ANALISIS ANTRIAN SMSC PADA GSM

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISIS ANTRIAN SMSC PADA GSM Oleh PARMANTORO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA 2007

2 LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR Di Susun Oleh Nama : PARMANTORO NIM : Jurusan Peminatan Judul : Teknik Elektro : Teknik Telekomunikasi : ANALISIS ANTRIAN SMSC PADA GSM Disetujui dan Diterima Pembimbing Koordinator Tugas Akhir (Ir. Said Attamimi, MT ) (Yudhi Gunardi, ST. MT) Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elektro (Ir. Budi Yanto, Msc) ii

3 LEMBAR PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : PARMANTORO NIM : Jurusan Fakultas : Teknik Elektro : Teknologi Industri Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya buat dan susun ini hasil pemikiran serta karya saya seorang. Tugas Akhir ini tidak dibuat oleh pihak lain, kecuali kutipan-kutipan referensi yang telah disebutkan sumbernya. Jakarta, Maret 2007 PARMANTORO iii

4 ABSTRAK Perkembangan teknologi telekomunikasi yang sangat cepat saat ini melahirkan komunikasi bergerak. Yaitu komunikasi bergerak seluler berbasis teknologi digital yang di kenal dengan nama GSM (Global Service for Mobile). Salah satu layanan tambahan GSM adalah SMS (short Message Service), yaitu fasilitas pengiriman message (pesan) diantara pelanggan GSM. Ada tiga input yang diproses di SMSC (short message service centre), yaitu MOC-MTC, notifikasi dan broadcast. Proses pengiriman message dilakukan melalui kanal pensinyalan yang terpisah dari kanal voice, yang dikenal dengan nama SS7 (signaling system No, 7). Saat pengiriman, message dipancarkan dari Hand phone ke BTS (base transceiver station), kemudian diteruskan ke BSC (base station centre), MSC (mobile switching centre), baru selanjutnya masuk ke SMSC (short message service centre) Message yang datang lebih banyak dari dari kapasitas server SMS sehingga message yang datang atau masuk diantrikan. Pola kedatangan message mengikuti distribusi Poisson, distribusi pelayanan deterministic dengan kecepatan 10 message perdetik. Tugas akhir ini membahas dan menganalisa Dalam system ini diamati waktu tunggu rata-rata dalam antrian adalah jumlah pelanggang, tingkat broadcast, tingkat broadcast sebesar 30% sudah sangat membebani server, jumlah notifikasi dan waktu pengiriman broadcast yang berhubungan dengan rata-rata jumlah pelanggan yang aktif. iv

5 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, Puji syukur kehadirat Allah SWT, Yang Maha Pengasih serta Maha Penyayang. Atas Rahmat, bimbingan dan ijin-nya akhirnya Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini sebagai syarat akhir untuk meraih gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana. Didalam penulisan Tugas Akhir ini penulis sangat banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini perkenankan penulis menyampaikan rasa terima kasih yang dalam dan sebesar besarnya kepada semua pihak yang telah membantu penulis, yaitu kepada : 1. Orang tua penulis yang telah membesarkan, mendidik serta membimbing penulis dalam menjalani kehidupan. 2. Istri dan anak-anak penulis yang telah memberikan motivasi, inspirasi dan waktu penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini 3. Bapak Ir. Said Attamimi selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah meluangkan waktu untuk memberikan saran, pengarahan dan bimbingan yang berguna bagi penulis. 4. Bapak Yudhi Gunardi, ST. MT selaku Koordinator Tugas Akhir. 5. Bapak Ir. Budi Yanto, Msc selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana. 6. Seluruh Dosen dan Karyawan jurusan Teknik Elektro Universitas Mercubuana selama penulis menimba ilmu. 7. Rekan-rekan PT. INDOSAT yang telah banyak membantu dan memberikan dukungan data data yang dibutuhkan oleh penulis. 8. Semua rekan-rekan dan teman Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu v

6 Buana. 9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis sudah mengupayakan untuk menyelesaikan tugas akhir ini dengan sebaik mungkin namun dengan segenap keterbatasan sumber daya (waktu, pengalaman dan wawasan) yang dimiliki, penulis menyadari bahwa hasil yang dicapai masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu segenap masukan sangat penulis harapkan demi mencapai hasil yang lebih memuaskan. Akhir kata, semoga Laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca. Apabila ada kesalahan, karena semata-mata kekhilafan penulis. Untuk itu penulis mohon maaf yang sebesar besarnya Jakarta, Maret 2007 Parmantoro vi

7 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR PERNYATAAN ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG MASALAH TUJUAN PEMBATASAN MASALAH METODE PENULISAN SISTEMATIKA PENULISAN 3 BAB II TELEPATH SMSC PADA GSM ARSITEKTUR JARINGAN GSM NSS (NETWORK SWITCHING SUBSYSTEM) MSC (MOBILE SWITCHING CENTRE) HLR (HOME LOCATION REGISTER) VLR (VISITOR LOCATION REGISTER) EIR (EQUIPMENT IDENTITY REGISTER) AUC (AUTHENTICATION CENTER) BSS (BASE STATION SUBSYSTEM) BTS (BASE TRANSMITION STATION) BSC (BASE STATION CONTROLLER) OMS (OPERATION AND MAINTENANCE SUBSYSTEM) MSS (MOBILE STATION SUBSYSTEM) ARSITEKTUR TELEPATH SMSC SMS PLATFORM SHORT MESSAGE SERVICE SERVIS DAN ELEMEN SERVIS ELEMENT SHORT MESSAGE SERVICE ARSITEKTUR JARINGAN 19 II III IV V VII vii

8 PROTOKOL SMS PROSEDUR SMS PENTRANSFERAN ALERT PROTOKOL DAN ARSITEKTUR PROTOKOL PELAYANAN YANG DISELENGGARAKAN SHORT MESSAGE TRANSFER LAYER (SM-TL) PELAYANAN YANG DISELENGGARAKAN OLEH SHORT MESSAGE RELAY LAYER (SM-RL) PELAYANAN YANG DISELENGGARAKAN OLEH CONNECTION MANAGEMENT SUB-LAYER (CM-SUB LAYER) PROSEDUR HUBUNGAN MOC-MC, NOTIFIKASI DAN BORADCAST MOC MTC PENGIRIMAN ALERT NOTIFIKASI IMPLEMENTASI SIGNALLING SYSTEM NO 7 PADA GSM MESSAGE TRANSFER PART SIGNALLING CONECTION CONTROL PART (SCCP) TRANSACTION CAPABILITIES APPLICATION PART (TCAP) MOBILE APPLICATION PART (MAP) 42 BAB III TEORI DASAR SISTIM ANTRIAN PENDAHULUAN STRUKTUR DASAR SISTIM ANTRIAN POLA KEDATANGAN ( PATTERN OF ARRIVAL) DISTRIBUSI WAKTU PELAYANAN DAN KECEPATAN PELAYANAN DISIPLIN ANTRIAN RUMUS LITTLE SISTEM DELAY (SISTEM ANTRIAN/DELAY SYSTEM) ANTRIAN M/M/1 51 BAB IV ANALISIS ANTRIAN STRATEGI PENGIRIMAN MESSAGE PENGIRIMAN MESSAGE KEMBALI 56 viii

9 4.3. ANALISIS WAKTU TUNGGU DALAM ANTRIAN 59 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN SARAN DAFTAR PUSTAKA 66 ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Blok diagram SMSC 2 Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan GSM 5 Gambar 2.2 SMS Platform 10 Gambar 2.3 Realisasi MN-AIM 14 Gambar 2.4 Short Message Mobile Originating 28 Gambar 2.5 Short message mobile terminating 30 Gambar 2.6 Layer Protokol untuk Pelayanan SMS Point to Point 32 Gambar 2.7 Unit-unit yang tergabung dalam MOC 35 Gambar 2.8 Pengiriman Message Sukses dai MOC 35 Gambar 2.9 Unit-unit yang tergabung dalam MTC. 35 Gambar 2.10 Pengiriman message Sukses dari MTC 36 Gambar 2.11 Unit-unit yang tergabung dalam Pengiriman Alert 36 Gambar 2.12 Pengiriman Alert 36 Gambar 2.13 Komunikasi VMS dan SMSC 37 Gambar 2.14 Proses komunikasi antara VMS dan SMSC 38 Gambar 2.15 Arsitektur Signalling System No.7 39 Gambar 2.16 Pemodelan Pelayanan pada MAP 43 Gambar 3.1 Sistim antrian server tunggal 46 x

11 DAFTAR TABEL DAN GRAFIK Tabel 4.1 Waktu tunggu rata-rata untuk jumlah pelanggan berubah, broadcast dan notifikasi tetap. 59 Tabel 4.2 Waktu tunggu rata-rata untuk broadcast berubah, jumlah pelanggan 125 ribu dan notifikasi tetap 61 Tabel 4.3 Waktu tunggu rata-rata untuk notifikasi berubah, jumlah pelanggan dan tingkat broadcast tetap. 62 Tabel 4.4 Waktu tunggu rata-rata untuk waktu broadcast berubah, notifikasi (10%), jumlah pelanggan (50-ribu) dan tingkat broadcast (10%) tetap 63 Grafik 4.1 Waktu tunggu rata-rata untuk jumlah pelanggan berubah, notifikasi dan broadcast tetap 60 Grafik 4.2 Waktu tunggu rata-rata untuk broadcast berubah, jumlah pelanggan dan notifikasi berubah 61 Grafik 4.3 Waktu tunggu rata-rata untuk notifikasi berubah, jumlah pelanggan dan broadcast tetap 62 Grafik 4.4 Waktu tunggu rata-rata untuk waktu broadcast berubah, jumlah pelanggan, notifikasi dan tingkat broadcast tetap 63 xi

