME yang lain. MME melayani sejumlah UE datam waktu yang sama, sementara tiap UE akan dikoneksikan pada satu MME pada suatu waktu.

30 Serving Gateway (S-GW) Pada arsitektur jaringan LTE, level fungsi tertinggi S-GW adalah jembatan antara manajemen dan switching user plane. S-GW merupakan bagian dari infrastruktur jaringan sebagai pusat operasional dan maintenance. Ketika interface S5/S8 berbasis GTP, S-GW akan menjembatani ke semua interface pada user plane. Pemetaan antara IP service flow dan GTP tunnel dilakukan di P-GW, dan S-GW tidak memerlukan koneksi ke PCRF. Semua kontrol dihubungkan ke GTP tunnel, dan yang datang dari MME atau P-GW. Ketika interface S5/S8 menggunakan PMIP, performansi S-GW akan diperlihatkan antara IP service flow pada S5/S8 dan GTP tunnel pada interface S1-U, dan akan dikoneksikan ke PCRF untuk menerima pemetaan informasi. Peranan S-GW sangat sedikit pada fungsi pengontrolan. Hanya bertanggung jawab pada sumbernya sendiri, dan mengalokasikannya berdasarkan permintaan MME, P-GW atau PCRF, yang memerlukan set up, modifikasi atau penjelasan pada UE. Jika permintaan diterima oleh P-GW atau PCRF, S-GW juga akan memberitahukan MME sehingga dapat mengontrol hubungan dengan enodeb. Ketika MME menginisiasikan permintaan, S-GW akan memberikan sinyal pada P-GW atau PCRF, tergantung apakah S5/S8 berbasis GTP atau PMIP. Jika interface S5/S8 berbasis PMIP, maka data pada interface tersebut akan menjadi IP flow di satu GRE tunnel untuk tiap UE, sedangkan jika menggunakan S5/S8 berbasis GTP tiap interface harus mempunya GTP tunnel tersendiri. Meskipun SGW mendukung S5/S8 PMIP bertanggung jawab datam proses pengumpulan, misalnya pemetaan IP flowp ada

31 38 interface S5/S8 untuk dibawa ke interface S1. Fungsi pada S-GW ini disebut Bearer Binding dan Event Reporting Function (BBERF). Terlepas dari mulai signalling yang dihasilkan BBERF selalu menerima informasi bearer binding dari PCRF. Selama terjadi perpindahan antara enodeb, S-GW berlabuh pada perpindahan local. MME memerintahkan S-GW untuk membangun hubungan dari satu enodeb ke enodeb yang lainnya. MME juga mengirimkan permintaan ke S-GW untuk menyediakan tunnelling resources untuk data forwarding, ketika dibutuhkan forward data dari sumber enodeb ke enodeb tujuan selama UE melakukan handover. Skenario mobilitas juga termasuk perubahan dari S-GW ke yang lain, dan MME mengontrol perubahan ini dengan menghapus tunnel pada S-GW yang lama dan mengaturnya pada S-GW yang baru. Pada semua aliran data yang masuk ke UE pada mode koneksi, S-GW menyampaikan data antara enodeb dan P-GW. Meskipun, ketika UE pada kondisi Idle, sumber di enodeb akan dibebaskan, dan data dijalur terminasi pada S-GW. Jika S-GW menerima packet data dari P-GW seperti tunnel, packet tersebut akan diletakkan di buffer, dan MME mengirimkan permintaan untuk menginisiasi paging UE. Paging tersebut menyebabkan UE terhubung kembali, dan ketika tunnel dikoneksikan lagi, packet yang berada di buffer akan segera dikirim. S-GW akan memonitor data yang terdapat pada tunnel, dan mungkin juga diperlukan pengumpulan data untuk accounting dan user charging. S-GW juga berfungsi untuk Lawful Interception, yang artinya kemampuan untuk memonitor user datam pengiriman data supaya dilakukan pemeriksaan lebih lanjut.

