Radio access network (RAN) mengacu pada bagian jaringan berbasis wireless radio frequency (RF) yang menyediakan akses dari perangkat terminal mobile (pemancar / penerima) ke jaringan core atau backbone jaringan penyedia layanan radio dan akhirnya kepada public switched telephone network (PSTN), internet atau layanan berbasis IP lainnya. IP RAN terdiri dari base station, controller, dan link radio diantara base station dan controller. RAN dapat dalam bentuk layanan berbasis time division multiplexing (TDM) selular 2G, misalnya D-AMPS atau GSM, layanan seluler 3G misalnya EDGE, GPRS, dan UMTS, ataupun layanan berlisensi dan tidak berlisensi lainnya misalnya WiMAX.
Solusi Cisco IP RAN adalah sebuah bagian dari solusi berbasis IP yang memperluas kemampuan jaringan Cisco IP dari jaringan core ke jaringan edge dengan menyiapkan transportasi semua trafik radio access network (RAN) melalui pseudowires (PW) atau melalui carrier ethernet. Dengan menyediakan
akses platform agnostic, solusi Cisco IP RAN ini menciptakan biaya yang efektif, kondisi yang terkendali untuk konvergensi jaringan dengan membentuk sebuah backbone umum dari migrasi jaringan tradisional, konvergensi arsitektur jaringan seluler ke dalam Cisco IP atau multiprotocol label switching (MPLS). Solusi Cisco IP RAN ini menyediakan standar industri pseudowire (PW) untuk setiap aplikasi protokol dan juga digunakan dalam optimalisasi jaringan radio access network (RAN) GSM dan UMTS
Cisco menyediakan optimasi radio access network (RAN) yang dibangun pada flatform Cisco MWR 2941. Platform ini dirancang untuk mengoptimalkan arsitektur jaringan radio access network (RAN) GSM dan UMTS melalui backhaul E1/T1 dan mengurangi beban lalu lintas bandwidth intensif seperti high speed packet access (HSPA) melalui biaya media IP broadband yang efisien.
.
2.4.1 Radio access network (RAN) untuk layanan voice berbasis TDM 2G
Time division multiplexing (TDM) adalah suatu mekanisme untuk menggabungkan dua atau lebih aliran data kecepatan rendah ke saluran komunikasi tunggal berkecepatan tinggi. Dalam model ini, data dari berbagai sumber dibagi menjadi segmen – segmen yang ditransmisikan dalam urutan yang telah didefinisikan. Setiap aliran data yang masuk dialokasikan kedalam timeslot dengan panjang yang tetap, dan data dari setiap aliran ditransmisikan pada gilirannya. Sebagai contoh, data dari aliran data 1 ditransmisikan selama timeslot 1, data dari aliran data 2 ditransmisikan selama timeslot 2, dan seterusnya.
Kemudian setelah semua aliran masuk mempunyai data yang ditransmisikan, siklus dimulai lagi dengan aliran data 1.
Gambar 2.17 Arsitektur RAN dengan TDM Voice pada Jaringan 2G ( Sumber : www.cisco.com )
Urutan dari aliran data yang ditransmisikan tetap dijaga agar aliran data yang masuk dapat disusun kembali setelah tiba di destination. Mobile transport over packet (MToP) mengenkapsulasi aliran TDM untuk pengiriman melalui jaringan packet-switching (PSNs) menggunakan metode berikut :
1. Structure-agnostic TDM over packet (SAToP). Sebuah metode untuk enkapsulasi aliran bit-TDM E1 (2048 kbit/s), T1 (1544 kbit/s), E3 (34368 kbit/s) dan T3 (44736 kbit/s) sebagai pseudowires melalui jaringan packet-switching ( PSNs)
2. Circuit emulation services over PSN (CESoPSN). Sebuah metode untuk encapsulasi terstruktur pada sinyal TDM sebagai pseudowires melalui jaringan packet-switching ( PSNs)
Pseudowire (PW) sendiri merupakan sebuah mekanisme yang membawa unsur - unsur penting dari layanan yang diemulasikan dari satu perangkat ke satu atau lebih perangkat lain melalui jaringan packet switching (PSNs) Dalam konteks seudowires (PW) digunakan IP atau jaringan MPLS sebagai mekanisme untuk meneruskan paket. Adapun mappingnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.18 Blok Diagram Dasar Psuedowires ( Sumber : www.cisco.com )
2.4.2 Enkapsulasi aliran bit TDM GSM dengan point to point protocol (PPP) Perangkat cisco MWR DC 2941 memanfaatkan teknologi MToP dengan mengenkapsulasi aliran bit TDM dari GSM, enkapsulasi yang dipergunakan adalah enkapsulasi point to point protocol (PPP). Point to point protocol (PPP) dirancang untuk mengangkut multi-protocol-packet antara dua peers yang dihubungkan dengan link. Dimana link tersebut menyediakan operasi full duplex secara dua arah yang simultan. PPP terdiri dari 3 komponen utama antara lain : 1. Sebuah metode, untuk mengkapsulasi datagram dalam bentuk
multi-protocol-packet. PPP mendukup asynchronous link dengan 8 bit data tanpa parity ataupun synchronous link dengan sejumlah bit data yang terorientasi.
2. Sebuah link control protocol (LCP) untuk membangun, mengkonfigurasi, dan menguji konektivitas data-link. Hal ini memungkinkan dua peers untuk menegosiasikan beberapa pilihan link layer yang akan digunakan.
3. Sebuah network control protocol (NCP) untuk menetapkan dan mengkonfigurasi layer network yang berbrda . Hal ini memungkinkan dua peers untuk menegosiasikan beberapa pilihan network layer yang akan digunakan.
PPP sendiri beroperasi dengan beberapa tahapan atau urutan yang tidak bisa dioverlapping. Sebelum kedua peers dapat mulai mengirim paket data, setiap ujung links PPP harus terlebih dahulu mengirim paket LCP untuk mengkonfigurasi dan menguji data link. Setelah link yang akan dipergunakan ditetapkan, peers dapat diotentikasi. Kemudian, PPP harus mengirim paket NCP untuk memilih dan mengkonfigurasi satu atau lebih protokol network layer yang akan digunakan. Setelah masing - masing protokol network layer yang dipilih
telah dikonfigurasi, aliran data atau datagrams dari setiap protokol network layer dapat dikirim melalui link. Link ini akan tetap dikonfigurasi untuk komunikasi sampai LCP atau NCP secara eksplisit berhenti mengirimkan paket, sehingga link down, atau sampai terjadi suatu peristiwa eksternal (misalnya campur tangan administrator network). Operasi PPP dapat dilihat pada ilustrasi gambar berikut :
Gambar 2.19 Operasi PPP ( Sumber :http://blog.unsri.ac.id/ )
Sedangkan untuk format enkapsulasi PPP dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 2.20 Format Enkapsulasi PPP ( Sumber :http://blog.unsri.ac.id/ )
Setiap frame dari PPP dimulai dan diakhiri dengan flag (0x7E) byte. Flag pada awalframe adalah diikuti oleh address byte dan control byte. Nilai dari address field adalah 0xFF yang menunjukkan broadcast address dan nilai control field adalah 0x03 yang menunjukkan frame tersebut tidak bernomor dan tidak memiliki flow control. Protocol field menunjukkan protokol jaringan (NLP) yang digunakan untuk mentransfer data, atau jua menunjukan jenis LCP atau NCP yang digunakan. Pada gambar di atas menunjukkan nilai protokol jaringan (NLP) yang digunakan untuk transfer data berjenis IP versi 4 adalah 0x0021. Sedangkan untuk protokol NLP cisco sistem nilainya adalah 0x0041.
2.4.3 Mobile wireless router (MWR) 2941
Cisco mobile wireless router (MWR) DC 2941 adalah sebuah platform cell-site akses khusus yang dirancang untuk mengoptimalkan, mengumpulkan dan mentransportasikan campuran trafik radio access network (RAN) dari generasi jaringan yag berbeda. Router ini digunakan pada edge cell-site sebagai bagian dari radio access network (RAN) 2G, 3G, atau 4G. Perangkat ini membantu memungkinkan berbagai solusi radio access network (RAN) dengan memperluas konektivitas IP untuk perangkat yang bekerja pada jaringan Global System for Mobile Communications (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), Division Multiple Access (CDMA), CDMA-2000, EVDO, WiMAX dan perangkat pada cell-site lainnya.
Cisco MWR 2941-DC memprioritaskan dan memproses cell-site untuk layanan suara, data dan trafik signaling sebagai bagian dari solusi radio access network (RAN) backhaul untuk transportasi yang handal di setiap jaringan backhaul yang tersedia, termasuk E1/T1, ATM, carrier ethernet, microwave, WiMAX dan jaringan satelit. Karena Cisco MWR 2941-DC memang dirancang khusus untuk cell-site, maka perangkat ini memiliki ukuran yang relatif kecil, fitur clocking yang baik, dapat beroperasi dengan baik pada suhu yang extrim dan power dengan input tegangan direct current (DC). Prosesor router ini termasuk prosesor dengan kinerja tinggi digabungkan dengan mesin pengolahan jaringan yang kuat, switching dengan line-rate level 2 ,clocking dan sinkronisasi yang
tepat serta komprehensif dengan Cisco IOS Software yang telah disesuaikan untuk aplikasi backhaul RAN.
Gambar 2.21 Cisco MWR 2941-DC Mobile Wireless Router ( Sumber : http://www.cisco.com )
Adapun manfaat utama dari penggunaan router Cisco MWR DC 2941 sebagai solusi RAN backhaul dengan cell-site gateway adalah sebagai berikut : 1. Segmentasi trafik. Memungkinkan untuk melakukan segmentasi trafik suara
pada backhaul jaringan 2G dan 3G melalui infrastruktur TDM (T1/E1), dimana secara simultan dapat menggunakan jaringan high speed seperti backhaul carrier Ethernet high speed packet access (HSPA), Long-Term Evolution (LTE), Code Division Multiple Access (CDMA), Evolution-Data Optimized (EVDO) dan WiMAX
2. Penggabungan dan perluasan cell-site. Menggabungkan beberapa base station melalui beberapa TDM, Ethernet dan interface IP
3. Pseudowire emulation edge to edge (PWE3). Mendukung transportasi trafik kapasits tinggi seperti Global System for Mobile Communications (GSM), CDMA, and Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) dengan biaya yang rendah.
4. Jaminan kualitas. Memungkinkan untuk menerapkan kualitas layanan (QoS) pada cell-site untuk meningkatkan jaminan tingkat layanan, bahkan walaupun melalui links microwave yang memiliki noise serta mendukung link Metro Ethernet
5. Mendukung cell-site. Memberikan fasilitas remote ke sisi far end, sehingga dapat melakukan manajemen jaringan tanpa perlu onsite, hal ini tentu kan memberikan biaya operasional yang lebih efisien.
6. Cell-site IP points of presence (POPs). Memungkinkan untuk memberikan pelayanan dan aplikasi berbasis IP yang baru pada setipa cell-ste
2.4.3.1 Spesifikasi hardware dan software 1. Spesifikasi hardware
Spesifikasi sistem operasi dari Cisco MWR DC 2941 dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Tabel 2.3 Spesifikasi Sistem Cisco MWR DC 2941
Description Specification
Processor types
Cisco IOS Software host processor, network processor, clocking and synchronization complex, integrated Layer 2
System memory 512 MB (DRAM default)
Integrated HWIC slots 2 Onboard T1/E1 ports 16
Onboard Ethernet ports 4 100/1000 RJ-45 Gigabit Ethernet ports 2 1000 SFP Gigabit Ethernet ports Console and auxiliary port 1 (up to 115.2 Kbps)
External timing interfaces BITS input port, 10-MHz input/output, 1 PPS input/output
Power DC only
Front-panel access cabling and LED indicators ( Sumber : http://www.cisco.com)
Sedangkan untuk spesifikasi powernya dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Tabel 2.4 Spesifikasi Power MWR DC 2941
Description Specification
DC-input power and power
Dissipation 45W nominal (no HWIC), 65W maximum
DC-input voltage rating 20 to 60 VDC, 27 VDC or –48 VDC nominal, 60 VDC maximum DC-input current rating 3.25A maximum
Power connector
4 Position Euro Style Connector, A & B DC Power, AMPHENOL ELFP04210, MOLEX 0395300004 (P1 = + A PWR,
P2 = -A PWR, P3 = -B PWR, P4 = +B PWR.
( Sumber : http://www.cisco.com)
Spesifikasi environmentnya sebagai berikut :
Tabel 2.5 Environment Specifications MWR DC 2941
Description Specification
Operating temperature –4 to 140°F (–20 to 60°C) Non-operating temperature –40 to 185°F (–40 to 85°C)
Relative humidity 5 to 90 percent noncondensing, ±5 percent Operation altitude 13,800 ft (4000m) maximum 104°F (40°C) ambient
Noise level 63.5 Dba
Airflow 18 cfm
( Sumber : http://www.cisco.com )
Pada perangkat Cisco MWR DC 2941 terdapat module card yang merupakan interface yang mendukung wide area network (WAN) kecepatan tinggi, adapun module tersebut sebagai berikut :
Tabel 2.6 HWIC Module MWR DC 2941
WIC and VWIC Part Number Description
HWIC-4T1/E1 4-port T1/E1 HWIC
HWIC-4SHDSL 4-port G.SHDSL HWIC
HWIC-1ADSL 1-port ADSL-over-POTS HWIC HWIC-1GE-SFP GE high-speed WIC with 1 SFP slot HWIC-D-9ESW 9-port 10/100 Ethernet switch interface card ( Sumber : http://www.cisco.com )
2. Spesifikasi software
Sofware untuk Cisco MWR 2941-DC disesuaikan untuk transportasi IP RAN dan mencakup beberapa fitur Cisco IOS yang khusus dikembangkan untuk aplikasi tersebut. Fitur tertsebut termasuk adaptive clock recovery (ACR), IEEE 1588-2008, ITU-T synchronous ethernet (SynchE), and IETF ATM, TDM dan ethernet pseudowire emulation edge to edge (PWE3). Fitur lain yang tak kalah penting adalah routing permanent virtual circuit (PVC) Cisco ATM, yang menyediakan kemampuan routing pada traffic 3G yang berbeda melalui media backhaul yang berbeda, dengan tetap memberikan load-balancing dan
path cadangan untuk transportasi trafiknya. Sofware pada Cisco MWR DC 2941 ini mendukung Cisco IOS yang didesain dengan prosesor untuk meningkatkan kinerja protocol PWE3 , multilink point-to-point protocol (MLPPP), multiprotocol label switching (MPLS) dan layanan jaringan ATM seperti segementasi cell segmentation and reassembly (SAR) dan atm adaption layer 0 (AAL0) untuk AAL2 suara dan data
2.4.3.2 Konfigurasi Cisco MWR DC 2941
Berikut beberapa contoh konfigurasi pada Cisco MWR DC 2941 dengan command line interface (CLI) :
controller E1 1/0 – 1/3 controller E1 2/0 – 2/3
clock source internal untuk site BSC clock source line untuk site BTS channel-group 1 timeslots 1-31
description Backhaul to BSC/BTS <Nama site> <Nama ISP>
no shut
interface Serial 1/0:1 – 1/3:1 interface serial 2/0:1 – 2/3:1
description Backhaul to BSC /BTS <Nama Site> <Nama ISP>
no ip address
Kode 2.1 Konfigurasi Controller dan Interface Backhaul Cisco MWR DC 2941
Konfigurasi diatas merupakan contoh konfigurasi untuk konektifitas antarmuka (interface) backhaul E1 Cisco MWR DC 2941 pada masing – masing site BSC dan BTS. Backhaul (BH) merupakan istilah dalam NGN yang mengacu pada infrastruktur jaringan utama (backbone). Sedangkan shorthaul (SH)
merupakan jaringan ditingkat distributionnya, misalnya pada interkoneksi antarmuka Abis, maka backhaulnya adalah antarmuka yang menghubungkan router near end dan far end dan shorthaulnya adalah antarmuka router dengan BSC atau BTS. Untuk konfigurasi SH dapat dilihat pada konfigurasi dibawah ini :
controller E1 0/0 – 0/15
clock source line untuk site BSC clock source internal untuk site BTS channel-group 1 timeslots 1-31
gsm-abis local <IP lokal / near end> <4000 – 4015> port gsm-abis remote <IP remote / far end> <4000 – 4015> port gsm-abis set dscp ef