12 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Perkembangan teknologi telekomunikasi yang sangat cepat saat ini melahirkan komunikasi bergerak. yaitu komunikasi bergerak seluler berbasis teknologi digital yang di kenal dengan nama GSM (Global System for Mobile Communication). Penggunaan GSM tidak terbatas pada komunikasi suara saja tapi bisa juga digunakan untuk komunikasi data, yang biasa disebut dengan Telepath SMSC. Komunikasi data ini tidak menggunakan kanal suara. Pertukaran informasi dilakukan dengan menggunakan kanal khusus untuk keperluan signaling dari transfers data, ini yang deikenal sebagai SS7 (Signalling System No.7) Dengan transfers data melalui kanal khusus untuk pensinyalan terdapat beberapa keuntungan antara lain. Mampu menangani trafik yang tinggi Mempunyai fleksibilitas yang tinggi untuk aplikasi service baru. Status signaling tidak tergantung kepada status Call karena link signaling terpisah dari link voice. Kecepatan transmisi yang tinggi sebesar 64 Kbps Terdapat dua type SMS yaitu SMS point to point dan SMS cell broadcast. SMS point to point adalah fasilitas yang dimiliki pelanggan untuk mengirim message ke pelanggan lain dengan alamat tertentu. SMS broadcast merupakan kemampuan server SMS untuk mengirim message ke semua pelanggan yang aktif di area pelayanannya. 1

13 2 SMS point to point mampu mampu menangani 3 (tiga) input yaitu : MOC- MTC, notifikasi dan broadcast. MOC-MTC merupakan komunikasi point to point antar pelanggan. Notifikasi merupakan fasilitas Voice Mailbox System (VMS) yang dimiliki sebagian pelanggan, jika pelanggan yang dihubungi non aktif maka voice akan di simpan di VMS-nya dan VMS akan memberikan notifikasi saat pelanggan aktif bahwa pelanggan telah mendapat dihubungi dan/atau mendapat Voice Message. Blok diagram SMSC seperti pada gambar di bawah ini : 1.2 Tujuan Gambar 1.1 Blok diagram SMSC Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah Menganalisa antrian yang terjadi dalam telepath SMSC pada GSM 1.3 Pembatasan Masalah Telepath SMSC pada GSM merupakan transfers data melalui kanal pensinyalan SS7. SMS terdiri dari 176 karakter, 16 karakter merupakan header dan 160 karekter message. Dengan adanya tiga macam input serta jumlah message yang dipancarkan besar sedangkan kapasitas system terbatas maka akan terjadi antrian. Yang menjadi pertanyaan dalam penulisan ini adalah bagaimana proses penanganan antrian pada SMSC, dan parameter apa saja yang mempengaruhi antrian.

14 3 Pembatasan masalah dibatasi khusus untuk SMS point to point. Saat pengiriman, message dipancarkan dari Hand phone ke BTS (base transceiver station), kemudian diteruskan ke BSC (base station centre), MSC (mobile switching centre), baru selanjutnya masuk ke SMSC (short message service centre) Message yang datang lebih banyak dari kapasitas server SMS sehingga message yang datang atau masuk diantrikan. Pola kedatangan message mengikuti distribusi Poisson, distribusi pelayanan deterministic dengan kecepatan 10 message perdetik. 1.4 Metode Penulisan Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah : a. Metode Studi Literatur. Penulis mengumpulkan bahan-bahan/literatur yang berkaitan dengan sentral, manajemen trafik dan rekayasa trafik. b. Metode Deskriptif Pendekatan analisis dari system antrian untuk telepath SMSC yang dibantu dengan simulasi. 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini terdiri dari 5 bab, yaitu : BAB I PENDAHULUAN Berisikan latar belakang masalah, maksud dan tujuan, pembatasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI Berisikan penjelasan tentang teori Arsitektur GSM dan operasi GSM, Konfigurasi SMSC dan Signalling System No.7. Sistem antrian.

15 4 BAB III SISTEM ANTRIAN Berisi tentang penentuan parameter teori antrian. BAB IV ANALISIS ANTRIAN Berisikan tentang analisis antrian SMSC pada GSM BAB V KESIMPULAN Berisikan kesimpulan analisis, saran dan daftar pustaka

16 BAB II TELEPATH SMSC PADA GSM 2.1.Arsitektur Jaringan GSM Arsitektur dari jaringan GSM dapat dilihat sebagai berikut : BSS BTS BTS BTS BTS BSC BSC TC TC NSS HLR/ AuC AuC MSC/VLR/ SSP SSP IN Core IN IN Other Network PSTN PSTN ISDN ISDN PLMN PLMN MS BSS SGSN SGSN GGSN GGSN GPRS Core SMSC SMSC VMS VMS VAS NMS MSS Billing Billing System System Internet World Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan GSM Jaringan GSM terdiri dari empat bagian utama : 1. NSS (Network Switching Sub System) 2. BSS (Base Station Subsystem) 3. OMS (Operation and Maintenance Subsystem) 4. MSS (Mobile Station Subsystem) NSS (Network Switching Subsystem) Ada lima komponen utama dalam NSS yaitu : MSC (mobile service switching centre), HLR (home location register), VLR (visitor location register), EIR (equipment identity register) dan AuC (authentication center). 5

17 6 Komponen jaringan dari subsystem secara fungsional dihubungkan dengan pensinyalan yang berhubungan dengan panggilan dari pelanggan bergerak. Simpul jaringan membentuk komponen jaringan, dari subsistem jaringan membentuk komponen jaringan dari subsistem switching. Satu atau lebih komponen jaringan dapat ditempatkan pada satu simpul jaringan MSC (Mobile Switching Centre) MSC menyelenggarakan semua fungsi switching yang diperlukan untuk MS yang berada dalam MSC service area dan bertanggung jawab untuk routing dan switching bagi semua panggilan dari originator ke destinator. MSC merupakan inti jaringan GSM yang berfungsi untuk menghubungkan pelanggan bergerak ke PSTN atau ke pelanggan bergerak lainnya. Dalam penanganan penerimaan panggilan MSC dapat mengakses informasi terakhir dari status panggilan dan posisi panggilan. MSC juga melakukan proses handover sambungan yang ada diantara subsystem base station dalam jaringan atau ke MSC lain untuk menjaga penyambungan tetap berlangsung pada saat MS melakukan roaming HLR (Home Location Register) Adalah suatu data base yang menyimpan data posisi/lokasi yang actual dari pelanggan. MSC menggunakan data itu untuk meroutekan panggilan yang datang ke pelanggan yang dipanggil. HLR disebut juga sebagai basis data statis. Ada dua jenis data yang disimpan dalam HLR yaitu: 1. Informasi subscriber seperti data tentang teleservices atau data tentang bearer service, supplementary service dan lain-lain. Data seluruh penggan tersebut tercatat pada HLR.

18 7 2. Informasi lokasi, khusus untuk melayani permintaan dari VLR tentang alamat dari pelanggan yang dianggap baru. Pemberitahuan tentang lokasi pelanggan ini digunakan agar dapat mengaktifkan sinyal yang akan menghubungi alamat pelanggan yang di tuju. Nomor identitas yang disimpan dalam HLR adalah : IMSI (International Mobile Subscriber Identity), merupakan nomor identitas yang unik dari subscriber pada jaringan GSM. MSISDN (Mobile Station ISDN number), merupakan nomor identitas yang unik dari subscriber pada PSTN/ISDN. MSRN (Mobile Subscriber Identity), merupakan system penomoran sementara yang digunakan untuk me-routing suatu panggilan yang berada dalam area pelayanan tertentu VLR (Visitor Location Register) VLR menyimpan informasi tentang pelanggan yang memasuki area pelayanannya. VLR dapat dianggap basis data pelanggan yang dinamis yang secara intensif bertukar data dengan HLR. Hubungan kedua basis data ini memungkinkan MSC mensetup panggilan yang masuk dan keluar dalam area pelayanan MSC tersebut. Dengan adanya struktur dua layer basis data yaitu HLR dan VLR, GSM mendifinisikan bahwa HLR hanya menyimpan informasi secara dasar (misalnya berupa alamat VLR yang dikunjunginya, data service dan lain-lain), sedangkan VLR menyimpan informasi secara detail misalnya area lokasi yang digunakan untuk memanggil kepelanggan yang ada di wilayahnya dan juga mempunyai kemampuan untuk mengetahui apakah pelanggan pada saat itu dapat dihubungi atau tidak. VLR

19 8 berisi data yang lengkap tentang lokasi pelanggan yang berada pada area pelayanan MSC EIR (Equipment Identity Register) Digunakan untuk meneliti keabsahan pesawat telepon selular yang digunakan pelanggan. Terdapat tiga kategori ponsel : White list : sah Gray list : diawasi oleh operator Black list : tidak diperbolehkan menggunakan jaringan AuC (Authentication Center) Digunakan untuk meneliti keabsahan SIM Card. Menyimpan data yang diperlukan untuk melindungi komunikasi pelanggan BSS (base station subsystem) Base station subsystem tediri dari dua bagian fungsional yaitu BSC (base station controller) dan BTS (base transceiver station) serta ditambah dengan Microwave radio link (Mw R/L) sebagai pengintegrasi seluruh peralatan. Akses melalui radio diperlukan untuk mendukung mobilitas. Akan tetapi demi efisiensi pemakain spectrum yang disediakan, akses tersebut sekaligus membatasi laju arus bit dalam kanal informasi GSM yang jauh lebih kecil daripada laju arus bit dalam kanal B ISDN. Untuk kanal informasi pada GSM adalah 13 kbps untuk telefoni dan 12 kbps untuk data (kondisi full rate), sedangkan kanal untuk B ISDN laju arus bitnya 64 kbps.

20 BTS (base Transmition Station) Menjamin komunikasi antar mobile station dalam suatu sel Menjaga dan memonitor hubungan ke Mobile Station BSC (base station controller) Merupakan penghubung antara beberapa BTS dan MSC Mengontrol BTS yang ada dibawahnya Manajemen BSS OMS (operation and maintenance subsystem) Seluruh fungsi dari OMS dilaksanakan melalui jaringan operator GSM. Operator dapat memonitor dan mengatur seluruh system secara detail dan bagaimana melaksanakan fungsi-fungsi dari pengoperasian dan pemeliharaan ada pada SM technical specifications MSS (mobile station subsystem) Setiap MS mempunyai nomor identitas yang unik biasa di sebut IMEI (international mobile equipment indentity)

21 ARSITEKTUR TELEPATH SMSC SMS Plarform A IM S 1..n Tim er Service Centre (SC CDR Handler TP M onitor KERNEL SME - Init U tilitie s Event Handler TP W acher Configuration In te rfa c e Database MN-AIM Gateway / interworking M SC Vendor SS& HLR MSC BSS GSM PLMN Gambar 2.2 SMS Platform SMS Platform SMSC terdiri dari dua bagian yaitu, Service Centre dan Gateway/Interworking MSC Service Centre terdiri dari berbagai komponen yaitu : Telepath Kernel Telepath kernel berfungsi sebagai : Menerima message dari transmitter AIM dan merutekan ke receiver AIM. Jika message tidak dapat segera disampaikan Kernel akan mengatur pengantaran ulang. Membangkitkan dan mengirim message ke originator jika message yang didaftarkan sudah mencapai state akhir.

22 Even Handler. Even Handler bertanggung jawab untuk memonitor kejadian-kejadian dalam SMSC. Semua kejadian dimonitor oleh system administrasi. 1) Timer Handler. Timer handler bertanggungjawab untuk mendeteksi message yang disampaikan untuk untuk pengaturan yang di tunda, 2) CDR handler. CDR handler bertanggungjawab untuk informasi routing secara umum bagi short message sampai mencapai keadaan akhir. Informasi ini disimpan dalam Call Detail Records (CDRs) pada file billing yng on-line. File biling diatur melalui antar muka Telepath System Manager R\Terminal (TPSMT). 3) TP Watcher. TP watcher adalah system monitor sendiri yang mencek system Unix dan masalah-masalah yang potensial uantuk meningkatkan kehandalan system dan utilitas yang lebih afektif dari system manajemen waktu. 4) TP Monitor Merupakan sistem yang berdiri sendiri, berfungsi untuk memonitor SMSC dan bertanggung jawab untuk menjamin sistem handal dalam kegagalan proses.

23 12 5) Telepath Configuration Interface. Ada tiga aplikasi yang disediakan untuk fungsi operasi, administrasi dan pemeliharaan dari Telepath SMSC. Telepath System Manager Terminal (TPSMT) Menyediakan program aplikasi untuk administrasi, operasi dan pemeliharaan SMSC. Telepath Customer Message Entry (TPSCUST) Mengijinkan program aplikasi bagi pelanggan untuk mengirim, menerima dan meminta short message. Telepath Customer Administration Interface (TPCAI) Anatar muka yang digunakan untuk provisioning customers. 6) Application Programmer Interface (API) Libraries. Telepath application Programmer Interface libararies berfungsi untuk: SMSC API Functions Kernel Interface Functions (KIFs) Event Reporting Functions (DIFs) 7) Telepath Utilities Database Tools SMSC beroperasi dengan relational database yang dibuat selama installasi. Seperangkat utilities disediakan untuk membawa fungsi pemeliharaan, untuk menjamin unjuk kerja database yang optimum. Traffic Report

24 13 Telepath EMES menyediakan Traffic Report yang mengijinkan variasi operasi message dari sistem untuk dimonitor dan variasi dari format laporan 8) Relational Database Management System (RDBMS) SMSC membutuhkan manajemen format data. Terdiri dari : Penyimpanan message dan mendapatkannya kembali Profil pelanggan Penyimpanan data billing dan pengiriman RDBMS bertanggungjawab untuk storing semua informasi yang digunakan dalam SMSC. Akses data dikontrol oleh RDBS Gateway/Interworking MSC. Pada Gateway/Interworking MSSC terdapat Mobile Network- AplicationInterface Modules (MN-AIM) ynag merupakan antar muka antara SMSC dan PLMN. Fungsi MN-AIM ini antara lain : Menyediakan jalur komunikasi antara SMSC dan jaringan Bertanggunjawab pada pengiriman dan penerimaan message dari dan ke jaringan. Message inin dikirim dan diterima melalui Kernel. Implementsai antarmuka ini didalam protocol SS7 digambarkan sebagai berikut. :

25 14 PLMN MTP SCCP TCAP MAC SMS G/IW MSC Funsionality MN-AIM Core Kernel API Gambar 2.3 Realisasi MN-AIM 1) Short Message Service-Gateway MSC (SMS-GMSC) a) Ketika menerima message TPDU dari SC, SMS-GMSC bertanggung jawab pada operasi : Penerimaan message TPDU Pemeriksaan Parameter. b) Ketika menerima pentransferan message dari SC, SMS-GMSC bertanggung jawab. Jika menerima laporan mengenai failure report yang menunjukan pelanggan tidak hadir, maka SMS-GMSC meminta HLR untuk memasukan alamat dari SMSC asal kedalam Message Waiting Data (MWD) Menentukan jalur sesuai dengan alamat SMSC Membuat dan mengirim laporan ke SMSC 2) Short Message Service-Interworking MSC (SMS-IWMSC) a) Yang berhubungan dengan SM-MO

26 15 Ketika menerima message TPDE, SMS-IWMSC bertanggungjawab untuk : Menerima message TPDU Menentukan jalur sesuai alamt SMSC Mentransfer message TPDU ke SMSC (jika alamatnya benar) b) Yang berhubungan dengan pengiriman Alert Ketika menerima Alert dari HLR, SMS-IWMSC bertanggungjawab untuk: Menerima alamat SMSC Membangkitkan RP-Alert-SC Mentranfer RP-Alert-SC le SMSC 2.3. Short Message Service Short message service merupakan sarana untuk mengirimkan message yang dibatasi oleh ukuran / lebar message dari dan ke mobile station GSM. Untuk melengkapinya dipergunakan service center (SC) yang akan berfungsi untuk menyimpan dan meneruskan center untuk short message (SM). PLMN GSM memerlukan dukungan untuk mentransfer SM antar SC dan MS. Terdapat dua servis berbeda yang ditetapkan yaitu : Short message mobile originating, message akan dipindahkan dari MS ke SC, yang dapat ditujukan ke mobile atau subscriber yang lain. Short message mobile terminating, message akan dipindahkan dari SC ke MS, yang dapat di-input-kan ke SC dengan mobile user ( melalui mobile originating short message) atau dengan sumber yang lainnya.

27 Servis dan Elemen Servis Servis Dasar Short message servise terdiri dari dua servis dasar : SM MT (short message mobile terminating) SM MT menunjukkan kemampuan sistim GSM untuk memindahkan short message yang disampaikan dari SC ke salah satu MS, dan untuk melengkapi informasi tentang pengiriman SM salah satunya dengan laporan pengiriman (delivery report) atau laporan kegagalan (failure report) SM MO (short message mobile originating) SM MO menunjukkan kemampuan sistim GSM untuk memindahkan message yang disampaikan oleh MS ke salah satu SME ( Short message entity yaitu satu kesatuan yang dapat mengirim atau menerima message, SME dapat dilokasikan di sebuah jaringan tetap, MS atau SC) dan untuk melengkapi informasi pengiriman dipergunakan laporan pengiriman atau laporan kegagalan. Message tersebut harus memuat alamat dari SME yang menunjukkan SC yang akhirnya mencoba untuk meneruskan SM tesebut. Sebuah MS yang aktif akan dapat menerima SM TPDU ( SM transfer protocol data unit) yang berupa (SMS deliver) pada setiap waktu, apakah MS tersebut sedang melakukan call atau tidak. Sebuah laporan akan selalu dikembalikan ke SC, sebagai salah satu konfirmasi bahwa MS sudah menerima SM, atau menginformasikan SC bahwa tidak mungkin mengirim SM TPDU ke MS, beserta alasannya.

28 17 Sebuah MS yang aktif dapat menyampaikan SM TPDU yang berupa (SMS submit) pada setiap waktu, secara bebas apakah MS tersebut sedang melakukan call atau tidak. Sebuah laporan akan selalu dikembalikan ke MS, sebagai salah satu konfirmasi bahwa SC sudah menerima SM TPDU, atau menginformasikan MS bahwa tidak mungkin mengirimkan SM TPDU ke SC, beserta alasannya. Ketika transmisi atau penerima SM bertepatan dengan perubahan status di MS, seperti dari kondisi sibuk ke idle atau dari idle ke sibuk, selama HO kemungkinan pemindahan SM akan digagalkan Element Short Message Service SMS mempunyai 7 elemen dasar untuk menyampaikan atau menerima message, yaitu : Validity period Merupakan elemen informasi yang memungkinkan suatu MS yang mengirimkan SMS Submit ke SC untuk mempergunakan suatu Periode waktu tertentu di short message. Nilai parameter validity period menunjukkan Periode waktu untuk SM adalah sah, seperti berapa lama SC akan menjamin keberadaan SM di memori SC sebelum pengiriman ke penerima dilaksanakan. Service Center Time Stamp Merupakan elemen informasi yang oleh SC dipergunakan menginformasikan MS penerima tentang waktu kedatangan SM di SM TL (SM transfer layer) dalam kesatuan SC. Nilai waktunya terdapat di setiap SMS deliver yang akan dikirim ke MS.

29 18 Protocol Identifier Merupakan elemen informasi yang dipergunakan oleh SM TL apakah ia mengacu pada level protokol yang lebih tinggi yang dipergunakan atau menunjukkan interworking dengan perangkat telematik khusus. More Message to Send Merupakan elemen informasi yang oleh SC untuk menginformasikan MS bahwa terdapat lebih dari 1 message yang sedang menunggu di SC untuk dikirimkan ke MS. Delivery of Priority and non Priority Message Elemen informasi yang diperlukan oleh SC atau SME untuk menunjukkan ke PLMN, apakah ia termasuk message yang diutamakan. Pengiriman message bukan prioritas tidak akan dicobakan jika MS sudah diidentifikasi absen untuk sementara. Pengiriman message bukan prioritas akan dicobakan jika MS belum diidentifikasi absen sementara, terlepas apakah MS sudah diidentifikasi tidak mempunyai kapasitas memori kosong. Pengiriman message prioritas akan dicobakan terlepas apakah ia sudah diidentifikasi absen sementara atau tidak mempunyai memori kosong. Message Waiting Elemen servis yang mengijinkan PLMN untuk menyediakan info di HLR dan VLR yang oleh MS penerima digabungkan dengan informasi bahwa ada message di SC asal, sedang menunggu dikirimkan ke MS. Hanya dipergunakan pada kondisi percobaan pengiriman sebelumnya tidak berhasil karena MS absen sementara atau memori MS melebihi kapasitasnya. Informasi ini ditunjukkan dengan Mesage Waiting Indication (MWI) yang berupa Message Waiting Data (MWD) yang terdiri dari

30 19 Mobile Station Not Reachable Flag (MNRF) dan Mobil Station Memory Capacity Exceeded Flag (MCEF) bertempat di HLR dan MNRF yang bertempat di VLR. Alert SC Merupakan elemen servis yang mungkin disediakan oleh beberapa PLMN GSM, untuk menginformasikan SC bahwa MS : Pengiriman yang dicobakan mengalami kegagalan karena MS tidak dapat terjangkau atau memori MS melebihi kapasitasnnya. Dan informasi yang dikenali oleh PLMN, yaitu MS melanjutkan operasi ( seperti merespon paging request) atau memori baru sudah tersedia dan siap untuk menerima satu atau lebih memori Arsitektur Jaringan gambar 2.3. Pertukaran message antar MS dan SME terdiri dari satu kesatuan seperti pada Gambar 2.3. Struktur Jaringan SMS-GMSC dipergunakan ketika SM ditransfer dari SC ke MS, sedangkan SMS-IWMSC dipergunakan ketika SM ditransfer dari MS ke SC. SC kemungkinan digabungkan dengan SMS-GMSC/ SMS-IWMSC. Satu SC bisa dihubungkan ke beberapa PLMN dan bisa juga dihubungkan ke beberapa MSC di PLMN yang sama. SC dialamati dari MS dengan mempergunakan nomers E.164 didalam numbering plan PLMN ke SC yang dihubungkan. E.164 secara unik akan mengenalkan SC ke PLMN.

31 20 Mungkin terdapat sebuah jaringan antara PLMN dan SC, pada kondisi ini PLMN secara otomatis harus membuat hubungan ke SC mempergunakan alamat SC di jaringan tengah tersebut Fungsi Elemen Jaringan Service Center Service Center mempunyai kemampuan untuk : o Menyampaikan SM ke MS, bertanggungjawab menahan message sampai laporan sudah diterima atau periode pengesahan habis. o Menerima laporan dari PLMN. o Menerima SM dari MS o Mengembalikan laporan ke PLMN untuk penerimaan SM sebelumnya. Syarat - syarat fungsional yang merupakan mandatory untuk semua SC untuk menyokong SMTP ke arah PLMN : Menandai setiap SMS deliver yang dikirim ke MS di jalur yang unik, nilai time stamp terdapat di TP SCTS SMS deliver. Time stamp memberikan waktu ketika message datang di SC dengan ketepatan dalam detik. Jika dua message atau lebih ke MS yang sama datang di SC dalam 1 detik, SC akan mengubah time stamp sebagai berikut : Semua message ke MS berisikan time stamp yang berbeda. Modifikasi time stamp dijaga pada keadaan minimum. SC hanya diijinkan mempunyai 1 outstanding SMS Deliver ke MS tertentu pada waktu yang diberikan.

32 21 SC akan memulai overwriting (menimpa) SM yang diterima sebelumnya oleh SC, jika diminta oleh alamat asal yang sama (MS atau sumber yang lainnya) dengan mempergunakan tipe message yang sama. Mobile Station (MS) MS sebagai peralatan SMS mempunyai kemampuan sebagai berikut : o Menyampaikan SM TPDU ke SC, bertanggungjawab menahan message sampai laporan kedatangan dari jaringan dan waktu habis. o Menerima SM TPDU dari SC. o Mengembalikan laporan pengiriman ke jaringan untuk SM yang sudah diterima sebelumnya. o Menerima message dari jaringan. o Menandai jaringan, ketika kapasitas memory tersedia untuk menerima satu atau lebih SM, ketika SM tersebut sebelumnya ditolak sebab melebihi kapasitas memorinya. o Menandai SC ketika SM bermaksud untuk mengganti SM dimana MS sudah menyampaikan ke alamat tujuan yang sama. MSC (Mobile Switching Centre) Fungsi MSC berhubungan dengan SM MT Ketika menerima SM TPDU dari SC, GMSC bertanggungjawab untuk beberapa operasi sebagai berikut : o Penerimaan SM TPDU o Penginspeksian parameter (GSMC bisa identik dengan MSC) o Jika parameter tidak tepat, maka dilakukan pengembalian informasi kesalahan yang dimaksud ke SC dengan laporan kesalahan.

33 22 o Jika tidak ditemukan kesalahan parameter, maka dilakukan pengintrogasian HLR, mendapatkan kembali routing informasi atau mungkin informasi kesalahan. o Jika HLR mengembalikan informasi kesalahan, maka dilakukan pengembalian informasi kesalahan yang dimaksud ke SC dengan laporan kesalahan. o Jika tidak ada kesalahan yang diindikasikan oleh HLR, maka dilakukan pentransferan SM TPDU ke MSC mempergunakan routing informasi yang didapatkan dari HLR. Ketika menerima laporan berhubungan dengan SM dari MSC, GMSC bertanggungjawab untuk beberapa operasi sebagai berikut : o Jika laporan menandakan keberhasilan pengiriman, maka dilakukan penandaan HLR bahwa pengiriman berhasil, yang menyebabkan HLR memberi tanda (alert) SC yang alamatnya disimpan di MWD dari MS. o Jika laporan dari laporan kesalahan menandakan subscriber absen, maka dilakukan permintaan ke HLR untuk menyisipkan alamat dari SC asal ke MWD dengan alasan subscriber absen. o Jika diperlukan dibentuk suatu link ke SC yang dialamati. o Membuat dan mengirimkan laporan ke SC. o Jika laporan dari laporan kesalahan menandakan kapasitas memori MS terlampaui, maka dilakukan permintaan ke HLR untuk menyelipkan alamat SC asal ke MWD dengan sebab kapasitas memori MS terlampaui. o Jika diperlukan dibentuk satu link ke SC yang dialamati. o Membuat dan mengirimkan laporan ke SC.

34 23 Ketika menerima SM TPDU dari GMSC, MSC bertanggungjawab terhadap operasi sebagai berikut : o Penerimaan message SM TPDU. o Mendapatkan kembali informasi dari VLR, alamt lokasi area, saat yang tepat dan informasi kesalaahan. o Jika kesalahan ditandai oleh VLR, maka dilakukan pengembalian informasi kesalahan yang sesuai ke GMSC dengan sebuah laporan kesalahan. o Jika tidak ada kesalahan ditandai oleh VLR, maka dilakukan pemindahan SM ke MS. o Ketika menerima konfirmasi bahwa message diterima oleh MS, maka dilakukan penerusan konfirmasi pengiriman ke GMSC dengan sebuah laporan pengiriman. o Ketika menerima laporan kesalahan pemindahan SM ke MS, maka dilakukan pengembalian informasi kesalahan yang sesuai ke GMSC dengan sebuah laporan kesalahan. o Ketika menerima tanda dari MS bahwa MS menyediakan memori untuk menerima satu atau lebih SM, maka dilakukan penerusan tanda ke VLR. Fungsi MSC berhubungan dengan SM MO Ketika menerima SM TPDU dari MS, MSC bertanggungjawab terhadap operasi sebagai berikut : o Menerima SM TPDU

35 24 o Mendapatkan kembali informasi dari VLR, seperti MSISDN dari MS, informasi kesalahan. Pengulangan informasi dari VLR. o Jika kesalahan ditunjukkan oleh VLR, maka dilakukan pengembalian informasi kesalahan yang sesuai ke MS dengan sebuah laporan kesalahan. o Jika tidak ada kesalahan yang ditandai oleh VLR, maka dilakukan inspeksi parameter TPDU. o Jika parameter tidak benar maka dilakukan, pengembalian informasi kesalahan dengan sebuah laporan kesalahan. o Jika tidak ditemukan parameter yang salah maka dilakukan penerusan ke alamat tujuan. Pentransferan SM TPDU ke IWMSC (IWMSC bisa sama dengan MSC). Ketika menerima laporan tentang SM dari IWMSC, MSC bertanggungjawab terhadap operasi penerusan laporan ke MS. Ketika menerima SM TPDU dari MSC, IWMSC bertanggungjawab terhadap operasi sebagai berikut : o Penerimaan SM TPDU. Jika diperlukan membentuk sebuah link ke SC yang dialamati. o Pentransferan SM TPDU ke SC (jika alamatnya sah). o Jika laporan yang dihasilkan oleh SM tidak diterima dari SC, IWMSC bertanggungjawab untuk operasi penerusan laporan ke MSC. o Jika laporan yang dihasilkan oleh SM tidak diterima dari SC sebelum waktu habis, atau alamat SC tidak sah, maka IWMSC akan bertanggungjawab untuk mengembalikan informasi kesalahan yang dimaksud ke MSC dengan sebuah laporan kesalahan. o Nilai timer tergantung pada protokol antara SC dan IWMSC.

36 25 Fungsi IWMSC berhubungan dengan alerting. Ketika menerima sebuah signal (alert) dari HLR, IWMSC bertanggungjawab terhadap operasi sebagai berikut : Penginspeksian alamat SC. Menghasilkan RP alert SC. Pemindahan RP alert SC ke SC. Jika alamat SC tidak sah, maka tidak ada kegiatan lebih lanjut yang dilakukan Protokol SMS Protokol layer yang ada di SMS terdiri dari : o SM AL (short message application layer) o SM TL (short message transfer layer) o SM RL (short message relay layer) o SM LL (short message low layer) Spesifik protokol terdapat SM TL, servis ditawarkan oleh SM TL di MS dan SC, dan servis ditawarkan oleh SM RL di SC. Short Message Transfer Layer menyediakan servise ke SM AL. Servis ini memungkinkan SM AL untuk mentransfer SM ke peer entity tersebut, menerima short message dari peer entity tersebut dan menerima laporan permintaan pentransferan SM lebih awal. Pada permintaan untuk menjaga jalur message dan laporan tentang message tersebut, hubungnan dasar antara SM AL dan SM TL berisikan SMI (short message identifier).

37 26 SMI dipetakan untuk dan dari SMI yang dipergunakan antara SM TL dan SM RL. Komunikasi SM TL dengan peer entity tersebut dengan protokol sebagai berikut : o SMS Deliver, mengiringi short message dari SC ke MS. o SMS Submit, mengiringi short message dari MS ke SC. o SMS Status Report, mengiringi short message dari SC ke MS. o SMS Command, mengiringi perintah dari MS ke SC. Short Message Relay Layer, menyediakan servis ke SM TL. Servis ini memungkinkan SM TL untuk megirimkan TPDU ke peer entity menerima TPDU dari peer entity dan menerima lapaoran permintaan pemindahan TPDU lebih awal. Pada permintaan untuk menjaga jalur TPDU dan laporan tentang TPDU tersebut, hubungan dasar antara SMTL dan SM RL berisikan SMI. SMI ini tidak dibawa melalui SM RL protokol tetapi melalui relay layer sevis antara SC dan GMSC. Parameter tidak dibawa oleh MAP tapi dipetakan ke dan dari TCAP dialogue identifier di GMSC dan MSC. SM RL berisikan 6 elemen protokol yaitu : o RP MO Data untuk memindahkan TPDU dari MS ke SC. o RP MT Data untuk memindahkan TPDU dari SC ke MS. o RP Ack. untuk pemberitahuan RP MO Data, RP MT Data, SM Memory Available o RP Error untuk menginformasikan kegagalan pentransferan RP MO Data atau RP MT Data

38 27 o RP Alert SC untuk alerting SC bahwa MS sudah mendapatkan jangkauan operasi. o RP SM Memory Available untuk menandai jaringan bahwa MS mempunyai memori untuk menerima satu atau lebih SM Prosedur SMS Short Message System terdiri dari 3 prosedur dasar yaitu : o SM mobile terminating, prosedur ini berisikan semua operasi penting yang meliputi pemindahan message atau laporan dari SC ke MS. o SM mobile originating, prosedur ini berisikan semua operasi penting yang meliputi pemindahan message dari MS ke SC dan pengembalian laporan ke MS, yang beisikan hasil dari usaha pengiriman message. o Pentransferan sinyal (alert, berisikan semua operasi yang penting untuk HLR atau VLR untuk memulai pemindahan alert ke SC khusus, menginformasikan SC bahwa MS sudah terjangkau operasi.

39 28 Short Message Mobile Originating MS MSC VLR GMSC/IWMSC SC CM service req process acc. Req. Process acc. Req. Ack. CM service accept M transfer send info SM MO send info ack. forward SMS SM transfer SM transfer Ack. SM ack. forward SM Ack. Gambar 2.4 Short Message Mobile Originating Ketika MS akan mengirimkan SM, maka harus dipenuhi beberapa syarat seperti tipe minimal isi message tsb (tidak melebihi batas maksimal text yang diijinkan), identitas tujuan dan nomer tujuan SC yang akan dituju oleh SM. Terbentuk proses koneksi antara MS ke MSC seperti pada proses call set up pada mobile originating. Jika panggilan diijinkan maka, MSC akan mengirimkan send info. for SMS MO, proses ini digunakna oleh MSC untuk menguji kebenaran bahwa pentransferan SM MO tidak melanggar ketentuan supplementary service yang dikehendaki / larangan yang diberikan oleh jaringan ( seperti bearing outgoing SMS). VLR akan

40 29 mengirimkan laporan (report) keberhasilan dengan membawa MSISDN mobile untuk dipindahkan ke SC yaitu di (SM RL short message relay layer). MSC melakukan forward SM, MSC memindahkan SC ke IWMSC hal ini diperlukan jika MSC tidak dapat langsung mengakses SC secara langsung (tidak ada hubungan langsung MSC - SC). Pentransferan SM dari IWMSC ke SC, operasi ini dipergunakan untuk memindahkan SM dari IWMSC ke SC yang yang berisikan TPDU ( SMS submit) dan command (SMS Command), dan mengembalikan laporan yang lainnya seperti laporan pengiriman jika pentransferan berhasil dan laporan kesalahan ke MS ketika IWMSC menerima tanda dari jaringan atau SC bahwa prosedur tersebut tidak berhasil.

41 30 Short Message Mobile Terminating MS MSC VLR HLR GMSC/IWMSC SC SM indication Send routing infor. (MAP /C) send routing infor. (MAP /C) Forward short message send info for SM MT paging send routing info paging paging response SM transfer process access req. Access reg. Ack. Send infor. For SM MT ack. SM transfer Ack. Forward SM ack. Gambar 2.5 Short message mobile terminating Ketika SC mempunyai message untuk dikirim ke mobile GSM, maka dari SC dikirimkan message yang berisikan TPDU dari SC ke GMSC, yang dapat berupa message SMS Deliver atau message laporan yaitu SMS Status Report, message yang kedua ini akan dikembalikan ke SC jika di GMSC mendapatan indikasi dari kesatuan yang lainnya (MSC atau HLR) bahwa prosedur tidak berhasil. Tanda - tanda kesalahan bisa didapatkan dari MSC, HLR, VLR atau MS. Sebelum SM Deliver sampai pada tujuan, diperlukan pengintrogasian HLR untuk mendapatkan routing inform. yang penting untuk meneruskan SM ke MS.

42 31 Pengintrogasian HLR ini mempergunakan fungsi dari interface C (MAP /C). Jika introgasi HLR berhasil dan mendapatkan informasi tentang MSISDN dari MS tersebut akan dikirimkan routing infor. Respon ke GMSC. Penerusan message dari GMSC ke MSC dilakukan setelah didapatkan informasi lokasi MS. MSC akan melakukan prosedur akses (yang meliputi proses paging, authentication, dsb), tergantung dari hasil proses tersebut, apakah SM akan diteruskan atau dikembalikan ke GMSC dengan sebuah laporan ke salahan (apakah MS tidak terjangkau / memori penuh). Dilakukan pentransferan SM dari MSC ke MS, jika transferan tidak berhasil sebagai contoh MS kehilangan jangkauan, setelah berhasil melakukan authenticaton, sebuah laporan kegagalan (RP report) di kembalikan ke GMSC. Jika berhasil akan dikirimkan laporan pengirian ke GMSC Pentransferan Alert Prosedur ini dapat dibedakan dalam 3 kondisi yaitu : 1. MS dapat dijangkau (reachable) MNRF di setel ( MS merespon permintaan paging) dan MCEF tidak di setel. Alert akan dikirimkan dari VLR ke HLR, dari HLR ke IWMSC dan pengiriman message (PR Alert SC) ke SC. 2. MS dapat dijangkau (reachable) MNRF di setel dan MCEF di setel juga. Terjadi pengiriman alert dari VLR ke HLR. 3. MS memberikan tanda ke jaringan bahwa tersedia memori di MS untuk menerima satu atau lebih SM, MCEF di setel. Terjadi pemindahan message (RP SM Memory Available) dari MS ke HLR, pemindahan alert dari HLR ke IWMSC kemudian diteruskan ke SC

43 Protokol dan Arsitektur Protokol Gambar 2.6 Layer Protokol untuk Pelayanan SMS Point to Point Pelayanan yang diselenggarakan Short Message Transfer Layer (SM-TL). SM-TL menyediakan pelayanan untuk message pada layer aplikasi (SM-TL). Hal ini memungkinkan SM-AL mentransfer message, menerima message dan menerima laporan tentang message yang telah ditransfer sebelumnya. Terdapat 6 tipe Protokol Data Unit (PDU) SMS-DELIVER, membawa message dari SC ke MS SMS-DELIVER-REPORT, membawa failure cause (jika perlu) SMS-SUBMIT, membawa message dari MS ke SC SMS-STATUS-REPORT, membawa laporan status dari SC ke MS SMS-COMMAND, membawa perintah dari MS ke SC

44 Pelayanan yang diselenggarakan oleh Short Message Relay Layer (SM- RL). SM-RL menyediakan pelayanan untuk SM-TL. Hal ini memungkinkan SM- TL mentransfer PDU, menerima PDU dan menerima laporan tentang PDU yang telah ditransfer sebelumnya. Terdapat enam protocol pada SM-RL yaitu: RP-MO-DATA, untuk pentransferan TPDU dari MS ke SMSC RP-MT-DATA, untuk pentransferan TPDU dari SMSC ke MS RP-ACK, untuk Acknowledgement RP-ERROR, informasi kegagalan dari transfer RP-MO-DATA atau RP-MT-DATA. RP-SM-MEMOTY-AVAILABLE, memberitahu jaringan bahwa MS mempunyai memori yang dapat menerima satu atau lebih message. RP-ALERT-SC, memberi tanda pada SMSC bahwa MS telah beroperasi. Pada komunikasi antara MSC dan MS, pelayanan SM-RL pada antar muka radio mobile juga menggunakan fungsi-fungsi spesifik layer rendah, dan dikontrol oleh entitas control message yang disebut SMR (Short Message Relay). Terdapat 4 (empat) message yang dikontrol oleh SMR yaitu: RP-DATA, untuk mengirimkan TPDU, baik dari MSC ke MS ataupun sebaliknya. RP-SMMA, dikrim oleh MS untuk memberitahukan jaringan bahwa MS telah mampu menerima message. RP-ACK, acknowledgement bagi penerimaan RP-DATA. RP-ERROR, berisi penyebab error bagi pengiriman data.

45 Pelayanan yang diselenggarakan oleh Connection Management Sub-Layer (CM-Sub Layer) CM-Sublayer menyediakan pelayanan untuk SM-RL pada komunikasi antara MSC dan MS. Pelayanan-pelayanan CM-sublayer disediakan dengan menggunakan fungsi layer khusus untuk pelayanan layer rendah, yang dikontrol oleh entitas Short Message Control (SMC) Message pada CM-SubLayer : CP-DATA, dikirim antara MSC dan MS CP-ACK, dikirim antara MSC dan MS dan digunakan untuk acknowledge bagi penerimaan. CP-DATA CP-ERROR, dikirm antara MSC dan MS digunakan untuk memberikan informasi error Prosedur Hubungan MOC-MC, Notifikasi dan Boradcast. Hubungan dasar dalam SMSC point to point adalah MOC-MTC dan ALERT. Saat seorang pelanggan mengirim message ke pelanggan lain akan melalui procedure MOC-MTC. Pelanggan yang memiliki fasilitas notifikasi, mempunyai VMS yang terhubung dengan SMSC melalui interface Short MessagePeer to Peer (SMPP). Sedangkan broadcast menggunakan prosedur MTC MOC Proses MOC adalah pengiriman message dari MS ke SMSC dan mengirimkan kembali laporan ke MS tentang hasil pengiriman message itu.

46 35 Gambar 2.7 Unit-unit yang tergabung dalam MOC Interaksi antara SMK, MN-AIN, HLR dan MSC selama pengiriman message sukses dari MOC, diilustrasikan sebagai berikut. Gambar 2.8 Pengiriman Message Sukses dai MOC MTC. Proses MTC merupakan pengiriman message dari SMSC ke MS dan mengirim kembali laporan ke SMSC tentang hasil pengiriman message itu. Gambar 2.9 Unit-unit yang tergabung dalam MTC. Interaksi antaran SMK, MN-AIM, HLR dan MSC selama pengiriman message sukses dari MTC, diilustrasikan sebagai berikut :

47 36 Gambar 2.10 Pengiriman message Sukses dari MTC Pengiriman ALERT Prosedur ini berhubungan dengan operasi-operasi penting bagi HLR atau VLR untuk memulai pengiriman Alert ke SC dan memberitahu SC bahwa MS telah beroperasi kembali. Gambar 2.11 Unit-unit yang tergabung dalam Pengiriman Alert Interaksi antara SMK, MN-AIM dan HLR selama pengiriman Alert, diilustrasikan sebagai berikut. Gambar 2.12 Pengiriman Alert

48 Notifikasi Komunikasi antara SMSC dan VMS menggunakan interface SMPP, yang membutuhkan dua hubungan virtual. Satu digunakan untuk message yang berasal dari VMS beserta message responnya, dan satu lagi digunakan untuk message yang berasal dari SMSC beserta responnya. Komunikasi antara VMS dan SMSC melalui tahap pembentukan hubungan, tahap komunikasi dan tahap pemutus hubungan. Gambar 2.13 Komunikasi VMS dan SMSC Tahap Pembentukan Hubungan Saat VMS membentuk suatu hubungan virtual, masing-masing proses dalam VMS akan mengirim suatu Bind Transmitter Req atau Bind Receiver Req. Jika yang dikirmkan Bind Transmitter Req maka SMSC akan berfungsi sebagai server yang menerima message yang dikirim oleh VMS. Sedang bila yang dikirim Bind Receiver Req maka SMSC berfungsi sebagai client yang akan mengirimkan message ke VMS. Untuk memulai hubungan, SMSC mengirimkan command Bind Transmitter. Pada saat message ini sampai di VMS, password, system-id dan system type dari

49 38 message akan di cek. Passwordnya harus sesuai dengan password VMS system0id dan system type- nya juga harus menyatakan identifikasi antarmuka yang unik. Jika VMS telah mengecek dan message tersebut sudah valid maka VMS akan mengirimkan command bind transmitter resp sebaai acknowledgement ke SMSC Tahap berkomunikasi Setelah hubungan virtual terbentuk, pertukaran informasi baru dapat dilakukan. SMSC dapat mengirimkan message ke VMS. Untuk mengirimkan message itu, SMSC menggunakan command submit sm. Setelah menerima message ini VMS akan mengirimkan command submit sm resp sebagai acknowledgement atas penerimaan message itu ke SMSC Tahap Pemutusan Hubungan. Jika ingin mengakhiri komunikasi, baik VMS maupun SMSC dapat menggunakan command unbind menggunakan hubungan virtual yang tepat. Sebelum hubungan terputus, system penerima (server) akan mengirimkan acknowledgement terlebih dahulu. Gambar 2.14 Proses komunikasi antara VMS dan SMSC

50 Implementasi Signalling System No 7 pada GSM SS7 merupakan metode pensinyalan dimana pertukaran informasi dan pengiriman data dilaksanakan melalui kanal khusus untuk pensinyalan yang terpisah dari kanal voice. Susunan tiap lapis protocol SS7 dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Gambar 2.15 Arsitektur Signalling System No Message Transfer Part Menghadirkan sifat yang netral terhadap semua jenis user dalam arti pengiriman pesan antar user. User disini diterapkan untuk setiap unit fungsional yang menggunakan kemampuan pengiriman dari MTP. Setiap MTP meliputi fungsi protokoldan coding untuk pensinyalan lewat SS7. untuk fungsi MTP dan user part dapat dibagi menjadi 4 level. Level 1-3 untuk MTP dan sebagian SCCP. Sedangkan user part mulai dari level 4. Fungsi keseluruhan dari MTP adalah melayani komunikasi antar lokasi sebagai system tranportasi yang menyediakan transfer sinyal yang handal, misalnya anta MSC, HLR, VLR dan BSC.

51 40 MTP Level 1 (signaling Data Link Function) Definisi karakteristik fisik, elektrik dan karakteristik fungsional dari link pensinyalan dan pengaksesannya. MTP Level 2 (Signalling Link Function) Berisi semua fungsi dan prosedur untuk mengirim sinyal informasi dalam data link, serta pensinyalannya termasuk pengendalian error dan pemantauan link. MTP Level 3 (Signalling Network Management). Mencakup fungsi penanganan message (message handling function), yang bertanggung jawab untuk routing dan fungsi manajemen jaringan pensinyalan (signaling network management) yang berfungsi untuk menangani pengendalian konfigurasi jaringan Signalling Conection Control Part (SCCP) GSM mempunyai kemampuan untuk berhubungan dengan jaringan lain (Interworking) maka pengalamatan yang disediakan oleh MTP-3 dalam bentuk DPC (Destination Point Code) dan OPC (Originatting Point Code) maupun SPC (Signalling Point Code) tidak mencukupi. SCCP akan membantu pengalamatan ini berdasarkan pada global title. Hal ini merupakan kemampuan untuk menterjemahkan global title (dalam bentuk dialed digit) ke dalam kode titik pensinyalan dan subsystem number (SNN). Global title ini dapat mengindikasikan keseluruhan titik pensinyalan SS7 di seluruh dunia. Namun bila Interworking tidak tersedia maka cukup menggunakan MTP-3 dalam bentuk SPC saja tidak perlu menggunakan global title. SCCP menyediakan fungsi yang membantu MTP dalam routing (secara connectionless/datagram) untuk menyalurkan informasi pensinyalan dalam membangun hubungan dalam GSM. SCCP memiliki fungsi untuk :

52 41 Mengontrol hubungan signaling secara logika dalam jaringan SS7 Transfer unit data pensinyalan melalui jaringan SS7 dengan atau tanpa menggunakan hubungan signaling secara logika. Seluruh message dari MTP didistribusikan ke SCOC (Signalling Connection Oriented Control) dan SCLC (Signalling Connectionless Control). Jika ditujukan ke SCOC akan dilanjutkan ke ISUP (Integrated Service User Part) dan jika SCLC akan diterukan ke TCAP untuk selanjutnya ke MAP. SCCP mempunyai 2 (dua) tipe protocol yaitu : Connectionless Service. Yang menyediakan kemampuan untuk mentransfer satu blok data dalam field data dari suatu unit data message tanpa resegmentasi atau reassemble. Panjang maksimum blok data adalah 256 oktet. Connection-oriented Service. Yang menyediakan segmentasi dan reassemble tapi tidak ada resequence. Bila panjang blok data lebih dari 256 oktet, maka akan dibagi menjadi segmen-segmen data dan akan disusun kembali sampai tujuan. Segmen-segmen ini akan dikirim dalam field data dalam suatu data Transaction Capabilities Application Part (TCAP) TCAP dan ISP (Intermediate Service Part) merupakan elemen-elemen penyusun TC (Transaction Capabilities). Bila ditinjau dari OSI layer, maka ISP meliputi layer 4, 5 dan 6 (Transport, session, presentation) sedangkan TCAP pada layer-7 (application). ISPdalam kaitannya dengan jaringan GSM tidak digunakan

53 42 karena pelayanan jaringan yang didasarkan pada connectionless (routing secara datagram). Ada dua jenis dialog yang disediakan oleh TCAP, yaitu terstruktur dan tidak terstruktur. Bila menggunakan dialog terstruktur, pengguna TC (Transaction Capabilities) harus mengindikasikan salah satu dari tiga kemungkinan berikut bila mengirimkan sebuah bagian pada entitas yang lain : Dialog Mulai (begin) Dialog berlanjut (continue), dialog berupa full duplex Dialog berhenti (end), sisi pengiriman tidak lagi mengirim komponen, selanjutnya sisi penerima juga menghentikan pengiriman komponennya. Dialog tak terstruktur mengindikasikan bahwa dialog antar pengguna TC hanya dilakukan pada satu arah (undirectional). Pengguna TC mengirimkan komponen tanpa membutuhkan jawaban secara eksplisit terhadap komponen tersebut Mobile Application Part (MAP) Tujuan umum dari MAP adalah yang direkomendasikan oleh CCITT adalah menyediakan penymabungan secara internasional. MAP juga dibutuhkan dalam jaringan nasional karena masing-masing entitas membutuhkan protocol MAP untuk bekerja dengan entitas lainnya dalam jaringan tersebut. Fungsi MAP terutama pertukaran informasi yang berkaitan dengan kemungkinan pelanggan atau terminal untuk rouming. MAP menggunakan TCAP, SCCP dan layanan MTP yang disediakan untuk transfer informasi antar elemen fungsional dengan fungsi MAP.

54 43 Gambar 2.16 Pemodelan Pelayanan pada MAP Dialog antar pengguna berlangsung melalui pengiriman dan penerimaan MAP service primitive pada antar muka pelayanan. Pelayanan MAP misalnya : 1. Pelayanan Paging dan Pencarian MAP PAGE. Digunakan antara VLR dan MSC untuk me-paging MS yang bersangkutan, bila ada panggilan yang masuk ke areanya. MAP-SEARCH-FOR-MS Digunakan untuk VLR dan MSC, supaya MSC memulai paging pada keseluruhan daerah pelayanan VLR. Pelayanan ini digunakan jika VLR tidak memiliki informasi lokasi MS tersebut. Proses ini gagal jika MS tidak memberikan respon atas sinyal paging ini. 2. Pelayanan Short Message antara lain : MAP-SEND-ROUTING-INFO-FOR-SM Antara gateway MSC dan HLR menggunakan MAP-SEND-ROUTING- INFO-FOR-SM ini untuk membawa informasi routing yang dibutuhkan untuk meroutingkan message ke MSC tujuan. MAP-FORWARD-SHORT-MESSAGE

55 44 Antara gateway MSC dan MSC tujuan menggunakan MAP-FORWARD- SHORT-MESSAGE ini untuk mengirimkan message (SM-MT atau SM- MO) MAP-REPORT-SM-DELIVERI-STATUS Antara gateway MSC dan HLR menggunakan MAP-REPORT-SM- DELIVERI-STATUS ini untuk menset MWD dalam HLR atau untuk memberitahukan HLR atas pengiriman message yang sukses. MAP-SEND-INFO-FOR-MT-SMS Digunakan antara MSC dan VLR. MSC tujuan akan menggunakan MAP- SEND-INFO-FOR-MT-SMS ini untuk memperoleh informasi yang berhubungan dengan pelanggan untuk mengirimkan message ke pelanggan (SM_MT) MAP-SEND-INFO-FOR-MO-SMS Digunakan antara MSC dan VLR. MSC akan menggunakan MAP-SEND- INFO-FOR-MO-SMS (saat menerima message dari pelanggan) untuk meminta informasi yang berhubungan dengan pelanggan (pelanggan yang mengirimkan message) itu ke VLR.

56 BAB III SISTIM ANTRIAN 3.1 Pendahuluan Teori antrian merupakan suatu cabang teori probabilitas yang melibatkan studi matematik dari antrian. Mempelajari antrian berarti mempelajari waktu tunggu (waiting time). Formasi antrian merupakan proses yang terjadi bila permintaan terhadap pelayanan dari suatu sistim melebihi kapasitas sistim sehingga permintaan tersebut diantrikan. Dalam tulisan ini akan dibahas model antrian M[H]/G/1, dimana kedatangan dari paket-paket dalam suatu system komunikasi terjadi secara berkelompok (dengan jumlah paket dalam tiap kelompok merupakan suatu variable acak, H) dan mengikuti proses Poisson (dinotasikan dengan M[H]). Waktu pelayanan (transmisi) dari paketpaket ini memiliki distribusi general (dinotasikan dengan G) dan pemrosesan paketpaket itu hanya dilayani oleh satu unit layanan (dinotasikan dengan 1). Model ini banyak ditemui dalam system komunikasi dimana paket-paket yang harus ditransmisikan yang berasal dari entitas protokol yang lebih tinggi dimana paket yang berorientasi pada pengguna (user-oriented packet) telah dipisah-pisah ke dalam bentuk paket-paket kecil yang sesuai dengan ukuran paket yang digunakan pada protokol yang lebih rendah. Dalam hal waktu pelayanan berdistribusi deterministik, maka model di atas menjadi M[H]/D/1 (D untuk deterministik); jika waktu pelayanan berdistribusi eksponensial, model menjadi M[H]/M/1 (M untuk eksponensial) sedangkan jika waktu pelayanan berdistribusi Erlang dengan parameter (2,µ) maka model menjadi M[H]/E2,µ/1 (E2,µ untuk Erlang(2,µ)). Dalam menganalisis model 45

57 46 M[H]/G/1 ini akan dilihat rata-rata waktu tunggu sebarang paket sebagai criteria performansi, untuk berbagai nilai p, utilitas sistem dan jenis distribusi waktu pelayanan Struktur Dasar Sistim Antrian Sistem antrian dapat digambarkan sebagai berikut : Gambar 3.1 Sistim antrian server tunggal Unit operasional yang melalui system antrian disebut pelanggan (poisson). Deretan pelanggan dapat tiba pada satu element pelayanan (server/ infinite buffer) atau lebih dengan tingkat kedatangan tertentu (λ), satuannya pelanggan/detik. Jika pelanggan yang datang mendapati elemen pelayanan dalam keadaaan sibuk, maka pelanggan tersebut akan diantrikan dan menunggu untuk mendapat pelayanan. Dari antrian pelanggan dapat dipilih untuk dilayani menurut aturan tertentu yang disebut disiplin antrian. Kemudian pelanggan memasuki server untuk mendapat pelayanan dengan kecepatan pelayanan dengan satuan pelanggan/detik. Untuk mengelompokan jenis sistem antrian antrian digunakan Kendal A/B/m, dimana A menyatakan waktu antar kedatangan (interarrival-time), B menyatakandistribusi waktu pelayanan (service-time) dan m menyatakan jumlah elemen pelayanan parallel yang digunakan. Distribusi yang sering digunakan adalah : M distribusi eksponensial D distribusi deterministic

58 47 G distribusi general 3.3. Pola Kedatangan ( Pattern Of Arrival) Pola kedatangan ini merupakan salah satu komponen utama dari sistem antrian. Pola kedatangan dapat berupa regular arrival atau randam arrival Regular arrival. Regular Arrival atau pola kedatangan tetap, artinya interval waktu antar dua atau lebih kedatangan berurutan adalah kontan (tetap), Pola kedatangan ini sangat tidak realistis Random Arrival. Situasi yang terjadi adalah pola kedatangan yang bersifat random, artinya kedatangan dapat terjadi kapan saja. Dengan assumsi bahwa kedangan berikutnya tidak tergantung dari kedatangan sebelumnya, bila λ adalah harga rata-rata kedatangan perunit waktu maka probabilitas kedatangan dalam interval Δt adalah λδt, f(x) = λ e λt Dengan distribusi exponensial dari selang waktu kedatangan akan memperoleh probabilitas n kedatangan terjadi pada panjang perioda t sebagai berikut: Pn(t) = (λt) n e λt n! Distribusi ini dikenal sebagai distribusi Poisson dan bersifat diskrit, sedangkan distribusi exponensial adalah kontinyu, karena selang waktu kedatangan dapat berharga sembarang positif. Berdasarkan hubungan kedua distribusi ini maka pola kedatangan sering pula disebut pola kedatangan poisson. Dimana selang waktu kedatangannya terdistribusi secara eksponensial.

59 48 Pola ini juga penting dalam teori antrian karena dengan asumsi bahwa selang waktu kedatangan sebelumnya akan menghasikan solusi matematis yang sederhana pada beberapa kasus. 3.4 Distribusi Waktu Pelayanan Dan Kecepatan Pelayanan Komponen kedua dari sistim antrian adalah karakteristik pelayanan yang dibutuhkan oleh setiap pelanggan. Unit pelayanan tergantung pada tipe elemen pelayanan dan pelanggannya, sebagai contoh bila elemen pelayanannya adalah saluran transmisi dan pelanggannya data atau pesan (message), maka unitnya berupa bit atau bites. Pada umumnya diasumsikanbahwa pelanggan bersifat homogen, sehingga permintaan pelayanan (service demand) terdistribusi secara identik dan dikenal sebgai distribusi pelayanan. Kecepatan pelayanan menyatakan seberapa cepat element pelayanan menyelesikan pekerjaannya. Jika element pelayanannya berupa kanal saluran transmisi, maka kecepatannya dihitung dalam (bps) atau (kbps), dan menyatakan kecepatan transmisi. Jika permintaan pelayanan pelanggan adalah S (service unit) dan elemen pelayanannya mempunyai kecepatan C (Sevice Unit/Sec) maka S/C adalah waktu pelayanan (Service Time). Jika nilai C konstan maka tidak ada perbedaan mendasar antara permintaan pelayanan dan waktu pelayanan. Oleh karena itu untuk S/C =1, permintaan pelayanan dinyatakan dalam waktu.

60 Disiplin Antrian Disiplin antrian menentukan bagaimana pelanggan selanjutnya (next customer) dipilih dari antrian untuk mendapatkan pelayanan. Beberpa disiplin antrian yang diketahui yaitu : 2. FCFS, First Come First Serve, pelanggan yang dipilih adalah untuk mendapat pelayanan adalah pelanggan yang paling dulu datang/antri. 3. LCFS, Last Come First Serve, dengan disiplin pelayanan ini pelanggan yang terakhir memasuki antrian akan dipilih untuk mendapat pelayanan. 4. PS, Processor Sharing, setiap pelanggan yang berada dalam antrian akan mendapatkan porsi pelayanan yang sama, sehingga dalam hal ini tidak ada antrian tunggu karena setiap pelanggan telah mendapat pelayanan meskipun belum lengkap. 5. Acak (random), artinya pelanggan yang akan mendapat pelayanan dipilih secara acak, sehingga seluruh pelanggan yang antri akan mempunyai peluang yang sama. Ada juga sistim antrian dengan prioritas. Jika terdapat prioritas maka hal yang harus diperhatikan adalah apa yang terjadi jika pelanggan yang datang mempunyai prioritas yang lebih tinggi dari pelanggan yang sedang dilayani. Ada dua prioritas antrian yang berkaitan dengan hal ini yaitu: 5.2. Non-Preemptive, jika pelanggan yang datang dengan prioritas yang lebih tinggi maka pelanggan yang mempunyai prioritas yang lebih rendah yang sedang dilayani tidak diinterupsi Preemptive, jika pelanggan yang datang dengan prioritas yang lebih tinggi maka pelanggan yang mempunyai prioritas yang lebih rendah yang sedang mendapat pelayanan akan diinterupsi dan dilanjutkan

61 50 kembali jika pelanggan dengan prioritas yang lebih tinggi selesai dilayani. 3.6 Rumus Little Salah satu hasil yang paling menarik dalam teori antrian adalah yang dibuat oleh J.D. Little, rumusnya dapat dinyatakan sebagai berikut: N = λ τ Dimana : N = jumlah pelanggan dalam system. λ = tingkat kedatangan pelanggan kedalam system. τ = waktu tunggu pelanggan didalam system. Secara logika sebenarnya relasi ini sudah diketahui sebelum Little menurunkannya. Relasi ini berlaku umum untuk semua tipe antrian Teorema Little Jumlah job rata-rata n di dalam sistem antrian pada kondisi steady-state adalah sama dengan perkalian laju kedatangan rata-rata λ dengan delay rata-rata τ, yaitu Untuk antrian M/M/1, kita telah peroleh bahwa ρ=λ/µ ρ : Utilitas sistem / fraksi waktu dimana unit layanan (server) sibuk

62 51 Dengan menerapkan teorema Little kita peroleh: Dimana τ adalah delay rata-rata Maka delay rata-rata dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut: μ : tingkat pelayanan Karena µ dan λ memiliki satuan jobs per satuan waktu, maka unit time, τ memiliki satuan waktu (time) per job, misalnya detik/job, atau menit /job dsb. Menghitung waktu tunggu rata-rata (waiting time) Bila kita nyatakan waktu menunggu sebagai W dan waktu pelayanan sebagai S maka delay (bila kita nyatakan sebagai D) adalah : D = W+S, maka W = D-S 3.7 Sistem Delay (Sistem Antrian/Delay System) Antrian M/M/1 Dalam antrian M/M/1: Sumber kedatangan terdistribusi Poisson (Markov) Distribusi service time : ekponensial negatif (Markov) Hanya ada satu server Disiplin antrian: FIFO Antrian M/M/1 dimodelkan sebagai berikut:

63 Throughput Throughput, γ, dari suatu sistem antrian adalah jumlah customer rata-rata yang telah dilayani, atau keluaran dari antrian, per satuan waktu Pada antrian M/M/1, dengan adanya buffer yang berukuran tak terhingga, maka buffer tidak akan pernah overflows sehingga setiap job dapat dilayani Dengan demikian, throughput adalah sama dengan laju kedatangan rata-rata yaitu γ = λ Throughput dapat pula dihitung dengan cara menganalisa server Peluang bahwa server pada antrian M/M/1 idle adalah P0, maka prosentase waktu dimana server sibuk adalah 1 P0 Ketika sibuk, server menyelesaikan pelayanan dengan rate µ jobs/detik, maka laju rata-rata penyelesaian tugas server (laju ini sama dengan throughput), adalah γ= (1 P0)µ Untuk antrian M/M/1, P0 = 1 ρ, sehingga γ = µ(1 P0)= µρ = µ λ/µ = λ Analisa antrian M/M/1 terbatas Kita amati suatu antrian yang memiliki satu server dan R-1 buffers Sehingga sistem dapat menangani maksimum R customers Nilai kondisi adalah 0, 1, 2,... R, dan diagram kondisinya adalah sebagai berikut: