TE 4103 SISTEM KOMUNIKASI BERGERAK Modul 11 Standar GSM dan GPRS

1
TE 4103 SISTEM KOMUNIKASI BERGERAKModul 11
Standar GSM dan GPRS
Jurusan Teknik Elektro IT Telkom 2008
2
Global System for Mobile Communications

• GSM adalah nama dari sebuah group standarisasi
  yang dibentuk di Eropa tahun 1982 untuk
  menciptakan sebuah standar bersama telpon
  bergerak selular global yang beroperasi pada
  daerah frekuensi 900 MHz. GSM saat ini banyak
  digunakan di negara-negara seluruh dunia.
• TDMA-based digital system
• 8 times capacity of AMPS per frequency band
• Secure
• All information exchange between Mobile Station
  (MS) and Base Station (BS) are encrypted

3
GSM Variants
U Uplink D Downlink

• GSM900 at 900 MHz
• 125 carriers _at_ 2x25 MHz band
• GSM1800 at 1800 MHz (DCS1800)
• 375 carriers _at_ 2x75 MHz band
• GSM1900 at 1900 MHz (PCS1900)
• 300 carriers _at_ 2x60 MHz band

4
Spesifikasi Teknis
5
Spesifikasi Teknis
6
I.2. Arsitektur Dasar Jaringan GSM
7
(No Transcript)
8
GSM Network Architecture Which related to the
security system

• IMSI International Mobile Subscriber Identity
• TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity
• MSRN Mobile Station Roaming Number
• MSISDN Mobile Station ISDN
• LAI Local Area Identity
• Ki authentication key
• Kc ciphering key
• SRES Signed Response
• RAND random number

9
1.12. Data Service in GSM
10
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 96 kb/s

11
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

12
Komponen GPRS

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

13
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

14
Characteristic of Data Communication

• Ada dua cara untuk mentransmisikan data
• yaitu
• Komunikasi Circuit Switch ( SC ) Voice
• Komunikasi Paket Switch( PS ) Data/GPRS

15
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

16
Perbedaan GSM dgn GPRS
17
(No Transcript)
18
Arsitektur Dasar Jaringan GPRS dalam GSM
19
PCU
20
GPRS Attach Detach
MS Switch On
MS Attach to Network
Exchange of information
MS
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
21
GPRS Attach Detach

• Type of 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

22
(No Transcript)
23
GPRS Attach
24
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
25
GPRS Routing Area Update
26
Notion PDP Context
27
PDP Context Activation
28
Data Transfer
29
Routing example Incoming packet
Address conversion IP-Dest TID SGSN (from
PDP context)
IP packet

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
30
Routing example Outgoing packet
IP packet (Dest. 129.187.222.10 Source
129.74.216.6)
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
31
II.16. Timeslot dan Multiframe GPRS

• Setiap time slot (TS) merupakan satu kanal trafik
  (TCH). Panjang satu frame TDMA adalah 4613 ms
  dengan panjang satu time slot 5769 s. Data rate
  maksimum yang dapat dicapai setiap TCH adalah 96
  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).

32
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
33
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.

34
(No Transcript)
35
Timeslot sharing
36
52 Multiframe for GPRS
37
GPRS Mobile Equipment
38
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.
39
II.20. EDGE
40
EDGE Network
41
Dimensioning principle Transmission
42
Access of Mobile Applications through WLAN
43
Evolution step GSM / GPRS / UMTS / HSDPA