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