Internet Protocol Radio Access Network for Future Network

Transkripsi

1 Internet Protocol Radio Access Network for Future Network Rini Handayani Politeknik Telkom Bandung Abstrak Dunia telekomunikasi hingga saat ini berkembang semakin pesat, baik dari sisi teknologi telekomunikasi maupun jumlah pelanggan layanan telekomunikasi (khususnya layanan komunikasi seluler). Akibatnya permintaan layanan komunikasi seluler baik dalam layanan voice ataupun layanan data juga mengalami peningkatan. Dengan demikian provider perlu meningkatkan performansi sistem yaitu salah satunya dengan memperluas jangkauan akses bagi pelanggan namun tidak mengorbankan kualitas dari layanan yang ditawarkan dan teknologi yang dikembangkan harus dapat diintegrasikan dengan teknologi sebelumnya. Jika sebelumnya koneksi jaringan access menuju edge hingga core didominasi oleh Asynchronous Transfer Mode (ATM) bahkan sampai sekarang pun jaringan backhaul masih didominasikan Time Division Multiplexing (TDM). Dengan mengamati arah perkembangan jaringan telekomunikasi. Maka penulis mengajukan bahwa Internet Protocol Radio Access Network (IP-RAN) merupakan salah satu solusi untuk menjawab tantangan ini. Internet Protocol Radio Access Network tidak serta merta langsung diaplikasikan pada jaringan akan tetapi harus melalui proses migrasi mulai dari sisi access, edge maupun core yang bersifat seamless support, service scalable, dan low cost. Kata kunci: Internet Protocol Radio Access Network, Asyncronous Transfer Mode, Time Division Multiplexing, seamless support, service scalable, voice Abstract Telecommunication world growing more rapidly nowadays. Both in term of telecommunications technology and the number of customers of telecommunication service (in particular mobile communication services). As a result, demand for mobile communication services both voice or data services also increased. Thus, providers need to improve the system performance. One of solutions by extending the reach of access to customers but does not ignore the quality of services offered and the technologies developed should be able to be integrated with previous technologies. If the previous access network connection to the edge until the core is dominated by the Asynchronous Transfer Mode (ATM) even now backhaul network still dominated by Time Division Multiplexing (TDM). By observing the direction of development of telecommunication networks. Thus the authors propose that the Internet Protocol Radio Access Network (IP-RAN) is one of solution to this challenge. Internet Protocol Radio Access Network not necessarily be directly applied to the network but must go through the migration process starts from the access, edge and core support that is seamless, scalable service, and low cost. Keywords: Internet Protocol Radio Access Network, Asyncronous Transfer Mode, Time Division Multiplexing, seamless support, service scalable, voice Jika dibandingkan dengan layanan data, 1. Pendahuluan penggunaan layanan voice cenderung tetap dari tahun ke tahun sehingga perancangan penetrasi jaringan All-IP Based paradigma pada jaringan akan sangat diperlukan mengingat permintaan layanan data yang terus meningkat. Perkembangan dunia telekomunikasi sudah sedemikian pesat khususnya pada telekomunikasi bergerak. Akibatnya permintaan layanan komunikasi seluler baik dalam layanan voice ataupun layanan data cenderung meningkat. Bahkan peningkatan kependudukan kanal data dibandingkan dengan kanal voice terdapat perbedaan yang sangat signifikan[2]. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan jumlah pelanggan layanan seluler bergerak khususnya pada layanan data meningkat pesat di seluruh dunia. Ditambah lagi dengan meledaknya produk-produk smart phone di pasaran dunia menyebabkan provider harus meningkatkan bandwidth secara signifikan. Hal ini juga pemicu perang layanan antar operator sudah tidak dapat terelakkan lagi. 2. Radio Access Network Kebutuhan akan kapasitas pada sisi backhaul sangat dipengaruhi oleh kebutuhan pemenuhan permintaan layanan broadband bergerak. ISSN:

2 TABEL 1 KOMPONEN RADIO ACCESS NETWORK UNTUK BERBAGAI MOBILE TECHNOLOGY MOBILE TECHNOLOGY GENERATION TYPE OF TECHNOLOGY Generation 2G GSM BTS RAN COMPONENT BSC MSC 2.5G GPRS BTS SGSN GGSN BSC + PCU EXAMPLE OF ROLE interface and BSC - controls multiple BS - handles video calls and SMS interface and BSC - mobility Management, data delivery to and from mobile user devices. - gateway to external data network - controls multiple BS and processes data packets Gambar 1. Perbandingan Penggunaan Kanal Voice dan Data[2] 3G EVDO BTS RNC PDSN UTRAN NodeB RNC MSC toward 4G LTE enodeb SGW (Serving Gateway) interface and RNC - call processing and handoffs, communication with PDSN - gateway to external network - performs functions similar to BTS - performs functions similar to BSC - handles voice calls and sms - performs functions similar to BTS and radio resources management - routing and forwarding of user data, mobility anchoring WiMax MME(Mobility Management Entity) PDN Gateway BS ASN GW CSN GW - tracking idle user device, handoffs managements - Gateway to external data network - DHCP, QoS policy enforcement, traffic classification - layer 2 traffic aggregation point ASN - connectivity to the internet, external public, or private network TABEL 2 MOBILE TECHNOLOGY DAN BASE STATION SUPPORT Gambar 2. Perkembangan Jumlah Pelanggan Fixed dan Mobile Wireless[2] Radio Access Network terdiri dari beberapa komponen utama yang bertempatkan pada, [6] BTS, yang memungkinkan tersedianya layanan komunikasi antara mobile user equipment dan mobile network dengan menggunakan air interface. BSC, fungsi utamanya untuk berkomunikasi dan mengendalikan beberapa BTS melalui Abis atau lub interface. Selain itu, BSC juga mengendalikan hand over yang terjadi akibat pergerakan mobile device antara cell site dan berkomunikasi dengan mobile core. BSC pada 2G dapat mengontrol sebanyak 50 BTS sementara BSC pada 3G dapat mengontrol 200 NodeB dan dapat mencapai 800 base station per BSC/RNC pada jaringan 2.5/3 G. Generation Technology Base Station Interface 2 / 2.5 G GPRS/TDMA Abis /CDMA 3G (Rel 99) 3G / 4G EVDO, UMTS (Rel.5), WiMax, LTE Base Station Support Channelized TDM UMTS Iub ATM ATM Backhaul Network Support PDH/SDH Iub/Abis Ethernet/IP IP/MPLS/Ethernet Pada tabel diatas jelas disebutkan bahwa ATM masih digunakan pada jaringan 3G. Dan sampai sekarang pun jaringan backhaul masih didominasikan TDM, bisa saja dalam bentuk T1/E1 microwave atau high-capacity SDH/SONET.[2] Solusi Wireless point to point sangat mendukung data rate lebih tinggi ketimbang jalur copper T1/E1, dan dengan sangat mudah mengatasi permasalahan biaya dan ketersediaan yang terbatas dari menggunakan fiber optic. Mobile Core, dapat berupa PDSN atau GGSN/SGSN yang bertindak sebagai gateway untuk jaringan data paket eksternal. 20 ISSN:

3 Gambar 3. Evolusi Kapasitas Mobile Backhaul 3. Konsep Packet Based Radio Access Network a. Circuit Emulation over Packet Circuit Emulation over Packet merupakan tiruan dari link komunikasi fisik melalui jaringan paket.[1] Tipe Pseudo-wire yang digunakan pada transport RAN adalah,[1] i. ATM pseudo-wire, digunakan pada 3G saja. Tidak efisien untuk penggunan sel tunggal namun hanya mengirim trafik saja ketika dibutuhkan. Penggunaannya dapat mengurangi overhead dengan dampak minimal terhadap latency. ii. TDM Pseudo-wire, digunakan pada 2G namun bisa juga digunakan pada 3G. Seperti TDM circuit sungguhan, bandwidth akan terbuang sia-sia jika tidak diduduki secara maksimum. Untuk jaringan 3G, ATM pseudo-wire memiliki kelebihan dibandingkan TDM pseudo-wire. 4. Perkembangan Radio Access Network Pemanfaatan teknologi TDM circuit pada jaringan 2G untuk transport RAN. Gambar 4. Circuit Emulation over Packet Gambar 7. Arsitektur Radio Access Network pada 2G Gambar 5. Konsep Packet Based pada Access, Edge, dan Core[3] Sehingga nantinya ATM/TDM link atau diistilahkan dengan circuit nature akan diganti semua menjadi All-IP Based dari sisi access hingga core network. b. Pseudo-Wire Basics Pseudo-wire merupakan mekanisme yang membawa elemen-elemen penting dari layanan yang lebih baik dari satu divais ke satu atau banyak divais melalui jaringan paket switching. Dalam hal ini menggunakan jaringan IP atau MPLS sebagai mekanisme packet forwarding.[1] Gambar G penambahan GPRS Data Gambar 6. Pseudo-Wire Basics (Sumber : Dasgupta, Santanu and Kasu Venkat. IP RAN. Cisco.2006) ISSN:

4 Gambar 9. UMTS penambahan ATM RAN Gambar 10. ATM Pseudowires pada RAN Core jaringan existing dan proven transport sementara transisi terjadi. b. Service scalability, dalam perkembangan mobile network, antara layanan dan kapasitas berjalan bersamaan. Dengan Ethernet Carrier yang dengan significant dapat mengurangi ketidakpastian migrasi. c. Low cost per bit, voice dan data tidak memiliki ROI yang sama. Sehingga pendapatan yang rendah dari per bit data dunia secara tidak langsung mengharuskan operator mencari kapasitas yang lebih murah. Native Ethernet microwave dapat mendukung topologi ring ethernet sehingga dapat mendukung komunikasi data lebih baik tanpa mengorbankan kualitas dari sisi layanan voice. Untuk mendapatkan kondisi tersebut, opsi-opsi yang dapat dilakukan operator: a. Convergence over ATM Agregasi trafik 2G/3G dengan menggunakan link ATM tunggal tidak mudah untuk menjalankan multicast. Disertai dengan peningkatan persebaran jaringan 3G dibanding 2G. Menjadikan jaringan ini tidak cukup fleksibel terhadap trafik yang bersifat bursty sehingga banyak link yg tersambung sia-sia dan menyebabkan harga yang dibayarkan tiap mobile phone akan sangat mahal.[1][4][5] Gambar 11. IP Backbone yang terkonvergensi Guna memfasilitasi komunikasi data, perancangan Radio Access Network (RAN) generasi mendatang dibangun All-IP Based paradigm termasuk pada sisi transport dan network. 5. Tantangan dan Kesempatan Provider Saat ini Gambar 12. Convergence over ATM[1] b. Optimasi RAN dengan HSPA offload Yang dilakukan pada optimasi RAN dengan HSPA offload adalah dengan menekan frame yang berulang. Offload data melalui DSL sementara layanan voice 2G dan 3G masih menggunakan T1/E1. Solusi ini masih bersifat sementara, karena pada teknik ini kualitas voice dikorbankan.[1] Untuk memudahkan proses migrasi menuju IP based, next generation mobile backhaul perlu didukung oleh hal-hal berikut ini:[6] a. Seamless support Legacy System, dengan mengkonvergensi jaringan-jaringan yang sudah ada (2G dan 3G) menuju IP based transport. Dalam hal ini sangat penting untuk diadakan perawatan (maintenance) guna mendukung 22 ISSN:

5 Daftar Pustaka [1] Dasgupta, Santanu dan Kasu Venkat., IP RAN. Cisco [2] Uhlin, Mats, Backhaul Evolution. Ericsson [3] Juniper Network Team, IP RAN Diunduh tanggal 11 Mei [4] Anonim, Ericsson Strategy and Technology Summit, London. September 2007 [5] Wisely, Dave. IP for 4G. John Wiley & Sons [6] Anonim, Mobile Backhaul Reference Architecture, Juniper Networks, Inc., 2011 Gambar 13. Optimasi RAN dengan HSPA offload [1] c. Microwave Dalam implementasi microwave sangat memungkinkan untuk membangun jaringan point to multipoint link radio, alokasi bandwidth untuk NodeB dapat berdasarkan demand pelanggan, konsep node yang memudahkan implementasi end-to-end. Namun, kondisi geografi menghambat kemungkinan terjadinya line of sight. Belum lagi keterbatasan lisensi spektrum yang digunakan. Rendahnya biaya hanya sampai batas 16 E1, lebih dari itu biaya akan melonjak naik. d. Ethernet Enable NodeB Membuat offloading data jadi lebih mudah, untuk trafik voice NodeB harus berasal dari PWE. Namun dalam berbagai kasus konektivitas berdasarkan ethernet tidak cukup reliable untuk end-to-end transport, dan bukan standard basic yang diperlukan [4]. e. IP/MPLS Based Transport Menjanjikan jaringan paket yang kapasitasnya tinggi, menyatukan layanan tranport, dapat tersebar luas sehingga memungkinkan kemudahan untuk berkembang, QoS yang sudah terbukti. Hanya saja sinkronisasi clock pada jaringan paket merupakan masalah baru yang harus dipecahkan [4]. 6. Kesimpulan Untuk dapat membangun jaringan telekomunikasi yang terintegrasi dengan jaringan IP/MPLS, banyak tahapan yang harus dilakukan operator bekerjasama dengan provider. Salah satu hal yang harus menjadi perhatian lebih adalah ketika jaringan tersebut dilakukan migrasi. Seamless, Scalable, dan Low cost menjadi hal pertimbangan penting agar layanan yang dirasakan masyarakat tetap dalam kualitas prima, dapat dirasakan dimana saja dan kapan saja tentunya dengan harga kompetitif sehingga semua lapisan masyarakat dapat memanfaatkan layanan ini. Dengan demikian kebutuhan masyarakat akan komunikasi dan informasi dapat terpenuhi. ISSN: