MAKALAH SEMINAR TUGAS AKHIR ANALISIS PERFORMANSI LAYANAN SMS (SHORT MESSAGE SERVICE) PADA SMSC (SHORT MESSAGE SERVICE CENTER) JARINGAN CDMA2000-1X Apriliani Sulistyoningrum*, Imam Santoso**, Ajub Ajulian Zahra** Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia ABSTRACT CDMA is one of the cellular technology used in today's telecommunications world, one of the advantages of CDMA is a high bit rate so as to transfer the data have a high speed. One variant of CDMA technology is CDMA2000-1x. As cellular technologies GSM, CDMA also provides data and voice services. One of the data services is a short message service commonly referred to as Short Message Service (SMS). Seeing the large number of SMS users, the performance of the network must have a good quality so that SMS messaging is not a failure or delay. This study discusses the performance of services SMS message center SMSC on CDMA2000-1x network by taking into account various parameters that affect it, such as Service Accesibility (SA), Delivery Delay (AD), Completion Rate SMS (CR), Number of Successfully SMS and SMS Total Delivery. The data is the result of the query the system for 30 days in July 2011. Of the 31 days of observation, there was 74.19% SMS utility value performance > 90% and 25.80% above the standard utility value KPI, Higest CR in the month is the first week 1,284,220 sms, the smallest is 547 414 at fifth week, BHSM almost 80% peak time SMS delivery occurred at 20.00. Keywords: SMS, CDMA, SA, AD, CR. PENDAHULUAN CDMA adalah salah satu teknologi seluler yang digunakan dalam dunia telekomunikasi sekarang ini, salah satu kelebihan CDMA adalah bit rate yang tinggi sehingga untuk transfer data memiliki kecepatan yang tinggi. Salah satu varian teknologi CDMA yang termasuk ke dalam generasi ke tiga adalah CDMA2000-1x. seperti teknologi seluler GSM, CDMA juga menyediakan layanan data dan suara. Salah satu layanan data ini adalah layanan pesan singkat biasa disebut dengan Short Message Service (SMS). Pengguna layanan SMS ini sejak pertama diluncurkan hingga hari ini mengalami lonjakan yang signifikan. Melihat banyaknya jumlah pengguna layanan SMS, tingkat performansi dari jaringan harus memiliki kualitas yang bagus agar pengiriman pesan SMS tidak mengalami kegagalan atau delay. Penelitian kali ini akan menganalisis layanan performansi layanan SMS yang diberikan oleh pusat pesan (SMSC) jaringan CDMA2000-1x. Analisis ditekankan pada layanan pesan SMS antar jaringan CDMA2000-1x dan jaringan lain. Dari penelitian ini diharapkan dapat menginformasikan berbagai hal yang berhubungan dengan tingkat performansi pusat pesan (SMSC) jaringan CDMA2000-1x dengan memperhatikan berbagai parameter yang mempengaruhi. Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah melakukan analisis kinerja layanan Short Message Service (SMS) pada Short Message Service Center (SMSC) CDMA2000-1x berdasarkan berbagai parameter yang mempengaruhi. Konsep Dasar SMS Short Message Service (SMS) adalah salah satu fitur layanan sistem telekomunikasi bergerak yang mampu mentransmisikan pesan singkat berupa alphanumeric antar telepon seluler atau ke perangkat lainnya. Dalam satu SMS dapat berisikan 140 byte atau 1120 bit data, yang setara dengan: 160 karakter, apabila menggunakan pengkodean 7 bit per karakter, lazimnya pengkodean ini digunakan untuk karakter Latin seperti abjad A sampai Z. 70 karakter, apabila menggunakan pengkodean 16 bit Unicode UCS2, pengkodean ini digunakan untuk karakter selain Latin, seperti huruf Arab, huruf Kanji, dan huruf Cina. SMS dibedakan menjadi tiga : 1) SMS Mobile Terminating (SMS-MT) SMS MT pengiriman pesan singkat dari sebuah SMSC menuju sebuah MS. 2) SMS Mobile Originating (SMS-MO)
SMS MO adalah pengiriman pesan singkat dari sebuah MS menuju ke SMSC. 3) Cell Broadcast (CB-SMS) Cell Broadcast (CB SMS) dikirimkan ke semua pelanggan yang berada dalam suatu area tertentu saja. informasi potongan harga barang, Arsitektur Jaringan SMS pada Sistem CDMA2000-1x[7] g) SMS Service Center (SMSC) pada CDMA2000-1x Fungsi utama SMSC adalah untuk mengirimkan (fungsi forward) pesan singkat antara SME dan MS, apabila penerima SMS tidak ditemukan karena MS tujuan tidak aktif maka SMSC akan menyimpan (fungsi store) pesan SMS tersebut dan kemudian akan mengulang pengirimannya ketika penerima sudah dalam keadaan aktif kembali. SMS hanya akan dihapus oleh SMSC setelah diterima laporan penerimaan (delivery report) dari MS atau setelah validity period habis. SMSC memberikan jaminan bahwa pengiriman SMS akan berhasil sampai ke MS yang dituju walaupun tidak dimungkinkan pada proses pengiriman yang pertama. Gambar 1 Arsitektur Jaringan SMS pada Sistem CDMA2000-1x[7] a) Mobile Station (MS) Mobile Station (MS) terdiri dari Mobile Equipment (ME) atau handset dan smart card atau yang sering disebut kartu RUIM (Removable User Identity Module). b) Air Interface (Um Interface) Air interface adalah standar yang akan menentukan bagaimana sinyal suara dan data akan ditransmisikan dari MSC/BSC/BTS ke MS dan sebaliknya. c) Mobile-service Switching Center (MSC) MSC menjalankan fungsi switching dan signaling. MSC menyediakan dan mengontrol berbagai sistem yang berhubungan dengan pelanggan seluler seperti registration, authentication, location updating, handover dan roaming. d) Home Location Register (HLR) Tugas utama dari HLR adalah menyediakan data yang berhubungan dengan pelanggan dalam penanganan panggilan dan memberikan informasi call routing ke GMSC (Gateway Mobile Switching Center). Data dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu Data Tetap (Permanent Data) dan Data Sementara (Temporary Data) e) Visitor Location Register (VLR) Visitor Location Register (VLR) berisi informasi dinamis data pelanggan dari HLR yang diperlukan untuk pengontrolan panggilan termasuk lokasi pelanggan yang berada dalam area VLR tersebut dalam area VLR tersebut. f) Signal Transfer Point (STP) STP adalah elemen jaringan yang memungkinkan IS-41 berinterkoneksi melalui link SS7 ke jaringan lainnya. Gambar 2 Proses yg terjadi di SMS Service Center (SMSC) h) External Short Message Entities (ESME) ESME (External Short Message Entities) adalah perangkat yang dapat mengirim dan menerima pesan singkat. terletak di luar Beberapa ESME yang dapat berhubungan dengan sistem seluler diantaranya: Voice Mail Service (VMS),Web, E- Mail. i) Gateway SMSC (GMSC) GMSC adalah jembatan penghubung komunikasi dua teknologi berbeda (CDMA dan GSM) karena masing-masing memiliki standar teknologi yang berbeda (GSM dengan MAP dan CDMA dengan IS41). SMS Mobile Originating (SMS-MO )[19] Prosedur pengiriman SMS Mobile Originating (SMS- MO) dari SMS ke SMSC adalah sebagai berikut: 1) MS melakukan registrasi dalam jaringan melalui VLR 2) MS mengirimkan pesan ke MSC yang dituju 3) MSC melakukan interogasi melalui VLR untuk memeriksa bahwa pengiriman pesan tersebut tidak melanggar supplementary service yang diminta 4) MSC mengirimkan pesan tersebut ke SMSC menggunakan operasi forwardsm
5) SMSC mengirimkan pesan yang diterimanya ke SME yang dituju juga menerima acknowledgement 6) Acknowledgement yang diterima SMSC akan dikirmkan ke SMSC yang merupakan keberhasilan dari operasi Forward SM 7) MSC akan meneruskan laporan tersebut ke MS yang merupakan keberhasilan dari operasi SM- MO. Gambar 4 SMS Mobile Terminated (SMS-MT)[19] Sumber kegagalan dalam pengiriman SMS dapat dikelompokkan ke dalam dua tipe yaitu kegalan sementara dan permanen yang ditunjukkan oleh kemungkinan dari keberhasilan sebuah MS dalam periode tertentu. Hasil kegagalan permanen akan dihilangkan dari sistem SMSC. Daftar kegagalan permanen adalah sebagai berikut : Gambar 3 SMS Mobile Originating (SMS-MO) [17] SMS Mobile Terminated (SMS-MT )[19] Prosedur pengiriman SMS Mobile Terminated (SMS- MT) dari SMSC ke MS adalah sebagai berikut: 1) SMS dikirimkan dari ESME menuju SMSC 2) Setelah proses internal selesai SMSC melakukan interogasi ke HLR dan menerima informasi routing untuk MS yang dituju 3) SMSC mengirimkan SMS ke MSC menggunakan operasi forward SM 4) MSC mendapat informasi pelanggan yang dituju dari VLR dan dalam proses ini juga dilakukan prosedur autentifikasi 5) MSC mengirimkan SMS ke MS 6) MSC mengirimkan laporan pengiriman ke SMSC yang merupakan tanda keberhasilan dari operasi forward SM 7) Laporan status pengiriman juga dikirimkan dari SMSC apabila laporan tersebut juga diminta oleh MS. Tabel 1 Kegagalan Permanen di SMS-MT (SMS Mobile Terminating)[8] Permanent Errors (SMS Mobile Terminating) Unknown subscriber IMSI/MSISDN tidak ada di HLR Teleservice not provisioned Tidak ada service TS21/TS22 Illegal subscriber Authentikasi gagal Illegal equipment IMEI dalam daftar yang dilarang/blacklist Tabel 2 Kegagalan Permanen di SMS-MO (SMS Mobile Originating)[8] Permanent Errors (SMS Mobile Originating) Kesalahan seting GT Service Center di Unknown SC Address MS Invalid SME Address Kesalahan dialing nomor yang dituju PERANCANGAN SIMULASI Tolak ukur adalah indeks yang ditentukan berdasarkan atas rata-rata yang terukur pada periode waktu yang lama. Tolak ukur yang digunakan untuk menentukan kualitas jaringan yang ada sebagai berikut : Tabel 3 Tolak Ukur Parameter Trafik Parameter Trafik Tolak Ukur Gos AD CR SMS 5 second
Gambar 6 Analisis usaha Pengiriman SMS dalam bentuk grafik garis Access Delay < 10detik Nilai delay terbesar terjadi di minggu pertama 976.077 sms di jam 20.00, nilai delay terkecil di minggu kelima sebesar 324.322 sms di jam 03.00. Total delay terbesar terjadi di minggu pertama 12.399.161 sms. Tampilan data tabel dan grafik garis Delivery Delay dapat dilihat di gambar berikut. Gambar 7 Grafik Garis Pengiriman Yang tertunda <10s Gambar 5 Alur Program Pengambilan data Access Delay 10-20detik Nilai delay terbesar terjadi di minggu pertama 309.162 sms di jam 20.00, nilai delay terkecil di minggu ketiga sebesar 2.149 sms di jam 03.00. Total delay terbesar terjadi di minggu pertama 3.457.771 sms. Tampilan data tabel dan grafik garis AccessDelay 10-20 detik dapat dilihat di gambar berikut PENGUJIAN DAN ANALISIS Service Accesibility (SA) Entitas pengukuran ini bertujuan untuk menghitung jumlah percobaan atau usaha (attempt) untuk mengirimkan pesan SMS ke tujuan. Dari analisis nilai SA tertinggi terjadi di minggu pertama sebesar 1.326.229, nilai SA terkecil terjadi di minggu ke 5 sebesar 23.311 sms karena dalam minggu ini hanya tersisa 3 hari dari bulan juli Gambar 8 Grafik Garis Pengiriman Yang tertunda 10-20 detik
Access Delay 20-30 detik Nilai delay terbesar terjadi di minggu kedua 334.954 sms di jam 20.00, nilai delay terkecil di minggu kelima sebesar 1.288 sms di jam 03.00. Total delay terbesar terjadi di minggu kedua 3.875.702 sms. Tampilan data tabel dan grafik garis AccessDelay 20-30detik dapat dilihat di gambar berikut. Gambar 11 Grafik Garis Pengiriman Yang tertunda 50-60s Access Delay >1jam Nilai delay terbesar terjadi di minggu keempat 67.815 sms di jam 18.00, nilai delay terkecil di minggu kelima sebesar 1.937 sms di jam 03.00. Total delay terbesar terjadi di minggu keempat 518.262 sms. Tampilan data tabel dan grafik garis AccessDelay >1jam dapat dilihat di gambar berikut. Gambar 9 Grafik Garis Pengiriman dengan waktu tunda 20-30detik Access Delay 30-50detik Nilai delay terbesar terjadi di minggu kedua 379.285 sms di jam 20.00, nilai delay terkecil di minggu kelima sebesar 635 sms di jam 03.00. Total delay terbesar terjadi di minggu ketiga 4.566.122 sms. Tampilan data tabel dan grafik garis AccessDelay 30-50detik dapat dilihat di gambar berikut. Gambar 12 Grafik Garis Pengiriman Yang tertunda >1jam Completion Rate SMS Completion Rate SMS parameter yang menunjukkan jumlah sms yang sampai ke tujuan, dalam data completion rate di tulis juga sebagai SMS Delivered. Gambar 10 Grafik Garis Pengiriman Yang tertunda 30-50s Access Delay 50-60detik Nilai delay terbesar terjadi di minggu ketiga 103.714 sms di jam 21.00, nilai delay terkecil di minggu kelima sebesar 932 sms di jam 03.00. Total delay terbesar terjadi di minggu ketiga 1.084.454 sms. Tampilan data tabel dan grafik garis AccessDelay 50-60detik dapat dilihat di gambar berikut. Perhitungan CR didapat dari selisih jumlah SMS yang diterima dengan SMS yang gagal dibagi dengan total jumlah sms. Dari data yang didapat Nilai CR dapat dilihat sebagai berikut: Nilai CR terbesar di minggu keempat sebesar 99,87%, terkecil minggu kedua 83.47%. standar KPI untuk CR adalah >95%, dalam pengamatan selama 24 jam ada 50% CR berada di bawah standar (<95%) hali ini terjadi disaat jam kerja dari jam 08.00 16.00, puncaknya terjadi di jam 18.00.
Utilization SMSC. Standar KPI 90%, dengan kapasitas SMS 500.000. Bila nilainya <90% kapasitas kanal harus ditingkatkan dengan meningkatkan kapasitas jumlah SMS >500.000 sms. Gambar 13 Grafik Garis Analisis SMS Terkirim TotalDelivery SMS Total Delivery SMS adalah jumlah keseluruhan SMS yang dikirim oleh SMSC ke MS tujuan. termasuk di dalamnya adalah sms yang mengalami delay di dalam proses pengiriman, Nilai maksimal ada di minggu pertama sebesar 1.545.345 sms, terendah ada di minggu kelima 24.627 sms, nilai rata-rata 788.033. Gambar 14 Total Pengiriman SMS bulan Juli 2011 BHMS (Busy Hour Message Service) BHSM adalah entitas yag digunakan untuk mengamati jam sibuk pengiriman SMS. Diperoleh BHSM tertinggi di minggu pertama 300.916 sms pada jam 08.00, nilai BHSM terkecil di minggu 427.964 jam 02.00. Nilai dari BHSM ini yang akan digunakan untuk mencari nilai utilitas dari SMSC. Gambar 15 Nilai BHSM Bulan Juli 2011 Gambar 16 Utilitas SMSC Dari grafik diatas, dari 31 hari pengamatan, ada 74,19 % () yang sesuai dengan kriteria yang telah diberikan, dan sisanya 25,80 % () melebihi kriteria namun masih dianggap normal. Dari hasil analisis di atas Utilitas atau kinerja SMSC dalam proses pengiriman SMS dapat dikatakan memiliki kualitas yang bagus. KESIMPULAN Dari pembuatan program simulasi dan analisis yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1) Pada dasarnya unjuk kerja atau perfomansi trafik SMS sistem selular baik berbasis sistem CDMA maupun GSM dapat diukur dengan melihat parameter Quality of service (QoS) jaringan dan parameter-parameter ini harus dilakukan pengujian serta analisis secara periodik. Tolak Ukur Parameter ini antara lain: Completion Ratio >90%, GoS >90%,Delay >5second 2) Dari analisis diatas nilai SA tertinggi terjadi di minggu pertama sebesar 1.326.229, nilai SA terkecil terjadi di minggu ke 5 sebesar 23.311 sms 3) Nilai delay terbesar terjadi di minggu pertama 976.077 sms di jam 20.00, nilai delay terkecil di minggu kelima sebesar 324.322 sms di jam 03.00. Total delay terbesar terjadi di minggu pertama 12.399.161 sms. 4) Nilai CR terbesar di minggu keempat sebesar 99,87%, terkecil minggu kedua 83.47%. standar KPI untuk CR adalah >95%, dalam pengamatan selama 24 jam ada 50% CR berada di bawah standar (<95%) hali ini terjadi disaat jam kerja dari jam 08.00 16.00, puncaknya terjadi di jam 18.00. 5) Nilai maksimal ada di minggu pertama sebesar 1.545.345 sms, terendah ada di minggu kelima
24.627 sms, nilai rata-rata Total Delivery SMS 788.033sms. 6) Dari tampilan simulasi diperoleh BHSM hampir 80% waktu puncak pengiriman SMS terjadi di jam 20.00. 7) Dari 31 hari pengamatan, ada 74,19% nilai utilitas performansi SMS berada di bawah standar KPI >90% hal ini menandakan kinerja SMSC yang bagus. Dan 25,80% nilai utilitas diatas standar KPI artinya jumlah kapasitas dan jumlah SMS yang masuk atau terkirim tidak seimbang. 8) Perlu penambahan kapasitas pada sistem agar nilai delay tidak semakin besar, karena besarny nilai delay akan berpengaruh terhadap utilisasi SMSC. SARAN Beberapa saran yang bisa menjadi masukan untuk penelitian lebih lanjut antara lain : 1) Pada analisis kualitas layanan SMS dapat ditambahkan beberapa parameter lain dari masukan server dan keluaran server. 2) Pengambilan data statistik sebaiknya dilakukan selama beberapa bulan untuk memperoleh data yang lebih akurat dan analisis yang jelas. DAFTAR PUSTAKA [1]. 3GPP2 C.S0015-0: Short Message Service.2011 [2]. 3GPP2 C.S0023-D, Removable User Identity Module for Spread Spectrum Systems. [3]. 3GPP2: Short Message Service (SMS) for Wideband Spread,Spectrum Systems. [4]. Bulletin Therra Hertz, ICT Research Center UNAS Vol.2, No.1, Pebruari 2008. [5]. Cisco SS7 Fundamentals, SS7 Protocol Stack. [6]. Clint Smith, Daniel Collins, 3G Wireless Networks. New York : McGraw- Hill, 2002 [7]. ETSI TS.102 250-2, Speech Processing, Transmission and Quality Aspects (STQ); QoS aspects for popular services in GSM and 3G networks; Part 2: Definition of Quality of Service parameters and their computation, V1.2.1, Juni 2004. http://portal.etsi.org/tb/status/status.asp [8]. Feri, Muhamad, Analisis Antrian SMS Pada SMSC GSM PT. Telkomsel, Laporan Tugas Akhir Fakultas Teknik Elektro USU, 2007. [9]. Islander, Samui, Sejarah Spektral Tersebar Dan Perkembangan CDMA, www.wcdma3g.blogspot.com [10]. MANDYAM, G., Third-Generation CDMA Systems for Enhanced Data Services, 2002. [11]. Mayhoneys, Protocol Data Unit, http://digilib.ittelkom.ac.id [12]. Purnamasari, Dewi, Analisis Kapasitas Kanal Trafik BTS Pada Jaringan CDMA 450 Untuk Layanan Suara, Laporan Tugas Akhir Fakultas Teknik Elektro UNDIP, 2010. [13]. Putro, Purwo Supri, Analisis Kegagalan Handover (Saat Peralihan Freakuensi) Pada Sistem CDMA Area Kota Semarang, Laporan Tugas Akhir Fakultas Teknik Elektro UNNES, 2006 [14]. Tristanti, Nurul, Analisis Layanan Paket Data Sistem CDMA 2000-1x Berdasarkan Data Drop Call dan Data Drive Tes, Laporan Tugas Akhir Fakultas Teknik Elektro UNDIP, 2010. [15]. Usman, U.K., Sistem Komunikasi Seluler CDMA2000-1x, Informatika, Bandung, 2010. [16]. Wekiardi, Hadi, Analisa Performansi SMS Untuk Pelanggan Pra Bayar Pada Jaringan GSM PT Indosat, Laporan Tugas Akhir Fakultas Teknik Elektro UI, 2008. Apriliani Sulistyoningrum (L2F307007) Menyetujui dan Mengesahkan, Dosen Pembimbing I Imam Santoso, S.T., M.T. NIP.197012031997021001 Tanggal: 17 September 2012 Dosen Pembimbing II Ajub Ajulian A, ST.M.T. NIP.197107191998022001 Tanggal:17 September 2012 Lahir pada 19 April 1985 di Semarang. Menempuh pendidikan di SMPN 02 Semarang, SMAN 03 Semarang dan saat ini masih menyelesaikan studi Strata-1 di Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang dengan mengambil konsentrasi Elektronika Telekomunikasi.