General Packet Radio Service

II. 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

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

Perbedaan GSM dgn GPRS

Konfigurasi Sistim GPRS

Arsitektur Dasar Jaringan GPRS dalam GSM

PCU

GPRS: MS’ State Model Idle Detach Attach Tstand by expired Ready Txion of a packet Tready Expired or forced stand by Stand by

GPRS Attach & Detach MS Switch On MS Attach to Network MS Network Exchange of information Network e.g. MS ID, User profile, QoS, etc. Network (i.e. SGSN) Check MS ID, Author. & AuC, Assign P-TMSI, etc. MS on Service Finish

GPRS Attach & Detach Type of attach: Content of GPRS attach: Attach after switch on Re-attach in the same SGSN Re-attach in a new SGSN Attach when SGSN has deleted the context Content of GPRS attach: Active service request Check of MS ID Check of subscriber ID Copies of user profile from HLR Assign of P-TMSI

GPRS Attach

GPRS Attach Procedure MS BSS New SGSN Old SGSN GGSN EIR New MSC/VLR HLR Old MSC/VLR 1. Attach Request 2. Identification Request 2. Identification Response 3. Identify Request 3. Identify Response 4. Authentication 5. IMEI Check 6a. Update Location 6b. Cancel Location 6c. Cancel Location Ack 6d. Insert Subscriber Data 6e. Insert Subscriber Data Ack 6f. Update Location Ack 7a. Location Updating Ack 7b. Update Location 7c. Cancel Location 7d. Cancel Location Ack 7e. Insert Subscriber Data 7f. Insert Subscriber Data Ack 7g. Update Location Ack 7h. Location Updating Accept 8. Attach Accept 9. Attach Complete 10. TMSI Reallocation Complete

GPRS Routing Area Update

Notion PDP Context

PDP Context Activation

Data Transfer

Routing Area & Location Area LA: MSC/VLR Routing area Cell Cell  RA  LA

Cell update MS is moving between cells within RA MS compare the system information from old and new cell Only particular signaling message, e.g MM or SM signaling and/or LLC signaling

RA update MS changes RA Intra SGSN RA update: Inter SGSN RA update: MS moves from one RA to another within the same SGSN SGSN has stored user profile, so no need to update HLR or GGSN Assign a new P-TMSI Inter SGSN RA update: MS moves to different RA and different SGSN service area HLR and GGSN has to be updated New SGSN ask for user profile from old SGSN

Intra SGSN RA Update Procedure MS BSS SGSN RA update request [Old RAI, old P_TMSI signature, update type, etc] Security functions RA update accept [RAI, P-TMSI signature] RA update complete

Inter SGSN RA Update Procedure MS BSS New SGSN Old SGSN GGSN HLR MSC/VLR 1. Routing Area Update Request 2. SGSN Context Request 2. SGSN Context Response 3. Forward Packets 4. Security Functions 5. Update PDP Context Request 5. Update PDP Context Response 6. Update Location 7. Cancel Location 7. Cancel Location Ack 8. Insert Subscriber Data 8. Insert Subscriber Data Ack 9. Update Location Ack 10. Location Updating Request 10. Location Updating Accept 11. Routing Area Update Accept 12. Routing Area Update Complete

LA Update Procedure MS BSS new SGSN old SGSN GGSN New MSC/VLR HLR Old 1. Routing Area Update Request 2. SGSN Context Request 2. SGSN Context Response 3. Forward Packets 4. Security Functions 5. Update PDP Context Request 5. Update PDP Context Response 6. Update Location 7. Cancel Location 7. Cancel Location Ack 8. Insert Subscriber Data 8. Insert Subscriber Data Ack 9. Update Location Ack 10. Location Updating Request 11a. Update Location 11b. Update Location 11c. Cancel Location Ack 11d. Insert Subscriber Data 11e. Insert Subscriber Data Ack 11f. Update Location Ack 12. Location Updating Accept 13. Routing Area Update Accept 14. Routing Area Update Complete 15. TMSI Reallocation Complete

Routing example: Incoming packet Address conversion: IP-Dest  TID + SGSN (from PDP context) IP packet Internet ? GGSN SGSN GTP (GGSN IP address, Tunneling ID, IP packet) ? Address conversioan: TID  TLLI, NSAPI, QoS, and cell (from PDP context) LA2 SGSN IP packet SNDCP (SubNetwork Dependent Convergence Protocol) (Temp Logical Link Id, NSAPI, IP packet)) MS LA1

Routing example: Outgoing packet IP packet (Dest. 129.187.222.10, Source: 129.74.216.6) Internet GGSN SGSN GTP (GGSN IP Address, Tunneling ID, IP packet) ? SGSN Address conversion: TLLI + NSAPI  TID + GGSN (from PDP context) GGSN SNDCP (TLLI, NSAPI, IP packet) MS Address conversion: IP-source  TLLI, NSAPI (from PDP context) IP packet (Dest: 129.74.216.6.Source: 129.187.222.10

II.14. GPRS Dimensioning

II.16. Timeslot 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).

Timeslot sharing

Physical Layer

52 Multiframe for GPRS

GPRS Mobile Equipment

GPRS : The Class A,B & C MS

II.17. 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.

II.20. EDGE

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

Access of Mobile Applications through WLAN