Teknologi Pendukung Cellular GPRS (General Packet Radio Service) Program Studi D3 Teknik Komputer Gayuh titis permana M3304013

Sistim GPRS Secara umum General Packet Radio Service atau GPRS adalah suatu teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat jika dibandingkan dengan penggunaan teknologi Circuit Switch Data atau CSD. Jaringan GPRS merupakan jaringan terpisah dari jaringan GSM dan saat ini hanya digunakan untuk aplikasi data.Komponen-komponen utama jaringan GPRS adalah : GGSN; gerbang penghubung jaringan GSM ke jaringan internet SGSN; gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS PCU; komponen di level BSS yang menghubungkan terminal ke jaringan GPRS Secara teori kecepatan pengiriman data GPRS dapat mencapai 115 kb/s. Namun dalam implementasinya sangat tergantung dari berbagai hal seperti : Konfigurasi dan Alokasi time slot di level Radio/BTS Teknologi software yang digunakan Dukungan ponsel Ini menjelaskan mengapa pada saat-saat tertentu; di lokasi tertentu; akses GPRS terasa lambat; dan bahkan bisa lebih lambat dari akses CSD yang memiliki kecepatan 9,6 kb/s

Sistim GPRS Sistem GPRS memberikan solusi dasar untuk Internet Protocol , komunikasi antara Mobile Station dengan Internet Service Hosts (IH) atau Corporate LAN. Hal ini dilakukan dengan : Efisien menggunakan radio resources A flexible service , with volume-based (or session duration-based) billing Fast set-up /access time Efficient transport of packets in the GSM network Simultaneous GSM and GPRS ,co-existence disturbance Sambungan ke External packet data network lainnya dengan menggunakan IP

Konfigurasi Sistim GPRS SGSN GGSN Billing System IN MTC GSM Other GPRS Network BSC PCU BG CG

Arsitektur Jaringan GPRS dalam GSM

Komponen GPRS SGSN ( Serving GPRS Support Node ) GGSN ( Gateway GPRS Support Node )

Fungsi Komponen GPRS SGSN ( Serving GPRS Support Node) mengantarkan packet data ke MS Update pelanggan ke HLR Registrasi pelanggan baru GGSN ( Gateway GPRS Support Node ) Interface ke PDN Information Routing - Transfer data dari PDU ke SGSN Network Screening User Screening Address Mapping

Characteristic of Data Communication Ada dua cara untuk mentransmisikan data yaitu: Komunikasi Circuit Switch ( SC ) Voice Komunikasi Paket Switch( PS ) Data/GPRS

Paket Switching PENGERTIAN PAKET SWITCHING Data yang akan ditransmisikan dibagi menjadi bagian-bagian kecil (paket)lalu ditransmisikan dan diubah kembali menjadi data semula. Dapat mentransmisikan ribuan bahkan jutaan paket perdetik Memungkinkan untuk pemakaian kanal transmisi secara bersamaan oleh pengguna lain Transmisi melalui PLMN (Public Land Mobile Network )dengan menggunakan IP backbone

Packet Controlling Unit

New Core Equipment

GSM/GPRS frekuensi carrier, duplexing dan frame TDMA

Time Slot dan Multiframe GPRS Setiap time slot (TS) merupakan satu kanal trafik (TCH). Panjang satu frame TDMA adalah 4,613 ms dengan panjang satu time slot 576,9 s. Data rate maksimum yang dapat dicapai setiap TCH adalah 9,6 Kbps. Apabila diinginkan data rate yang lebih tinggi dapat digunakan beberapa TCH secara simultan untuk satu terminal MS. Trafik data pada sistem GPRS adalah asymmetric dimana jumlah time slot yang digunakan serta data rate uplink dan downlink berbeda. Struktur multiframe untuk PDCH pada sistem GPRS terdiri dari 52 frame TDMA, dibagi kedalam 12 frame paket data (B0 – B11) dimana tiap 4 frame membentuk satu blok yang ditransmisikan secara berurutan, 2 frame untuk PTCCH dan 2 frame kosong (idle).

Physical Layer

52 Multiframe for GPRS

Skema Coding Sistem GPRS Skema coding untuk kanal-kanal trafik logik GPRS Seperti terlihat pada tabel diatas, teknologi GPRS memiliki empat buah skema coding yaitu CS-1, CS-2, CS-3, dan CS-4. Skema coding ini digunakan untuk kanal-kanal trafik logik, dimana masing-masing channel coding mempunyai bit rate yang berbeda. Nilai throughput tiap skema coding diperoleh dengan membagi besarnya data yang dikirim dengan panjang satu frame kanal logika (4 burst data) sebesar 20 ms, untuk setiap pengiriman data. Teknik channel coding ini telah distandarisasi oleh ETSI pada GSM 05.03.

Pembagian Kanal GPRS Seperti terlihat pada table, kanal logik pada GPRS dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu kanal trafik dan kanal signalling (kontrol ) yang meliputi : Skema kanal logic pada GPRS

Fungsi Kanal Logik GPRS Koordinasi antara kanal logik pada circuit switch dan packet switch sangatlah penting. Jika kanal PCCCH tidak tersedia pada sebuah sel, MS dapat menggunakan common control channel (CCCH) pada konvensional GSM untuk menginisialisasi transfer paket. Selain itu jika kanal PBCCH juga tidak tersedia, MS akan menggunakan broadcast control channel (BCCH) untuk memperoleh informasi kondisi jaringan radio. PDCH bisa dialokasikan sebagai dedicated PDCH, misalnya operator mengalokasikan sejumlah kanal untuk penggunaan layanan GPRS. PDCH juga bisa di set sebagai on demand PDCH, yaitu menyediakan kanal GPRS secara dinamis yang bersifat sementara (temporary), yang mana resource ini dialokasikan dan dibebaskan berdasarkan pertimbangan beban trafik. Dedicated PDCH tidak bisa digunakan untuk trafik circuit switch. Sedangkan on demand PDCH bisa dibebaskan pada saat terjadi kongesti karena kedatangan pelanggan untuk layanan circuit swith. Penggunaan on demand PDCH tidak mempengaruhi probabilitas blocking komunikasi suara dalam satu sel. On demand PDCH kembali kosong ketika tidak ada pelanggan GPRS yang menggunakannya, sedangkan dedicated PDCH akan kembali menjadi kanal fisik dasar ketika tidak ada pelanggan mobile GPRS yang menggunakannya.

ROUTING IN GPRS

Routing of Data Packet GPRS

GPRS Network Protocol Stack

GPRS Multi Transport Protocol

Traffic model for active GPRS users GPRS TRAFFIC MODEL Traffic model for active GPRS users Beban trafik per pelanggan per Busy Hour: - downlink : 50 Kbytes - uplink : 10 Kbytes - Panjang paket (SDU) : 1024 octets - Attach / detach Proses : 1 x Mean throughput data pelanggan per busy hour : - downlink : 111 bit/s, - uplink : 22 bit/s.

PDP CONTEXT ACTIVATION

GPRS ATTACH Untuk menerima atau mengirimkan data pengguna terakhir harus melakukan dua langkah prosedur,GPRS attach dan PDP contact activation GSM LAN 1 GSM GPRS LAN 2

MS must attach to network MS/Use register with an SGSN GPRS Attach and Detach To use GPRS service MS must attach to network MS/Use register with an SGSN SGSN Check if user and MS are authorized to use network Copies user profile from HLR Assign a P-TMSI (Packet TMSI ) To user

GPRS ATTACH Pada GPRS attach,logical link dibangun antara MS dan SGSN . AUC MSC/VLR BSC SGSN HLR SGSN

PDP Address and PDP Context To exchange packet with PDN after attach MS applies for address used in the PDN PDP Address e.g.IP Address

PDP Context: Describe character stics of session * PDP type (e.g IPv4) * PDP address (e.g 129.187.222.10) * requested QoS * address of GGSN which is access point to PDN Active PDP context: MS is visible for the external PDN (can send and receive packet)

Enhanced Data Global Evolution

EDGE Network

Dimensioning principle : Transmission

Evolution step GSM / GPRS/UMTS/HSDPA Node-B RNC Iu IWU Um UMTS (WCDMA) INFRASTRUCTURE Edge Edge TRX Abis MSC HLR/AuC EIR BSC BTS PSTN Network SS7 Um GSM INFRASTRUCTURE Border Gateway (BG) Serving GPRS Support Node (SGSN) Gateway GPRS (GGSN) Lawful Interception Gateway (LIG) Inter-PLMN network GPRS backbone (IP based) Internet PCU INFRASTRUCTURE HSDPA HSDPA TRX The GPRS brings few new network elements to the GSM network. The most important ones are the Serving GPRS Support Node (SGSN) and the Gateway GPRS Support Node (GGSN). Another important new element is the Point-To-Multipoint Service Center (PTM-SC) which is dedicated to the PTM services in the GPRS network. Also a new network element is the Border Gateway (BG) which is mainly needed for the security reasons and is situated on the connection to the Inter-PLMN backbone network. The Inter-PLMN and Intra-PLMN backbone network are also new elements, both IP-based networks. In addition there will be few new gateways in the GPRS system like the Charging Gateway and the Legal Interception Gateway