PERANCANGAN IMS BERBASIS SOFTSWITCH PADA WIRELESS CDMA CORE NETWORK DI MEA BANDUNG Dr.Rendy Munadi, Ir, MT 1, Anie Kurniawati 2

Transkripsi

1 PERANCANGAN IMS BERBASIS SOFTSWITCH PADA WIRELESS CDMA CORE NETWORK DI MEA BANDUNG Dr.Rendy Munadi, Ir, MT 1, Anie Kurniawati 2 1,2 Jurusan Teknik Elektro Sekolah Tinggi Teknologi Telkom rendymunadi@bdg.centrin.net.id 1, anie _tanuki@yahoo.com 2 Abstrak - Dalam bidang telekomunikasi saat ini ada kecenderungan adanya perpindahan dari teknologi wireline ke wireless, dari narrowband ke broadband, dan migrasi ke Next Generation Network (NGN) yaitu dari jaringan circuit switch ke jaringan packet switch. Next Generation Network (NGN) dirancang untuk memenuhi kebutuhan infrastruktur infokom abad ke 21. NGN harus mampu mengelola dan membawa berbagai macam trafik sesuai kebutuhan pelanggan yang terus berkembang. Konsep NGN yang lengkap meliputi juga teknologi yang tak mungkin diabaikan, yaitu teknologi wireless, baik untuk perangkat diam, bergerak lambat, maupun bergerak cepat, dengan berbagai rate data yang dibutuhkan. Konvergensi dan migrasi teknologi ke Next Generation Network (NGN) yang berdasarkan packet switch membuat jaringan seluler 3G dengan bandwidth yang lebih besar beralih ke penggunaan packet-based transport melalui sebuah langkah migrasi dari pengantaran voice melalui dedicated switched trunk ke pengantaran voice melalui core packet network. Penelitian dilakukan dengan merancang Konsep IMS untuk melengkapi teknologi NGN (Softswitch). Dengan adanya IMS pada jaringan maka akan terjadi konvergensi antara jaringan PSTN, wireless dan jaringan data. Jaringan PT.Telkom dengan IMS dapat mempertemukan tiga kekuatan besar, yaitu layanan voice yang menjadi andalan PSTN, mobility dan kekayaan layanan yang dimiliki seluler dan internet yang menjadi kekuatan jaringan IP. Berdasarkan perhitungan kapasitas bandwidth yang telah dilakukan dalam hal ini untuk layanan multimedia, maka konvergensi diatas dapat terakomodasi. Kata kunci : Softswitch, IP-Multimedia Sub-system, wireless CDMA 1. Pendahuluan Untuk mencapai standar all-ip core network diperkenalkan sebuah arsitektur IMS (IP Multimedia subsystem). IMS adalah sebuah core network IP multimedia dan Telephony yang ditetapkan oleh standar 3GPP dan 3GPP2. IMS adalah sebuah access bebas yang mendukung IP to IP session melalui wireline IP, CDMA, Paket data melalui GSM/EDGE/UMTS dan aplikasi paket data lainnya. IMS dapat memberikan voice terintegrasi dan layanan tambahan melewati multiple network seperti CDMA, GSM, WiFi, broadband atau wireline tanpa perlu pengembangan ulang yang kompleks, komunikasi multi-purpose dapat datang bersama-sama pada satu jaringan bahkan pada satu perangkat. Gambar 1. Arsitektur IP Multimedia Subsystem (IMS)[5] 2. Teknologi CDMA dan Wireless Softswitch 2.1 Teknologi CDMA 1. CDMA x Teknologi CDMA 2000 termasuk standar spesifikasi dari IMT-2000 yang merupakan pengembangan dari sistem cdmaone yang mampu mengakomodasi layanan data berkecepatan tinggi. CDMA 2000 memiliki dua fasa pengembangan yaitu CDMA x dan CDMA x. CDMA x merupakan teknologi generasi 2.75 yang memiliki tujuan untuk memberikan kecepatan sesuai persyaratan IMT-2000 yaitu 144 Kbps untuk aplikasi mobile, 384 Kbps untuk pelanggan kecepatan rendah, dan 2048 Kbps untuk pelanggan perkantoran. 2. CDMA xEV-DO CDMA xEV-DO adalah teknologi berbasis CDMA, EV adalah kependekan dari 'Evolution' dan DO dari ' Only'. Teknologi wireless CDMA xEV-DO (1x Evolution Only) memperkenalkan interface udara yang baru dengan tingkat data puncak 2.4 Mbps karena voice dan data dipisahkan dalam kanal yang berbeda, dan troughput rata-rata sekitar 600 Kbps pada forward link. 2.2 Wireless Softswitch Jaringan wireless Softswitch dapat mereduksi jumlah link dan kerumitan jaringan [1]. Penambahan Gateway MSC yang berbasis softswitch sebagai dasar pengembangan dalam mengimplentasikan IP- Multimedia Sub-system (IMS). Untuk hubungan dengan PSTN dibutuhkan sebuah Trunk Gateway. Dalam hal ini PT.Telkom telah mempunyai perangkat Trunk Gateway yang terletak di wilayah Bandung Centrum. Selain itu digunakan juga 1 buah Signaling Gateway agar jaringan wireless Softswitch dapat berinterworking dengan jaringan PSTN. Signaling Gateway diletakkan di wilayah Bandung Centrum. Signaling Gateway ini terhubung dengan jaringan SS7 dan jaringan IP. Berikut ini adalah konfigurasi jaringan softswitch: 1

2 Gambar 2. Konfigurasi Jaringan Softswitch 3. Perancangan IMS Berbasis Softswitch pada Wireless CDMA Core Network Ada beberapa tahapan dalam perancangan jaringan IMS berbasis Softswitch pada CDMA core network dapat digambarkan pada diagram alir berikut: Mulai Pendimensian Daerah perecanaan Perhitungan jumlah pelanggan Estimasi kebutuhan trafik Dimensioning jaringan Pembuatan skenario perancangan Analisa skenario perancangan Selesai Gambar 3. Tahapan perancangan 3.1 Pendimensian Daerah Perencanaan Pada tahap ini dilakukan pencarian data yang berkaitan dengan wilayah perencanaan dan jumlah penduduk serta kemungkinan layanan yang akan dibangun. Daerah perancangan meliputi wilayah Kota Bandung dan wilayah Kabupaten bandung. Berdasarkan sumber dari BPS, jumlah Penduduk wilayah Bandung pada tahun 2000 adalah sebanyak jiwa, tahun 2001 sebanyak jiwa, pada tahun 2002 sebanyak jiwa dan pada tahun 2003 sebanyak jiwa. Berdasarkan data di atas dapat dapat diramalkan jumlah penduduk hingga tahun Rekapitulasi hasil peramalan jumlah penduduk dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 1. Peramalan Jumlah Penduduk Bandung sampai tahun 2008 Jumlah Penduduk Perhitungan Jumlah Pelanggan CDMA x Berdasarkan informasi dari pihak Telkom, pada tahun 2003 jumlah pelanggan Flexi di wilayah MEA Bandung mencapai satuan sambungan, pada tahun 2004 pelanggan Flexi di MEA Bandung mencapai satuan sambungan, dan jumlah pelanggan untuk wilayah MEA Bandung terhitung sampai akhir bulan April 2005 mencapai satuan. Dari tahun 2003 ke 2004 pertumbuhan jumlah pelanggan Flexi sangat tinggi hal ini dikarenakan Produk Telkom Flexi masih baru diluncurkan pada tahun Berdasarkan data jumlah pelanggan pada tahun 2003 dan 2004, dapat dilakukan estimasi jumlah pelanggan sampai tahun 2008 dengan metode regresi linier sampai tahun Rekapitulasi hasil peramalan jumlah pelanggan dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Tabel 2. Peramalan Jumlah Pelanggan Flexi sampai tahun 2008 Jumlah Pelanggan Estimasi kebutuhan trafik Perhitungan estimasi trafik dilakukan mulai tahun 2005 sampai dengan tahun karena dari tahun 2005 sampai dengan tahun 2008 teknologi yang digunakan ada 2 macam yaitu CDMA 20001x dan CDMA xEV-DO, maka perhitungan estimasi trafik pun dibedakan berdasarkan spesifikasi masingmasing teknologi. Berikut ini adalah parameter dari CDMA x dan CDMA xEV-DO yang diperlukan untuk perhitungan estimasi trafik CDMA 20001x Berikut adalah beberapa parameter yang merupakan estimasi dari pihak Telkom Flexi. yaitu: Offered traffic suara ( A voice/sub ) = 64 me. Syarat GOS adalah 2 %. rate per pelanggan pada jam sibuk adalah 50 Kbps. 4 BHCA untuk setiap pelanggan. rate layanan suara = bps dan untuk layanan data = bps. CDMA 20001xEV-DO Syarat GOS adalah 2 %. rate layanan data = 2.4 Mbps Troughput perpelanggan pada jam sibuk: Suara (VoIP) = 20 Kbps (Internet) = 50 Kbps Video = 128 Kbps

3 Proses penghitungan trafik untuk layanan data dilakukan dalam bit per second (bps) sedangkan untuk layanan suara dilakukan dalam erlang Estimasi kebutuhan trafik suara Trafik suara adalah trafik yang dihasilkan oleh CDMA 20001x. Jumlah offered trafik suara dihitung berdasarka persamaan : A offered = A voice/sub Pv (1) Hasil perhitungan trafik suara per tahun dari tahun 2005 sampai dengan tahun 2008 dapat dilihat tabel dibawah. Tabel 3. Estimasi kebutuhan trafik suara Trafik Suara CDMA 20001x (Erlang) , , , , Estimasi kebutuhan trafik data Trafik data merupakan penjumlahan dari trafik data CDMA 20001x dan CDMA 20001xEV-DO. Offered trafik data dapat dihitung dengan persamaan : Pd Throughput x 8 bit / byte Offered traffic data 1 b bps 3600 Sedangkan jumlah kanal layanan data ditentukan dengan persamaan : Offered traffc data Nd (2) rate layanan data Perhitungan trafik data per tahun dari tahun 2005 sampai dengan tahun 2008 dapat dilihat tabel dibawah. Tabel 4. Estimasi kebutuhan trafik data CDMA 20001x (internet) CDMA 20001x EV-DO Video Suara (VoIP) Total Kbps Kbps KBps KBps Kbps , , Nama Perangkat MSC Tabel 5. Spesifikasi Produk MSC Samsung Saat ini PT. Telkom menggunakan MSC dari vendor samsung dengan nilai kapasitas call processing BHCA [3]. Dengan Asumsi koefien BHCA sebesar 0,7 (70% dari kapasitas sistem terpakai atau terbebani untuk menangani Call Attemp), maka Total Call Atemp dan Average Call Attemp dapat dihitung berdasarkan jumlah MSC dan kapasitasnya. Tabel 6. Jumlah Total dan Average Call Attemp MSC 2004 Pelangga n 2004 Koefisie n BHCA Jumla h MSC Kapasita s MSC , Total Call Attem p Averag e Call Attemp (Subs) 7,636 Jumlah Call Attemp yang didapatkan dari hasil perhitungan di atas merupakan total Call Attemp yang dilakukan oleh seluruh pelanggan di kota Bandung pada tahun Hal yang sama perlu dihitung juga demand Total Call Attemp pada tahun Tabel 7. Jumlah Total dan Average Call Attemp MSC 2008 Average Call Attemp (Subs) Pelanggan 2008 Spesifikasi Trafik yang dapat dilayani Maksimum Pelanggan Maksimum proses panggilan Demand Call Attemp 7, Erlang Mobile Fixed Subcriber BHCA Kenaikan Call Attemp ini akan mempengaruhi kapasitas dari sistem. Procesor akan semakin terbebani untuk menangani Call Attemp pada tahun Skenario Perancangan Pada saat ini PT. Telkom menggunakan teknologi CDMA 20001x dimana pada core voice terdapat MSC yang akan menagani layanan voice berbasis Circuit switch dan pada core data terdapat PDSN yang akan menangani layanan data berbasis packet switch yang akan terhubung langsung ke Internet Multimedia. Untuk menuju jaringan berbasis Softswitch, MSC pada core voice harus diinterkoneksikan dengan Gateway MSC dengan perantara Media Gateway. Perancangan IMS didahului dengan tersedianya GMSC, Media Gateway dan Signalling GateWay yang merupakan 3GPP Release 5 [2]. Pada Perancangan ini, komponen IMS meliputi CSCF yang terdiri dari C-CSCF, I-CSCF, dan P-CSCF tidak akan berdiri sendiri tetapi sudah digabungkan

4 dalam satu buah perangkat. Selain perangkat IMS, pada perancangan ini juga dibutuhkan perangkat lain yaitu HSS dan Server Aplikasi. Pada awalnya IMS akan diperkenalkan ke jaringan untuk menangani layanan non telephony, sedangkan layanan telephony akan ditangani oleh Gateway MSC server. IMS akan dihubungkan dengan PDSN, HSS dan Server Aplikasi. Kemudian akan dihubungkan dengan Gateway MSC menggunakan protokol SIP agar dapat melayani layanan VoIP. Jika diperkirakan teknologi Gateway MSC mulai diterapkan pada tahun 2006, maka teknologi IMS dapat diimplementasikan pada tahun Perhitungan jumlah kanal dapat dilihat pada tabel dibawah. Tabel 8. Jumlah kanal data Tahu n CDMA 20001x (internet) CDMA xEV-DO Video Suara (VoIP) (kanal) (kanal) (kanal) (kanal) Setelah mengetahui estimasi jumlah kanal data yang dibutuhkan sampai dengan tahun 2008 langkah selanjutnya adalah menghitung kapasitas bandwidth saluran yang dibutuhkan meliputi kapasitas PDSN dan kapasitas IMS Kapasitas PDSN Kapasitas PDSN yang dihitung adalah kapasitas bandwidth saluran dari PDSN ke internet dan kapasitas bandwidth saluran dari PDSN ke IMS. Berikut ini akan ditampilkan hasil perhitungan kapasitas PDSN. 1. Kapasitas bandwidth saluran PDSN ke internet Pada perancangan ini besarnya bandwidth upstream dan downstream yang digunakan berdasarkan pada spesifikasi teknologi CDMA x dan CDMA xEV-DO. Untuk CDMA x bandwidth upstream adalah 153,6 Kbps sedangkan untuk bandwidth downstream adalah 153,6 Kbps. Pada CDMA x EV-DO bandwidth upstream adalah 153,6 Kbps sedangkan bandwidth downstream adalah 2,4 Mbps. Perhittungan bandwidth saluran dapat dilakukan berdasarkan persamaan berikut: Bandwidth saluran = Jumlah kanal x (BWupstream + BWdownstream) Hasil perhitungan kapasitas bandwidth saluran dari PDSN ke internet dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 9. Kapasitas bandwidth saluran PDSN ke internet per tahun CDMA 20001x CDMA xEV- DO (internet) Total , , , , , , , , ,4 2. Kapasitas bandwidth saluran PDSN ke IMS Kapasitas bandwidth saluran dari PDSN ke IMS dapat dihitung berdasarkan penjumlahan jumlah trafik data CDMA xEV-DO. Jumlah trafik data yang dimaksud dalam hal ini adalah jumlah trafik untuk layanan VoIP dan layanan video, karena untuk layanan data (internet) akan langsung terhubung ke jaringan internet. Karena IMS akan diimplementasikan pada tahun 2008 maka hanya akan dihitung kapasitas bandwidth saluran untuk tahun 2008 saja. Perhitungan kapasitas bandwidth saluran dari PDSN ke IMS adalah sebagai berikut: Bandwidth saluran = Trafik VoIP + Trafik (3) Tabel 10. Kapasitas bandwidth saluran PDSN ke IMS tahun 2008 Video Suara (VoIP) Total Bps bps bps Kapasitas IMS Kapasitas IMS yang dihitung pada perancangan adalah kapasitas bandwidth saluran ke jaringan IP untuk layanan VoIP dan kapasitas bandwidth saluran ke video server yang terletak di server aplikasi untuk layanan video. Selain itu juga dihitung kapasitas bandwidth signaling ke Gateway MSC dan ke video server. 