teknologi pendukung cellular gprs ( g eneral p acket r adio s ervice )

Teknologi Pendukung CellularGPRS (General Packet Radio Service)

Program Studi D3 Teknik Komputer Gayuh titis permana

M3304013

• 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

• 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 Sistim GPRS

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

GPRS

SGSN GGSN

Billing System

INMTC

GSM Other

GPRS Network

BSC PCUPCU

BSC PCUPCU

BSC PCU

BGBG

CG

Konfigurasi Sistim GPRS Konfigurasi Sistim GPRS

Arsitektur Jaringan GPRS dalam GSM

MS

BTSPDN

BTS

EIR&AUC HLRVLR

SGSN GGSNBSC

Gb Gn Gi

Gc

D

Gf

Gs

Gr

MSC DATABASE

SGSN Serving GPRS Suport NodeGGSN GatewayGPRS Support NodePDN Public Data Network

User Data and SignallingSignalling

PCU

GR

RAN NETWORK CORE NETWORK

Komponen GPRS

• SGSN ( Serving GPRS Support Node )

• GGSN ( Gateway GPRS Support Node )

Fungsi Komponen GPRS• SGSN ( Serving GPRS Support Node)

1. mengantarkan packet data ke MS

2. Update pelanggan ke HLR

3. Registrasi pelanggan baru

• GGSN ( Gateway GPRS Support Node )1. Interface ke PDN

2. Information Routing

- Transfer data dari PDU ke SGSN

3. Network Screening

4. User Screening

5. 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 SwitchingPENGERTIAN PAKET SWITCHING 1. Data yang akan ditransmisikan dibagi menjadi

bagian-bagian kecil (paket)lalu ditransmisikan dan diubah kembali menjadi data semula.

2. Dapat mentransmisikan ribuan bahkan jutaan paket perdetik

3. Memungkinkan untuk pemakaian kanal transmisi secara bersamaan oleh pengguna lain

4. 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

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

GPRSGSMGSMLAN

1

LAN 2

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 ATTACHPada GPRS attach,logical link dibangun antara MS dan SGSN .

BSC SGSN

AUCMSC/VLR

SGSN

HLR

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

MSCHLR/AuCEIR

BSCBTS

PSTNNetwork

SS7Network

Um

GSMINFRASTRUCTURE

BorderGateway (BG)

Serving GPRSSupport Node(SGSN)

Gateway GPRSSupport Node(GGSN)

Lawful InterceptionGateway (LIG)

Inter-PLMNnetwork

GPRSbackbon

enetwork

(IP based)

Internet

PCU

GPRSINFRASTRUCTURE

Node-B

RNC

IuIWU

Um

UMTS (WCDMA)INFRASTRUCTURE

Edge

Edge TRX

AbisHSDPA

HSDPA TRX