32 39 Gambar 2.11 Fungsi-fungsi pada S-GW Gambar 2.11 merangkum fungsi-fungsi pada S-GW. SGW berhubungan dengan node logic yang lain, dan fungsi utamanya pada interface tersebut. Semua interface mempunyai konfigurasi satu ke banyak dilihat dari point S-GW. Satu buah S-GW hanya melayani area geografis yang khusus dengan dibatasi pengaturannya oleh enodeb, dan dibatasi pengaturannya oleh MME yang mengontrol area tersebut. S-GW seharusnya mampu menghubungkan ke banyak P-GW dalam suatu jaringan, karena P- GW tidak berubah selama mobilitas, sementara S-GW lokasinya berubah, ketika UE bergerak. Untuk membangun koneksi ke sebuah UE, S-GW akan selalu memberikan sinyal hanya dengan sebuah MME, dan point user plane ke sebuah enodeb suatu waktu. Jika sebuah UE diijinkan melakukan koneksi ke banyak PDN melalui P-GW yang berbeda, kemudian S-GW melakukan koneksi secara terpisah. jika interface S5/S8 berbasis PMIP, S-GW akan terhubung ke sebuah PCRF untuk memisahkan tiap UE menggunakan P-GW.

33 40 Pada kasus indirect data forwarding dimana data user plane di-forward diantara enodeb melalui S-GW. Tidak ada spesifikasi untuk nama interface yang diasosiasikan untuk interface antara S-GW, karena formatnya pasti sama dengan interface S1-U, dan, S-GW menganggap bahwa mereka berkomunikasi langsung dengan enodeb. Kasus ini terjadi jika indirect data forwarding mengambil tempat hanya melalui satu buah S- GW, misalnya antar enodeb dapat dikoneksikan ke SGW yang sama Packet Data Network Gateway (PDN-GW) Sama halnya dengan SGW, Packet Data Network Gateway (PDN GW) adalah komponen penting pada LTE untuk melakukan terminasi dengan Packet Data Network (PDN). Adapun PDN GW ini mendukung : 1. Policy enforcement features 2. Packet filtering 3. Charging support pada LTE, trafik data dibawa oleh koneksi virtual yang disebut dengan service data flows (SDFs) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.12 dibawah ini. SDFs ini dibawah oleh bearer yang berasal dari pipa QoS yang berbeda-beda Gambar 2.12 Koneksi virtual dengan SDF

34 41 Satu bearer, data antara UE dan PDN, terdapat 3 segmen, yaitu: Radio bearer yaitu antara UE dan enodeb Data bearer (S1 ) yaitu antara enodeb dan SGW Data bearer (S5) yaitu antara SGW dan PGW Packet Data Network Gateway (P-GW, juga sering dikenal sebagai PDN-GW) adalah edge router antara EPS dan external Packet Data Network. Ia memiliki level tertinggi pada system, dan biasanya bertindak sebagai pelengkap IP point pada UE. Performansinya memperoleh trafik dan fungsi filtering dibutuhkan untuk menanyakan layanan. Sama seperti S-GW di tempatkan di operator premise pada sebuah lokasi yang terpusat. Secara khusus P-GW mengalokasikan IP address ke UE, dan UE dapat melakukan komunikasi dengan IP host lain pada external network, seperti internet. Ia juga mempunyai external PDN yang mana UE dihubungkan menggunakan alokasi address UE tersebut, dan semua trafik P-GW tunnel ke jaringan. IP address selalu dialokasikan pada saat UE request ke PDN, yang terjadi ketika UE terhubung ke jaringan, dan secara berurutan ketika dibutuhkan koneksi PDN baru. Performansi P-GW diperlukan fungsi Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), atau query external DHCP server, dan mengirimkan address ke UE, juga dynamic-auto configuration didukung oleh standard tersebut. Hanya IPv4 dan IPv6 atau kedua address yang boleh dialokasikan tergantung keperluan, dan UE menandai apakah ingin menerima Attach signaling, atau jika mengharapkan performansi konfigurasi address setelah link layer terhubung.

35 42 P-GW termasuk PCEF, yang artinya memperoleh performansi dan fungsi filtering diperlukan oleh policy set pada UE dan pertanyaan layanan, dan ia mengumpulkan serta melaporkan yang berhubungan dengan informasi pembebanan. Trafik user plane antar a P-GW dan external network terbentuk dari paket IP yang terdiri dari variasi IP service flow. Jika interface S5 /S8 yang mengarah pada S-GW berbasis GTP, performansi P-GW memetakan antara W data flow ke GTP tunnel, yang merepresentasikan bearer tersebut. P-GW menset up bearer berdasarkan request dari PCRF atau dari S-GW, yang menyampaikan informasi dari MME. Pada kasus selanjutnya, P-GW juga membutuhkan interaksi dengan PCRF untuk menerima perkiraan informasi policy control, jika tidak dikonfigurasikan pada P-GW secara local. Jika interface S5/S8 berbasis PMIP, P-GW memetakan service flow dari external network yang terdiri dari satu UE ke single GRE tunnel, dan semua pengontrolan informasi di-exchange hanya dengan PCRF. P-GW juga berfungsi sebagai monitoring data flow untuk tujuan accounting, sebagaimana lawful interception.

36 43 Gambar 2.13 Fungsi-fungsi pada P-GW Gambar 2.13 merangkum fungsi-fungsi pada P-GW. P-GW merupakan level mobility paling tinggi pada sistem tersebut. Ketika UE bergerak dari satu S-GW ke yang lain, bearer di-switch pada P-GW. P-GW akan menerima informasi untuk men-switch aliran tersebut dari S-GW baru. Koneksi P-GW dikelilingi node logic, dan daftar fungsi utama pada interface ini. Tiap P-GW dikoneksikan ke satu atau lebih PCRF, S-GW dan external network. Pada UE yang dikelompokkan dengan P-GW, hanya ada satu S- GW, tetapi koneksi ke banyak external network, dan secara berurut ke banyak PCRF kemungkinan didukung, jika koneksi ke multiple PDN diperlukan melalui satu P-GW Policy and Charging Rules Function (PCRF) Kemajuan yang ada pada Release 7 dari 3GPP datam hal policy dan charging melahirkan definisi baru untuk sebuah aturan datam konvergensi antar arsitektur jaringan untuk memungkinkan optimalisasi interaksi antara kebijakan (policy) dan

37 44 aturan (rules). Pada R7 evolusi ini melibatkan node jaringan baru, yang dinamakan dengan PCRF (Policy and Charging Rules Function), yang merupakan gabungan dari Policy Decision Function (PDF) dan Charging Rules Function (CR). Sedangkan pada Release 8 lebih meningkatkan fungsi PCRF dengan memperluas ruang lingkup Policy dan Charging Control (PCC) yaitu sebuah kerangka kerja yang digunakan untuk memfasilitasi akses non-3gpp ke dalam network (Wi-Fi atau IP fix broadband). Dalam proses kontrol policy dan charging secara umum pada 3GPP dikenal dengan Policy and Charging Enforcement Function (PCEF) yang berperan dalam mendukung pendeteksian aliran layanan data, policy enforcement dan aliran (flow) berbasis charging. Ada juga bagian yang dikenal dengan Application Function (AF) yang berfungsi untuk mengontrol beberapa fungsi-fungsi policy dan charging dari jaringan luar yang akan masuk ke EPC. Seperti contohnya pada IMS, AF dilaksanakan oleh Proxy Call Session Control Function (P CSCF). Gambar 2.14 Hubungan antara PCRF dengan elemen lain

38 45 PCRF merupakan bagian dari arsitektur jaringan yang mengumpulkan informasi dari dan ke jaringan, sistem pendukung operasional, dan sumber lainnya (seperti portal) secara real time, yang mendukung pembentukan aturan dan kemudian secara otomatis membuat keputusan kebijakan untuk setiap pelanggan aktif dijaringan. Jaringan seperti ini mungkin menawarkan beberapa layanan, kualitas layanan (QoS) tingkat, dan aturan pengisian. PCRF dapat menyediakan jaringan solusi agnostik (wireline dan wireless) dan juga dapat mengaktifkan pendekatan multidimensi yang membantu dalam menciptakan menguntungkan dan platform inovatif untuk operator. PCRF juga dapat diintegrasikan, dengan platform yang berbeda seperti penagihan, rating, pengisian, dan basis pelanggan atau juga dapat digunakan sebagai entitas mandiri Home Subscription Server (HSS) Home Subscription Server (HSS) merupakan tempat penyimpanan data pelanggan untuk semua data permanen user. HSS juga menyimpan lokasi user pada level yang dikunjungi node pengontrol jaringan, seperti MME. HSS adalah server database yang dipelihara secara terpusat pada premises home operator. HSS menyimpan copy master profil pelanggan, yang berisikan informasi tentang layanan yang layak untuk user tersebut, termasuk informasi tentang diijinkannya koneksi PDN, dan apakah roaming ke jaringan tertentu diijinkan atau tidak. Untuk mendukung antara mobility non 3GPP, HSS juga menyimpan identitas yang digunakan P-GW. Kunci permanen yang digunakan untuk menghitung pada arah authentication

39 46 yang dikirim kejaringan yang dituju untuk authentication user dan memperoleh serangkain kunci untuk enkripsi dan perlindungan secara integritas disimpan pada Authentication Center (AuC), yang mana secara khusus bagian dari HSS. Pada semua signaling dihubungkan pada fungsi ini, HSS berinteraksi dengan MME (Gambar 7. 10). HSS melakukan koneksi dengan setiap MME pada semua jaringan, dimana UE diijinkan untuk berpindah. Pada tiap UE, HSS merekam pada MME suatu waktu dan segera melaporkan MME baru yang melayani UE tersebut, HSS akan membatalkan lokasi dari MME sebelumnya. 2.6 Circuit Switched Fallback (CS fallback) CS fallback pada EPS (Evolved Packet System)/LTE memungkinkan penyediaan service voice dan service CS lainnya dengan menggunakan kembali infrastuktur CS eksisting ketika UE di-serving oleh E-UTRAN. CS fallback memungkinkan perangkat yang ter-serving E-UTRAN menggunakan GERAN atau UTRAN untuk melakukan sambungan ke kanal CS. Fungsi ini hanya tersedia jika coverage E-UTRAN dilampaui oleh coverage GERAN ataupun UTRAN.

40 Arsitektur & Fungsi fungsi UTRAN Iu-ps SGSN Uu Um GERAN Gb S3 Iu-cs A Gs MSC Server LTE-Uu S1-MME UE E-UTRAN MME SGs a) User equipment (UE) Gambar 2.15 Arsitektur CS fallback Untuk melakukan CS fallback sebuah UE harus support baik sistem GSM, UMTS ataupun LTE. Dan juga UE harus support fungsi berikut: Prosedur kombinasi EPS/IMSI attach, update dan detach. CS fallback prosedur b) E-UTRAN Pada CS fallback E-UTRAN bertugas untuk meneruskan permintaan call CS domain ke UE dan juga mengarahkan UE ke target cell CS yang memenuhi kriteria c) MME Pada CS fallback MME mempunyai tugas sebagai berikut:

41 48 Mengambil VLR number dan LAI dari TAI cell yang sedang di-serving, atau menggunakan VLR number default dan LAI Menjaga hubungan interface SGs dengan MSC/VLR untuk EPS/IMSI attached UE. Men-trigger panggilan ke enodeb (ketika MSC-S memanggil UE) Menginisiasi IMSI detach pada EPS detach. d) SGs Interface SGs digunakan untuk mobility management dan prosedur panggilan antara EPS dan CS domain. e) MSC/VLR MSC/VLR bertugas untuk menjaga hubungan interface SGs dengan MME.

42 Mobile Originating Call Gambar 2.16 Alur CSFB Mobile Originating Call 1. UE mengirim Extended Service Request ke MME untuk melakukan panggilan Circuit Switch 2. MME mengirim S1 AP message ke enodeb bahwa UE harus handover ke UTRAN ataupun GERAN untuk melakukan panggilan Circuit Switch. 3. enodeb mengirim pilihan target target cell UTRAN atau GERAN untuk melakukan handover dan UE akan menentukan cell mana yang lebih baik sesuai dengan parameter yang telah disetting. 4. enodeb mengirim request handover ke RNC ataupun BSC setelah UE menentukan cell yang terbaik untuknya. 5. enodeb mengarahkan UE ke target cell UTRAN ataupun GERAN. 6. UE melakukan inisiasi panggilan Circuit Switch normal.

43 50 7. UE terhubung ke panggilan Circuit Switch Mobile Terminating Call fallback. Pada digambar bawah ini akan dijelaskan bagaimana alur dalam melakukan CS Gambar 2.17 Alur CSFB Mobile Terminating Call 1. MSC mendapat IAM message yang berisi UE mendapatkan panggilan Circuit Switch. 2. MSC mengirimkan paging request ke UE, melalui MME dan enodeb 3. UE mengirim Extended Service Request ke MME untuk melakukan panggilan Circuit Switch 4. MME memberi perintah bahwa UE harus handover ke UTRAN atau GERAN untuk melakukan panggilan Circuit Switch.

44 51 5. enodeb mengirim pilihan target target cell UTRAN atau GERAN untuk melakukan handover dan UE akan menentukan cell mana yang lebih baik sesuai dengan parameter yang telah disetting. 6. enodeb mengirim request handover ke RNC ataupun BSC setelah UE menentukan cell yang terbaik untuknya. 7. enodeb mengarahkan UE ke target cell UTRAN ataupun GERAN. 8. UE melakukan inisiasi panggilan Circuit Switch normal. 9. UE terhubung ke panggilan Circuit Switch. 2.7 CSFB Execution Success Rate CSFB adalah parameter KPI yang menunjukkan sukses atau tidaknya proses circuit switch fallback dari jaringan 4G LTE ke jaringan WCDMA ataupun GERAN. Parameter ini dibangun dari formula: W + G X 100% A F W = Number of RRC redirections from E-UTRANs to WCDMA network triggered by CS fallback G = Number of RRC redirections from E-UTRANs to GERANs triggered by CS fallback A = L.CSFB.PrepAtt F = CSFB Preparation Success Rate Fail Parameter inilah yang akan menjadi acuan berhasil atau tidaknya penerapan CS Fallback to GERAN sebagai solusi ketika CS Fallback to WCDMA bermasalah.

45 Timing Advance dan Timing Propagation Timing Advance (dalam sistem GERAN dan LTE) ataupun Timing Propagation (dalam sistem WCDMA) adalah salah satu parameter yang dapat digunakan untuk menganalisis coverage dari suatu sistem jaringan. Timing Advance (GERAN/LTE) atau Timing Propagation (WCDMA) mempermudah untuk mengetahui distribusi UE yang terserving dari cell-nya, berdasarkan signal propagation delay antara UE dan BTS. UE menerima data dari BTS, dan 3 time slots kemudian UE mengirim data ke BTS. Ini cukup bila UE dekat dengan BTS, tetapi jika UE berjarak jauh maka harus menghitung delaynya. Tabel 2.1 TA LTE Table 2.3 TP WCDMA Tabel 2.2 TA GERAN TA Index TA (LTE) Jarak m TP Index TP (WCDMA) Jarak m TA Index TA (GERAN) Jarak m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m > m > 3744 m > 4400 m