Kode 2.2 Konfigurasi Controller dan Interface Shorthaul Cisco MWR DC 2941
Network-clock-select 1 E1 0/0 – 0/15 diambil dari shorthaul E1 site BSC
Network-clock-select 1 E1 1/0 – 1/3, 2/0 – 2/3 diambil dari backhaul E1site BTS
Kode 2.3 Konfigurasi Network Select Cisco MWR DC 2941
Konfigurasi network clock select berfungsi untuk memetakan urutan peering untuk koneksi shorthaul (SH) dan backhaul (BH) antar site BSC dan BTS. Dalam Cisco MWR DC 2941 dikenal istilah multilink, dimana multilink disini dimaksudkan untuk membundle link microwave kedalam sebuah “logical”
dengan diberikan alamat IP untuk tujuan optimasi link transport. Adapun konfigurasi dasarnya dapat dilihat sebagai berikut :
interface Multilink1 alokasi multilink number description peering to <peering hostname>
ppp multilink fragment delay 0 1 ppp multilink multiclass
ppp timeout multilink lost-fragment 1 max-reserved-bandwidth 100 ip rtp header-compression ietf-format
Kode 2.4 Konfigurasi Multilink Cisco MWR DC 2941
2.4.3.3 Mobile wireless transport manager (MWTM)
Mobile wireless transport manager (MWTM) adalah sebuah produk perangkat lunak untuk manajemen jaringan yang memungkinkan admin sebuah jaringan untuk menemukan, mengelola dan memecahkan masalah jaringan yang termasuk Cisco radio access network optimization (RAN-O). MWTM menyediakan fitur utama sebagai berikut :
1. Menggunakan arsitektur client-server
2. Beroperasi pada standar jaringan yang terhubung dengan IP melalui virtual private networks (VPN). Juga dapat dijalankan di jaringan NAT, firewall, port-forwarding dan secure socket layer (SSL) dengan konfigurasi tambahan
yang minimal. MWTM dapat digunakan dalam masing-masing jaringan / system secara individual atau dengan kombinasi apapun.
3. Merupakan software berbasis Java, yang mudah digunakan dengan navigasi berupa “pohon” sebagai graphical user interface (GUI) untuk menampilkan semua object pada sebuah jaringan.
4. Juga dapat digunakan dengan command line interface (CLI) pada server 5. Dapat menemukan jaringan RAN-O dari perangkat RAN-O manapun secara
otomatis dan dapat membuat topologi (graphical) dan tabular / text untuk menampilkan jaringan tersebut.
6. Memungkinkan disesuaikan hampir disetiap aspek GUI baik itu topologi ataupun tabular untuk memenuhi spesifikasi yang dibutuhkan. GUI yang di sesuaikan tersebut juga dapat disimpan referensi bagi pengguna lain dan penggunaan di masa depan
7. Secara otomatis dapat menyimpan preferensi yang kita atur, seperti ukuran window, urutan kolom pada window dan secara otomatis menggunakan preferensi tersebut setiap kali MWTM klien dijalankan.
8. Dapat melakukan monitoring baik itu on demand atau sesuai dengan interval waktu yang dikehendaki. Dan dapat melakukuan report status monitoring jaringan secara realtime
9. Dapat menambahakan detail pada report seperti deskripsi, lokasi, sejarah layanan, yang menyebabkan event, seberapa sering peristiwa itu terjadi dan sebagainya
10. Dapat mensetting suara untuk jika terjadi alarm, bias mengirimkan email secara otomatis jika ada alarm ini dapat disetting di MWTM server
11. Mendukung uptime tinggi pada multiple server, dynamic routing, manajemen prosese secara otomatis, kostumisasi termasuk aplikasi untuk diagnosis realtime
Gambar 2.22 Capture Saat Monitoring Backhaul selama 24 jam ( Sumber : http://10.1.176.102:17850 )