Istialah Dalam Arsitektur Jaringan Voice GSM

o GSM : Global System for Mobile

o GPRS : General Packet Radio Services

o BTS : Base Transceiver Station

o BSC : Base Station Controller

o MSC : Mobile Switching Center

o VLR : Visitor Location Register

o HLR : Home Location Register

o STP : Signalling Transfer Point

o IP : Internet Protocol

o ISDN : Integrated Services Digital Network

o GGSN : Gateway GPRS Support Node

o SGSN : Serving GPRS Support Node

o LA : Location Area

o RA : Routing Area

o SS7 : Signalling System 7

o WAP : Wireless Application Protocol

o WML : Wireless Markup Language

o JVM : Java Virtual Machine

Sistem dan Arsitektur GSM

Sistem GSM

Mobile System terhubung dengan GSM Network yang kemudian akan menghubungkan Mobile System tersebut dengan World Network. World Network dapat terdiri dari Voice (ISDN) Network atau Data Network.

Gambar Global System for Mobile

Arsitektur GSM

Jaringan inti dari GSM terdiri dari beberapa node. Node yang paling penting adalah BTS dan BSC yang saling berkolaborasi untuk men-support MSC. MSC bertanggung jawab untuk meneruskan telepon dan melacak pengguna mobile (user). Sedangkan VLR menyimpan informasi aktual dari user yang sedang dilayani oleh MSC dan HLR menyimpan informasi terbaru dari user, misalnya lokasi aktual dari user.

Lalu lintas suara dikirimkan melalui ISDN tradisional yang berbasis kepada jaringan GSM, sementara lalu lintas data ditransportasikan melalui jaringan backbone berbasis IP yang terpisah (GPRS). Dua tipe dari node GPRS adalah SGSN dan GGSN. GGSN bertanggung jawab terhadap koneksi untuk packet oriented network sekaligus melakukan routing untuk mengirimkan packet hasil ke SGSN yang melakukan request. SGSN memiliki tanggung jawab yang mirip dengan MSC, yaitu mendukung mobilitas dari user dan mengatur akses dari user ke sumber radio. Jaringan GPRS hanya terkoneksi dengan jaringan GSM dari BSC.

Gambar Arsitektur Global System for Mobile

Mekanisme seperti mengakses informasi yang tersimpan di HLR atau VLR dimanfaatkan dalam GPRS untuk mengantisipasi mobilitas dari user. Jaringan GPRS juga menggunakan jaringan SS7. RA dalam GPRS dapat melayani satu atau lebih cell radio. Semua RA adalah subset dari satu LA dan dilayani oleh satu SGSN.

Global System for Mobile Communication (GSM) merupakan salah satu trend teknologi seluler yang paling banyak dipakai pada saat ini. GSM merupakan teknologi seluler generasi-2 (2G) yang menggunakan teknologi modulasi digital, menyediakan kapasitas lebih besar, kualitas suara dan sekuritas yang lebih baik jika dibandingkan teknologi seluler generasi-1 (1G).Pada teknologi ini suatu pita frekuensi tertentu yang lebih lebar dibagi - bagi ke dalam beberapa time slot. Hal ini berarti bahwa beberapa panggilan dapat menggunakan kanal frekuensi yang sama tetapi pada suatu time slot yang berbeda – beda. Pada awalnya teknologi ini dirancang pada frekuensi 900 MHz (GSM 900). Pada perkembangan selanjutnya, teknologi GSM mulai dioperasikan pada frekuensi 1800 MHz atau disebut DCS 1800.Global System for Mobile Communication (GSM) mampu mentrasmisikan voice dan data, namun bit ratenya masih kecil yaitu sekitar 9,6 kbps. Dimana dengan bit rate seperti itu hanya data-data yang mempunyai bit rate rendah seperti SMS saja yang bisa dikirimkan. Komunikasi pada GSM berbasiskan circuit switch, artinya pembagian kanal dimana setiap satu kanal itu mutlak dimiliki oleh satu user.

Arsitektur jaringan

Berikut adalah arsitektur GSM

Gambar Arsitektur Jaringan GSM

Struktur Jaringan GSM

Jaringan GSM disusun dari beberapa entitas fungsional:

• Mobile Station (MS), merupakan perangkat yang dibawa pelanggan.

• Base Station Subsystem (BSS) yang mengendalikan hubungan radio dengan Mobile Station.

• Network Subsystem (NSS)

• Operation Subsysterm (OSS)

Pembagian Sistem dalam GSM

Jaringan GSM

BSS

l Base Transceiver Station (BTS)

l Base Station Controller (BSC)

l Speech Transcoder (TC)

NSS

l Mobile Switching Center (MSC)

l Home Location Register (HLR)

l Visitor Location Register (VLR)

l Authentication Center (AuC)

l Equipment Identity Register (EIR)

OSS

l Operation & Maintenance Centre (OMC-R)

Konfigurasi Sel GSM

Arsitektur dasar GSM

Konsep Kanal pada GSM

Kanal terdiri dari dua jenis :

l Kanal fisik:

§ Satu TimeSlot (TS) frameTDMA merupakan satu kanal fisik

§ Setiap carrier RF terdiri dari 8 TS(CH 0 – 7)

l Kanal Logic:

§ Kanal Trafik (TCH) dapat membawa suara atau data untuk layanan komunikasi. TCH dibagi dua jenis, full rate channel dengan Bit rate 13 Kbps dan half rate channel dengan kecepatan bit 6,5 Kbps

§ Kanal Kontrol digunakan untuk keperluan signalling

Kanal logik ditumpangkan pada kanal fisik

• Band Frekuensi = Downlink (BS ® MS) 935.2 ~ 959.8 MHz

• Uplink (MS ® BS) 890.2 ~ 914.8 MHz

• Jumlah carrier = 124

• carrier spacing = 200KHz

• Duplex Spacing = 45 MHz

• ARFCN = 1 ~ 124

Radio Sub Sistem

Radio Subsystem merupakan perangkat transmisi yang menghubungkan sentral dengan pelanggan. Dalam jaringan GSM, Radio Subsystem terdiri dari:

1. Mobile Station (MS)

MS merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. MS dilengkapi dengan sebuah smart card yang dikenal dengan SIM ( Subscriber Identity Module ) yang berisi nomor identitas pelanggan.

2. Base Station System (BSS)

Terdiri dari tiga bagian:

1. Base Transceiver Station (BTS)

BTS merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio pada mobile station (MS). Dalam BTS terdapat kanal trafik yang digunakan untuk komunikasi.

2. Base Station Controller (BSC)

BSC membawahi satu atau lebih BTS serta mengatur trafik yang datang dan pergi dari BSC menuju MSC atau BTS. BSC mengelola sumber radio dalam pemberian frekuensi untuk setiap BTS dan mengatur handover ketika mobile station melewati batas antar sel.

3. Transcoding and Rate Adaption Unit (TRAU)

TRAU berfungsi untuk pengkodean pembicaraan (speech transcoding) dari BSC ke MSC dan sebaliknya serta melakukan penyesuaian kecepatan (rate adaption) data atau suara dari 64 Kbps yang keluar dari MSC menjadi 16 Kbps yang menuju BSC untuk efisiensi kanal transmisi.

Arsitektur Jaringan GSM terdiri dari 3 bagiaan utama :

Switching Subsystem (SSS) = Network Switching Subsystem (NSS)
Radio Subsystem (RSS) = Base Station Subsystem (BSS) & Mobile Station (MS)
Operation & Maintenance System (OMS)

Mobile Equipment.

• Merupakan terminal tranceiver

• Diidentifikasikan dengan IMEI tertentu

• IMEI = International Mobile Equipment Identity

• MS terdiri dari :

– Mobile Equipment (ME)/HP

– Subscriber Identification Module (SIM)

SIM Card

• Subscriber Identity Module (SIM) adalah sebuah smart card yang berisi seluruh informasi user dan beberapa feature dari GSM

• Informasi yang ada berupa :

ü Authentication Key “Ki”

ü 2 algorithma enkripsi. Yaitu algoritma autentikasi A3 dan A8 sebagai cipher key

ü IMSI and TMSI

ü Service tambahan

• SIM card dilindungi oleh sebuah mekanisme Personal Identity Number (PIN) yang dimiliki user

SIM - GSM

SIM = kunci pelanggan untuk masuk ke jaringan GSM.
ME/HP tidak dapat difungsikan tanpa SIM (kecuali Emergency Call)
SIM berisi data-data spesifik pelanggan GSM.
SIM dilengkapi dengan fungsi pengaman akses (PIN&PUK)
Keamanan pelanggan terjamin pada SIM
Kartu SIM dapat digunakan diseluruh jaringan anggota GSM (internasional roaming)
SIM terdiri dari :

- Kartu SIM (ukuran standar ISO, 85 x 54 mm)

- Modul plug-in (ukuran 25 x 15 mm)

SIM + ME + cek PIN + Jaringan = MS aktif / valid

Data di dalam SIM terdiri dari :

Data yang bersifat tetap : (IMSI,MSISDN,Authentication Key,Access Control).
Data network temporer (TMSI,LAI,Kc,Forbidden PLMN)
Data yang terkait dengan service (SMS, Charging counter,Pemilihan bahasa).

Teknologi Kartu Chip Pada Aplikasi Seluler.

Terdapat Dua jenis kartu chip yaitu :

• Kartu ID-1 RUIM (ISO 7816) • Kartu plug-in 25x15 mm

Switching Sub System

Switcing Sub System Merupakan gabungan perangkat-perangkat yang saling terkait guna mendukung fungsi switching dan database pelanggan, terdiri dari beberapa bagian yaitu :

1. Mobile Switching Center (MSC)

MSC mempunyai fungsi utama sebagai sentral penyambungan, yang juga bisa memberikan fungsi-fungsi lain. MSC terhubung ke BSS dan jaringan luar seperti MSC lain, PSTN, PLMN, ISDN dan lain-lain.

2. Home Location Register (HLR)

HLR merupakan database yang berisi data pelanggan yang tetap. Data tersebut antara lain, layanan pelanggan, layanan tambahan dan informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir ( up date ).

3. Visitor Location Register (VLR)

VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan yang tidak terdaftar pada suatu MSC yang memasuki area MSC tersebut.

4. Authentication Center (AuC)

AuC berisi database yang menyimpan informasi rahasia yang disimpan dalam bentuk format kode. AuC digunakan untuk mengontrol penggunaan jaringan yang sah dan mencegah semua pelanggan yang melakukan kecurangan.

5. Equipment Identity Register (EIR)

EIR berisi database terpusat yang berguna untuk validasi International Mobile Equipment Identity(IMEI).

Air Interface GSM

Sistem GSM memiliki tiga buah antarmuka standar yang terdiri dari antarmuka udara (Um-interface) yang menghubungkan perangkat MS dan BTS, antarmuka Abis (Abis-interface) yang menghubungkan BTS dan BSC serta antarmuka A (A-interface) berupa PCM line yang menghubungkanBSCdanMSC.

Air interface adalah semua aspek interface antara BTS dengan MS. Aspek air interface dari sistem GSM antara lain penggunaan frekuensi, modulasi, multiplexing, coding termasuk di dalamnya kanal fisik dan kanal logic. Pengaruh dari air interface ini dapat mempengaruhi layananyangdiberikanolehjaringan.

Interface GSM

Logical Channel Dibagi menjadi 2 group :

Traffic Channel terdiri dari :

1. Half Rate Traffic Channel dengan bit rate 6.5 kb/s

2. Full Rate Traffic Channel dengan bit rate 13 kb/s

3. Enhanced Full Rate Traffic Channel

Control Channel terdiri dari :

BroadcastChannel(BCH)

Broadcast Channel adalah kanal “downlink point to multipoint” yang memuat informasi umum tentang jaringan dan broadcasting cell. Terdapat 3 type broadcast channels :

(1) Frequency Correction Channel (FCCH)

FCCH adalah gelombang sinus murni (non modulated signal) sehingga mobile station dapat tuning ke broadcast frequency dengan mudah (arah downlink). MS mencari signal FCCH sesaat setelah dihidupkan (switched on) FCCH dipancarkan secara broadcast point to multipoint.

(2) Synchronization Channel (SCH)

Synchronization Channel (SCH) memuat “Base Station Identity Code” (BSIC) dan me-redusir TDMA Frame number. BSIC diperlukan untuk mengetahui bahwa signal yang diterima oleh MS berasal dari Base Station yang benar karena dalam beberapa kasus MS juga dapat menerima signal dari Base Station lain (yang jauh) yang menggunakan frekuensi sama.

(3) Broadcast Control Channel (BCCH) BCCH berisi informasi detail jaringan dan informasi spesifik cell yaitu :

1. Frekuensi yang digunakan oleh cell (particular cell).

2. Frequency Hopping Sequence yang digunakan untuk mengurangi efek negatif dalam interface radio (interferensi) sehingga informasi yang dipancarkan hilang untuk itu MS harus pindah ke frekuensi lainyang ada di dalam cell. Kejadian dimana MS harus pindah frekuensi disebut Frequency Hopping Sequence.

3.Channel Combination berkaitan dengan metoda mapping yang digunakan di dalam cell. Tergantung pada jumlah frekuensi yang digunakan di dalam cell.Banyaknya physical channel yang tersedia adalah 8 kali jumlah frekuensi yang digunakan Kebanyakan dari kanal tsb digunakan untuk trafik. Ada lebih dari satu cara untuk menempatkan logical channel ke dalam physical channel yang tersedia. Bagaimana logical channel ditempatkan dari cell yang satu ke cell lainnya tergantung pada kategorinya

4.Paging groups. Dalam kondisi normal di dalam setiap cell terdapat lebih dari satu “paging channel”.Untuk menjaga agar MS tidak mendengarkan seluruh paging channels maka paging channels tsb dibagi-bagi untuk setiap grup MS, sehingga setiap grup MS hanya mendengar paging channel tertentu saja. Hal tersebut disebut sebagai paging group.

Common Control Channel (CCCH)

CCCH digunakan untuk melakukan set-up koneksi point to point. Terdapat tiga tipe CCCH, yaitu :

(1) Paging channel (PCH)

PCH adalah merupakan kanal downlink yang dipancarkan secara broadcast oleh seluruh BTS yang berada di dalam suatu Location Area dalam hal MS berlaku sebagai penerima panggilan atau “terminated call”.

(2) Random Access channel (RACH)

RACH adalah kanal uplink dan merupakan kanal point to point di dalam Common Control Channels. Kanal ini digunakan oleh MS untuk memulai transaksi atau sebagai response terhadap PCH.

(3) Access Grand channel (AGCH)

AGCH adalah kanal downlink point to point dan merupakan jawaban terhadap RACH. Kanal ini digunakan untuk mengalokasikan SDCCH.

Dedicated Control Channel (DCCH)

DCCH terdiri dari tiga kelompok kanal “dedicated”. Digunakan untuk call set-up, pengiriman hasil pengukuran dan handover. Sifatnya dua arah dan merupakan kanal point to point.

(1) Stand - Alone Dedicated Control Channel (SDCCH)

SDCCH digunakan untuk sistem signalling : call set-up, authentikasi, location updating, pengalokasian kanal trafik dan pengiriman SMS.

(2) Slow Associated Control Channel (SACCH)

SACCH menyatu dengan SDCCH dan TCH. SACCH mengirimkan laporan pengukuran, dan digunakan untuk power control dan time alignment serta dalam beberapa hal digunakanuntuk mengirimkan SMS.