1. Kapasitas bandwidth saluran IMS ke jaringan IP (layanan VoIP) dan Video Server Sebelum melakukan perhitungan kebutuhan bandwidth perlu dilakukan segmentasi terhadap alokasi trafik, yaitu trafik untuk VoIP dan trafik untuk Signaling. Diasumsikan alokasi trafik untuk VoIP dan video server adalah 95% dan alokasi trafik untuk Signaling adalah 5%. Karena IMS akan diimplementasikan pada tahun 2008 maka perhitungan dilakukan hanya untuk tahun 2008 saja. Jumlah kanal untuk layanan VoIP dapat dilihat pada tabel di bawah. Tabel 11. Alokasi kanal VoIP dan signaling Jumlah kanal Kanal VoIP (95%) Kanal Signaling (5%) Perhitungan bandwidth VoIP ini akan menggunakan codec G.729a. Perhitungan yang digunakan adalah perhitungan bandwidth dengan metode full rate. Hasil perhitungan kapasitas bandwidth saluran dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Tabel 12. Kapasitas bandwidth saluran IMS ke jaringan IP tahun 2008 Bandwidth saluran Jumlah kanal

5 Jumlah kanal untuk layanan video server dapat dilihat pada tabel di bawah. Tabel 13. Alokasi kanal video dan signaling Jumlah Kanal video Kanal kanal (95%) Signaling (5%) Perhitungan bandwidth video ini menggunakan codec MPEG- 4. Penghitungan total bandwidth saluran dari IMS ke video server yang dibutuhkan dengan persamaan : B W = Jumlah Kanal x Bandwidth 1 kanal video 3.5 Konfigurasi Jaringan IMS Pada Jaringan PT.Telkom, IMS akan diletakkan di wilayah sentral tandem Bandung Centrum, karena wilayah Bandung Centrum merupakan pusat bertemunya semua saluran switching baik dari PSTN maupun dari seluler. IMS akan dihubungkan ke PDSN dan jaringan untuk menangani layanan data baik VoIP maupun video. Selain itu IMS dihubungkan dengan HSS, dimana HSS juga akan diletakkan di wilayah Bandung Centrum. Server Aplikasi akan diletaakkan pula di wilayah Bandung Centrum dan dihubungkan dengan jaringan IP. Berikut ini adalah konfigurasi IMS hasil perancangan: B W = Jumlah Kanal x 998,84 Kbps Tabel 14 Kapasitas bandwidth saluran IMS ke video server tahun 2008 Jumlah Bandwidth Saluran kanal ,28 2. Kapasitas bandwidth signaling IMS ke Gateway MSC Perhitungan kapasitas bandwidth signaling antara IMS dengan Gateway MSC digunakan untuk layanan VoIP. Penghitungan total bandwidth signaling yang dibutuhkan berdasarkan persamaan. B W = Jumlah Kanal x Bandwidth 1 kanal Signaling B W = Jumlah Kanal x 6,08 Kbps. Tabel 15. Kapasitas bandwidth signaling IMS ke Gateway MSC tahun 2008 Jumlah Bandwidth Signaling kanal ,84 3. Kapasitas bandwidth signaling IMS ke Video Server Perhitungan kapasitas bandwidth signaling antara IMS dengan video server digunakan untuk layanan video. Penghitungan total bandwidth signaling yang dibutuhkan berdasarkan persamaan. B W = Jumlah Kanal x Bandwidth 1 kanal Signaling B W = Jumlah Kanal x 6,08 Kbps. Tabel 16 Kapasitas bandwidth signaling IMS ke video server tahun 2008 Bandwidth Signaling Jumlah kanal ,2 Gambar 4. Konfigurasi IMS Hasil Perancangan 3.6 Analisa Skenario Perancangan Konsep IMS muncul untuk melengkapi teknologi NGN (Softswitch). Dengan adanya IMS pada jaringan maka akan terjadi konvergensi antara jaringan PSTN, wireless dan jaringan data. Jaringan PT.Telkom dengan IMS dapat mempertemukan tiga kekuatan besar, yaitu layanan voice yang menjadi andalan PSTN, mobility dan kekayaan layanan yang dimiliki seluler dan internet yang menjadi kekuatan jaringan IP. Konvergensi ini akan memberikan layanan multimedia dengan dukungan bandwidth yang memadai dan mobilitas tinggi. Implementasi IMS secara umum memiliki peluang dalam hal peningkatan revenue. Oleh karena itu sebagai langkah untuk meningkatkan pendapatan, operator telekomunikasi dalam hal ini PT.Telkom harus mencari dan mengidentifikasi layanan menarik yang dapat dikemas dengan akses dasar yang ditawarkan. Pengintegrasian beberapa media yang berbeda telah membuka kemungkinan kreasi layanan multimedia baru yang dibangun diatas jaringan IP. Fokus kreasi layanan diarahkan pada pengembangan layanan realtime person-to-person seperti Push-to-talk over Cellular (PoC).

6 4. Kesimpulan Dari hasil perancangan dan pendimensian jaringan IMS berbasis Softswitch pada wireless CDMA core network di MEA Bandung diperoleh kesimpulan sebagai berikut: 1. Dengan adanya IMS di dalam jaringan, diharapkan PT.Telkom dapat meningkatkan kreasi layanan pada jaringan seluler CDMA karena IMS merupakan teknologi yang dapat menyediakan konvergensi Multimedia. 2. Dari hasil perhitungan didapatkan kapasitas bandwidth saluran dari PDSN ke internet terjadi pada tahun 2008 yaitu ,4 Kbps. Sedangkan kapasitas bandwidth saluran dari PDSN ke IMS adalah Kbps. 3. Pada tahun 2008 kapasitas Bandwidth saluran dari IMS ke jaringan IP untuk layanan VoIP adalah Kbps dan dari IMS ke video server adalah ,28 Kbps. Sedangkan kapasitas bandwidth signaling dari IMS ke Gateway MSC adalah 139,84 Kbps dan dari IMS ke video server adalah 547,2 Kbps. [7] Badan Pusat Statistika. Kota Bandung Dalam Angka Bandung [8] RFC 3016 RTP Payload Format for MPEG-4 Audio/Visual Streams [9] Sweeny, John, and Kenneally, Valerie, and Pesch, Dirk, and Purcell, Craig, Efficient SIP based Presence and IM Services with SIP message compression in IST OPIUM, OPUM-Blue Paper, DAFTAR PUSTAKA [1] International Softswitch Consortium Wireless Working Group, Softswitch Applications in Wireless Core Networks An Overview, Version: April 18, [2] Patel, Girish, Nortel Networks and Dennett, Steven, Motorola, The 3GPP and 3GPP2 Movement Toward an All-IP Mobile Network, IEEE Personal Communications, August [3] Oh, Young Cheol, Technical Considerations of Broadband Convergence Network, Samsung Electronics Co., Ltd., ITU-MIC Symposium, Seoul, March 3, [4] Motorola, Motorola IP Multimedia Subsystem, White Paper, February [5] Lucent Technologies, IP Multimedia Subsystem (IMS) Service Architecture. [6] Atai, amir, Ph.D., and Sahai, Ajai, SIP-Enabled Gateway MSC: Linking WiFi Hot Spots with 2.5/3G Networks, Telica, March 31, 1004.

7