Pages Menu
Categories Menu




Posted by on Aug 10, 2016 in Networking | 0 comments

Arsitektur Infrastruktur pada Teknologi Jaringan Seluler LTE

        Teknologi Long Term Evolution (LTE) sebagai generasi keempat pada sistem komunikasi seluler menawarkan komunikasi penuh berbasis IP diseluruh infrastrukturnya. Berbeda dengan pendahulunya sistem seluler 3G UMTS, teknologi LTE hanya berbasis Packet Switching (PS) yang ditujukan khusus untuk menangani trafik data. Begitu pula dengan arsitekturnya yang lebih disederhanakan dengan dihilangkannya kontrol terpusat di setiap base station.

lte-long-term-evolution-4-728 Gambar 1. Perbandingan arsitektur 3G UMTS dan 4G LTE

          Pada tulisan ini, tidak dibahas tentang sistem teknologi 3G UMTS namun hanya sebagai perbandingan untuk mengetahui perubahan pada arsitektur LTE. Arsitektur LTE secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga yaitu E-UTRAN (Evolved Terrestrial Radio Access Network), perangkat pengguna LTE dan Jaringan Inti. Pada jaringan inti terbagi menjadi beberapa entitas yaitu MME (Mobility Management Entity), SGW (Serving Gateway), PGW (Packet data network Gateway) dan PCRF (Policy and Charging Rules Function). Berikut akan dijelaskan masing-masing bagian arsitektur secara umum. Untuk pembahasan yang lebih rinci, akan dijelaskan pada pembahasan berikutnya.

E-UTRAN (Evolved Terrestrial Radio Access Network)
E-UTRAN atau biasa disebut eNodeB. eNodeB menyediakan antarmuka radio dan manajemen sumber daya radio untuk LTE, termasuk radio bearer control, radio admission control dan penjadwalan sumberdaya radio uplink dan downlink untuk pengguna. eNodeB juga mendukung kompresi IP header dan enkripsi data user-plane. eNodeB saling terhubung dari satu eNodeB ke yang lain melalui antarmuka yang disebut X2; antarmuka ini memiliki beberap kegunaan seperti handover. eNodeB juga terhubung ke EPC melalui antarmuka S1, yang dibagi kedlam user plane dan control plane.

interface-lte
Gambar 2. Antarmuka userplane dan control plane di eNodeB

        Antarmuka control plane merujuk pada S1-MME dan dan diakhiri di MME. Semetara itu, Antarmuka S1-U diputuskan pada Serving GW dan menangani trafik user-plane. Antarmuka S1 mendukung pooling seperti hubungan antara banyak eNodeB dan MME dan juga antara eNodeB dan Serving GW. Antarmuka S1 juga mendukung jaringan berbagi, cara ini mengizinkan operator untuk berbagi sumber daya jaringan radio.

Mobility Management Entity
Dari sudut pandang jaringan inti, MME adalah node utama untuk mengendalikan jaringan akses LTE. MME memilih SGW untuk perangkat pengguna selama inisialisasi penambahan dan juga sepanjang handover, jika diperlukan antara jaringan LTE. MME bertanggungjawab untuk mengikuti dan prosedur penomoran untuk perangkat pengguna dalam mode idle dan juga aktivasi dan deaktivasi pembawa komunikasi perangkat pengguna. MME, melalui interaksi dengan HSS, bertanggungjawab untuk otentikasi perangkat pengguna. Untuk perangkat pengguna yang roaming, MME memutuskan antarmuak S6a kearah HSS lokal. MME juga menjamin perangkat pengguna memperoleh otoritas untuk menggunakan PLMN (Public Land Mobile Operator) operator dan juga menjalankan roaming apapun yang membatasi perangkat pengguna.
Sebagai tambahan, MME menyediakan fungsionalitas control plane untuk mobilitas antara LTE dan jaringan akses 2G/3G. Antarmuka S3 menghubungkan MME ke SGSN. MME dipilih melalui fungsi seleksi MME. Seleksi berbasis pada topologi jaringan, tergnatung MME yang mana yang melayani UE di lokasi khusus. Beberapa MME melayani area khusus, prosedur seleksi berbasis pada beberapa kriteria yang berbeda.

Serving Gateway

        Serving gateway melakukan beberapa fungsi untuk kedua arsitektur jaringan berbasis GTP dan PMIP. Serving Gateway menghubungkan antarmuka menuju E-UTRAN; setiap UE yang terhubung ke EPS dibantu dengan Serving GW tunggal. Cara yang sama seperti MME, Serving GW dipilih untuk UE berbasis pada topologi jringan dan lokasi UE. Saat UE terhubung dengan SGW, akan menangani pengiriman data paket UE dan juga bertindak sebagai titik lokal saat diperlukan Handover antar eNodeB.

      Sepanjang handover dari LTE ke teknologi akses 3GPP yang lain, SGW terhubung dengan antarmuka S4 dan menyediakan koneksi untuk mengirim trfik pengguna dari jaringan 2G/3G dan PGW. Sepanjang kedua handover inter-NodeB dan Inter-RAT, SGW mengirim satu atau lebih “tanda” ke sumber eNodeB, SGSN, atauRNC dalam perintah untuk membantu fungsi pengulangan perintah didalam eNodeB. Saat UE dalam keadaan IDLE, SGW akan memutuskan jalur untuk data. Jika paket baru datang, SGW mengaktifkan penomoran menuju UE. Sebagai bagian dari ini, SGW mengelola dan menyimpan informasi yang berhubungan ke UE.

Packet Data Network Gateway

PDN Gateway menyediakan konektivitas ke jaringan eksternal (Internet, Service Provider dan IMS) untuk UE, dengan fungsi sebagai titik masuk dan keluar untuk trafik data UE. UE terhubung ke lebih dari satu PDN GW jika diperlukan untuk mengakses lebih dari satu jaringan eksternal. PDN GW juga mengalokasikan alamat IP ke UE.

Figure 2. Procedure for Dynamic IP Address

Gambar 3. Skema alokasi alamat IP

        Fungsi PDN GW menerapkan arsitektur SAE dengan versi berbasis GTP dan PMIP. Dengan fungsi sebagai gateway, PDN GW melakukan deep packet inspection (DPI) atau filter paket berbasis pad setiap pengguna. PDN GW juga melakukan kendali tingkat-layanan. Dari sudut pandang QoS, PDN GW juga menandai paket uplink dan downlink dengan Diffserv code point.

Policy and Charging Rules Function

Policy and Charging Rules Function (PCRF) adalah kebijakan dan elemen kendali beban pada arsitektur SAE dan meliputi keputusan untuk kendali kebijakan dan fungsionalitas kendali beban berbasis flow, yang berarti PCRF menyediakn kendali berbasis jaringan yang berhubungan ke deteksi layanan aliran data, jalan masuk, QoS, dan perhitungan beban berbasis aliran menuju ke Policy and Enforcement Function (PCEF).

Policy_and_Charging_Rules_Function_(PCRF)_Simulator

Gambar 4. Diagram PCRF

        PCRF menerima layanan informasi dari fungsi aplikasi dan menentukan bagaimana aliran data untuk layanan khusus akan ditangani oleh PCEF. PCRF juga memastikan pemetaan trafik user plane dan perlakuan sesuai dengan subscription profile yang terhubung dengan pengguna.

Referensi : Design, Deployment and Peformance of 4G-LTE Networks

Syukron Rushadi

Post a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *