Seminar dan Call For Paper Munas Aptikom
Politeknik Telkom
Bandung, 9 Oktober 2010
185
IMPLEMENTASICOMMON CHANNEL SIGNALLING SYSTEM 7(CCS 7)
UNTUK JARINGAN TELEKOMUNIKASI
Muhammad Iqbal Institut Teknologi Telkom
miq@ittelkom.ac.id
Abstraksi
Kebutuhan akan jaringan telekomunikasi yang aman dan bersifat circuit switch network masih sangat diperlukan, untuk menjamin reliabilitas paket suara dan data yang dikirimkan sehingga dapat mengurangi paket loss yang terjadi. Solusi yang ditawarkan salah satunya adalah dengan menggunakan protokol stack CCS, common channel signalling (CCS) mentransmisikan sinyal kendali pada kanal signaling khusus yang digunakan bersama oleh beberapa kanal suara atau data, ada 2 mode operasi yang digunakan dalam CCS, yaitu associated (quasi-associated) mode dan disassociated mode, CCS yang banyak digunakan adalah Signaling System No 7 (SS7), keuntungan yang dapat diperoleh adalah telah teroptimasi untuk jaringan telekomunikasi digital, menggunakan kanal 64 kbps, dirancang untuk dapat mengakomodasi fungsi call control, remote control, manajemen, dan pemeliharaan jaringan, kehandalan dalam hal keterurutan data yang dikirim tanpa loss maupun duplikasi, dapat diimplementasikan pada jaringan analog dengan kecepatan kurang dari 64 kbps, dapat pula digunakan untuk link terestrial point-to-point dan satelit. Pada penelitian ini akan diimplementasikan pergelaran jaringan CCS 7 dengan menggunakan MAP Test Utility (MTU) dan MAP Test Response (MTR) yang akan memberikan informasi tentang protocol stack yang akan digunakan dalam komunikasi data dan memberikan contoh nyata tentang konfigurasi pada sebuah jaringan telekomunikasi.
Keyword : CCS, MTU, MTR, Jaringan Telekomunikasi
__________________________________________________________________________________ 1. Pendahuluan
Tuntutan pelanggan akan kebutuhan informasi kapan dan dimana saja membuat industri pertelekomunikasian berlomba-lomba untuk dapat menemukan dan menerapkan teknologi yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Sekarang kebutuhan informasi disediakan dalam bentuk standar yaitu dalam format suara, data, dan gambar yang pada akhirnya semua ini akan berkembang dalam format data seperti pada teknologi Circuit Switch Network System yang membutuhkan jalur informasi yang reliable. Salah satu teknologi yang mendukung perubahan ini adalah SS7, dimana istilah ini mencakup semua istilah untuk data-packet switching systems.
Teknologi SS7 tidak hanya digunakan pada jaringan PSTN yang sudah lama berlangsung, sekarang pun pihak operator telekomunikasi khususnya operator selular masih menanganggap
teknologi ini masih layak digunakan untuk core network, karena sistemnya yang bersifat point to point, sehingga interferensi dari jaringan yang lain tidak mungkin dapat terjadi
Dalam penelitian ini akan dibagi menjadi beberapa bagian agar lebih terperinci. Bagian pertama akan dibahas mengenai pokok-pokok protokol stack yang bekerja dalam arsitektur, protokol stack pada level aplikasi setiap operator akan selalu berbeda tergantung jenis voice atau data yang dikirimkan. Bagian selanjutnya adalah bagian implementasi sistem SS7, dimana level MTP dan aplikasi sangat berpengaruh terhadap pihak OLO (Other Licensed Operator).
2. Dasar Teori
Sebagaimana kita tahu bahwa dalam melakukan komunikasi via telepon, ada dua komponen penting yang harus diperhatikan yakni
yang pertama, adalah konten yang sebenarnya suara kita dan yang kedua adalah informasi yang menginstruksikan pertukaran telepon untuk membangun hubungan dan meroutekan atau mengirimkan "isi" ke tujuan yang tepat. Maka untuk bisa mendapat komunikasi telepon dengan baik dan lancar, maka diciptakan suatu standar-standar, standar-standar ini dikenal sebagai protokol. Sistem Signaling SS7 atau Nomor 7 adalah hanya seperangkat protokol lain yang menggambarkan sarana komunikasi antara switch telepon dalam jaringan telepon umum. Mereka telah diciptakan dan dikendalikan oleh berbagai badan di seluruh dunia, yang mengakibatkan beberapa variasi lokal yang spesifik, tapi organisasi utama dengan tanggung jawab administrasi mereka adalah International Telecommunications Union atau ITU-T.
Signalling System Number 7 (SS # 7 atau C7) adalah protokol yang digunakan oleh perusahaan-perusahaan telepon untuk sinyal antar sesama rekan. Di masa lalu, dalam teknik signalling-band digunakan di jalur trunk antar sesama. Metode ini menggunakan jalur fisik yang sama untuk panggilan-sinyal kontrol dan aktual panggilan terhubung. Metode signalling ini tidak efisien dan secara cepat digantikan oleh out-of-band atau teknik signalling common-channel.
Untuk memahami SS7 kita harus terlebih dahulu memahami sesuatu dari inefisiensi dasar metode isyarat sebelumnya dimanfaatkan dalam Public Switched Telephone Network (PSTN).
Sebuah jaringan memanfaatkan sinyal Common-channel sebenarnya dua jaringan dalam satu:
1. Pertama ada circuit-switched "user" jaringan yang benar-benar membawa suara dan data pengguna lalu lintas. Ini menyediakan jalur fisik antara sumber dan tujuan.
2. Yang kedua adalah jaringan sinyal yang membawa call control lalu lintas. Ini adalah
jaringan packet-switching menggunakan common channel switching protokol.
Original Common Protocol Interoffice didasarkan pada Sistem Signalling Nomor 6 (SS # 6). Sekarang SS # 7 sedang digunakan dalam instalasi baru di seluruh dunia. SS # 7 adalah protokol sinyal didefinisikan antarkantor untuk ISDN. Hal ini juga umum digunakan saat ini di luar lingkungan ISDN.
Gambar 2.1 Topologi PSTN
2.1 Common Channel Signalling System Terdapat 2 tipe dasar signaling:
1. Antara pelanggan dan jaringan (local loop)
2. Antar node dalam jaringan (inter switch) Setelah digunakannya komputer untuk pengontrolan sentral (stored-program control), berbagai modifikasi kontrol dan fitur baru mulai diperkenalkan.
CCS mentransmisikan sinyal kendali pada kanalsignaling khusus yang digunakan bersama olehbeberapa kanal suara. Jadi pada saat call setup, prosesor yang mengendalikan sentral juga harus saling berkomunikasi untuk mempertukarkan informasi pensinyalan. Teknik sebelum CCS adalah channel associated signaling (CAS) atau inchannel signaling.
Seminar dan Call For Paper Munas Aptikom
Politeknik Telkom
Bandung, 9 Oktober 2010
187
Gambar 2.2 Metode CAS dan CCS 2.2 Mode Operasi CCS
Ada 2 mode operasi yang digunakan dalam CCS, yaitu associated (quasi-associated) mode dan disassociated mode.
a. Associated/quasi-associated mode: Kanal signaling mengikuti track/rute yang sama dengan saluran data interswitch antara 2 endpoint, Sinyal kontrol berada pada kanal yang berbeda dari sinyal data pelanggan b. Disassociated mode: Jaringan signaling
terpisah dari jaringan untuk transfer data, lebih rumit, diperlukan node tambahan yang disebut signal transfer point
Walaupun sebagian besar jaringan telah dikendalikan secara CCS, namun inchannel signaling masih diperlukan di beberapa titik, misalnya komunikasi antara pelanggan dengan sentral lokal
2.3 Signaling System No 7 (SS7)
Skema/standar CCS yang sangat banyakdigunakan adalah Signaling System No 7 (SS7). Karakteristik utama SS7:
a. Telah teroptimasi untuk jaringan telekomunikasi digital, menggunakan kanal 64 kbps
b. Dirancang untuk dapat mengakomodasi fungsi call control, remote control, manajemen, dan pemeliharaan jaringan c. Keandalan dalam hal keterurutan data
yang
dikirim tanpa loss maupun duplikasi d. Dapat diimplementasikan pada jaringan
analog dengan kecepatan kurang dari 64 kbps
e. Dapat pula digunakan untuk link terestrial point-to-point dan satelit
2.4 Arsitektur Protokol SS
Jaringan SS7 adalah jaringan berbasis paket yang mengendalikan pembangunan, pengelolaan, dan pembubaran panggilan telepon. Message transfer part bersesuaian dengan 3 lapis terbawah
OSI, Signaling connection control part (SCCP) menyediakan layanan connectionless dan connection-oriented.
Gambar 2.3 Protokol Stack CCS 7
a. Physical Layer (MTP-1) mendefinisikan karakteristik fisik, listrik, dan fungsional dari signaling data link. Ini mendefinisikan karakteristik fisik dan listrik dari link sinyal dari jaringan SS7. Signaling link menggunakan DS-0 saluran dan membawa data pensinyalan dengan kecepatan dari 56 kbps atau 64 kbps (56 kbps adalah pelaksanaan yang lebih umum).
b. Message Transfer Part-Level 2 (MTP-2) menjalankan fungsi-fungsi signaling link, di antaranya: Delimitasi unit pensinyalan dengan flag, Pencegahan imitasi flag dengan bit stuffing, deteksi kesalahan dengan check bit, kendali kesalahan dengan retransmisi dan penerapan nomor urut eksplisit, Deteksi kegagalan signaling link. Tingkat 2 bagian dari transfer pesan bagian (MTP Level 2) link-lapisan menyediakan fungsionalitas. Memastikan bahwa kedua titik akhir dari sebuah link signaling dapat diandalkan pertukaran pesan pensinyalan. Ini mencakup kemampuan tersebut sebagai pengecekan error, kontrol aliran, dan urutan memeriksa.
c. Message Transfer Part-Level 3 (MTP-3), menjalankan fungsi jaringan signaling yang terbagi dalam 2 kategori: fungsi signaling message-handling dan fungsi signaling network management. Tingkat 3 bagian dari transfer pesan bagian (MTP Level 3) memperluas fungsionalitas yang
disediakan oleh MTP level 2 untuk menyediakan fungsionalitas lapisan jaringan. Memastikan bahwa pesan-pesan dapat disampaikan antara titik pensinyalan di seluruh jaringan SS7 terlepas dari apakah mereka secara langsung terhubung. Ini mencakup kemampuan sebagai node seperti pengalamatan, routing, alternatif routing, dan kontrol kemacetan.
d. Signaling Connection Control Part (SCCP), mendefinisikan fungsi dan prosedur sesuai dengan tipe user, apakah telepon, data, atau ISDN. The Signaling Connection Control Part (SCCP) lapisan menyediakan stack SS7 menyediakan connectionless dan connection-oriented layanan jaringan dan global terjemahan judul (GTT) di atas kemampuan MTP Level 3. SCCP digunakan sebagai lapisan transport untuk layanan berbasis TCAP. Menawarkan keduanya Kelas 0 (Basic) dan Kelas 1 (sequencing) layanan connectionless. SCCP juga memberikan Kelas 2 (sambungan berorientasi) jasa, yang biasanya digunakan oleh Aplikasi Sistem Base Station Bagian, Lokasi Layanan Extension (BSSAP-LE). Selain itu, menyediakan SCCP Global Title Translation (GTT) fungsionalitas.
e. Transaction Capability Application Part (TCAP) mendefinisikan pesan dan protokol yang digunakan untuk berkomunikasi antara aplikasi (digunakan sebagai subsistem) di node. Hal ini digunakan untuk layanan database seperti kartu panggil, 800, dan AIN serta beralih-ke-switch layanan termasuk mengulang panggilan dan menelepon kembali. Karena pesan TCAP harus disampaikan ke setiap aplikasi dalam bening alamat mereka, mereka menggunakan SCCP untuk transportasi.
f. ISDN User Part (ISUP) mendefinisikan pesan dan protokol yang digunakan dalam pembentukan dan meruntuhkan suara dan data panggilan melalui jaringan telepon diaktifkan publik (PSTN), dan untuk mengelola jaringan bagasi di mana mereka bergantung. Walaupun namanya, ISUP digunakan baik untuk ISDN dan non-ISDN panggilan. Dalam versi Amerika Utara SS7, ISUP pesan mengandalkan hanya pada MTP untuk mengangkut pesan antara node yang bersangkutan.
g. Mobile Application Part (MAP) pesan yang dikirim antara ponsel switch dan database untuk mendukung otentikasi pengguna, peralatan identifikasi, dan roaming yang dibawa oleh TCAP. Dalam jaringan mobile (IS-41 dan GSM), ketika pelanggan mobile menjelajah ke mobile baru switching center (MSC) wilayah, lokasi pengunjung terpadu mendaftar layanan permintaan informasi profil dari lokasi rumah pelanggan register (HLR) dengan menggunakan MAP (aplikasi mobile bagian) informasi dilakukan dalam TCAP pesan.
h. Intelligent Network Application Part ( Inap) adalah protokol signaling yang digunakan dalam Jaringan Intelligent. Dikembangkan oleh International Telecommunications Union (ITU), yang diakui sebagai standar global. Dalam ITU, total fungsi IN telah ditetapkan dan diimplementasikan di segmen dicerna kemampuan disebut set. Versi pertama yang akan dirilis adalah Kemampuan Set 1 (CS-1). Saat ini CS-2 didefinisikan dan tersedia. The CAMEL Application Part (CAP) adalah turunan dari Inap dan memungkinkan penggunaan mobile Inap di jaringan GSM.
2.5 Format Pesan SS7
Tiga tipe signal unit yang digunakan pada SS No. 7:
a. Message signal unit (MSU) b. Link status signal unit (LSSU) c. Fill-in signal unit (FISU)
Gambar 2.4 Format Message SS7 Keterangan tiap field :
a) BIB: backward indicator bit b) BSN: backward sequence number c) CK: check bits
d) F: flag
Seminar dan Call For Paper Munas Aptikom
Politeknik Telkom
Bandung, 9 Oktober 2010
189
f) FSN: forward sequence number g) LI: length indicator
h) n: jumlah oktet dalam SIF i) SF: status field
j) SIF: signaling information field k) SIO: service information octet Ketiga tipe signal unit dapat dibedakan dari length indicator :
1. LI = 0 FISU 2. LI = 1 atau 2 LSSU 3. LI ≥ 2 MSU
Flag pembuka merupakan indikasi awal signal unit, pola bit 01111110, FSN adalah nomor urut signal unit yang sedang dikirim, kapasitas maksimum nomor urut adalah 127, BSN adalah nomor urut signal unit yang mendapatkan acknowledge, BIB terdiri dari 1 bit, nilainya akan diinvers untuk penanda negative acknowledgment, LI digunakan untuk indikasi jumlah oktet setelah field LI dan sebelum CK, merupakan nomor biner dengan range 0-63, SIO terdiri dari service indicator (4 bit) dan subservice field (4 bit), untuk menunjukkan user part mana yang sedang dilayani.
3. Implementasi Sistem
Pada penelitian ini diimplementasikan cara kerja protokol SS7 pada sistem pengiriman data dengan teknik MTU dan MTR, sementara perangkat-perangkat yang dibutuhkan baik software maupun hardware adalah :
1. Windows Server 2003/ UNIX
2. Development Package for SPCI2S, SPCI4 and CPM8
3. Intel® NetStructure™ SS7 Products Software & Documentation 4. MAP codefile
5. Connector E1 (2 Mbps) 3.1 Arsitektur Jaringan
Sistem SS7 selain digunakan pada jaringan PSTN yang bersifat circuit switch juga digunakan pada sistem core network selular, seperti pada perangkat MSC, SMSC, HLR dan sebagainya, berikut adalah contoh yang digunakan dalam implementasi jaringan real pada MSC-SMSC
Gambaò 3.1 Arsitektur Jaringan Data Sementara arsitektur yang digunakan pada penelitian ini adalah dengan menghubungkan komunikasi point to point atau MTU to MTR.
Gambar 3.2 Arsitektur P2P MTU MTR
3.2 Skenario
Gambar 3.3 Protokol Stack SS7
Pada gambar 3.3 merupakan protocol stack yang digunakan dalam SS7, pada Mobile Application Protocol (MAP), aplikasi yang digunakan adalah MTU dan MTR.
4. Analisa Sistem
Dalam skenario ini menggunakan MTU dan MTR sebagai generate data dan response data
4.1 MTU (MAP Test Utility)
MTU merupakan generate data untuk membuka percakapan dengan MTR. Pertama MTU membuka dialog ke remote node kemudian mengirimkan layanan request dan akhirnya menunggu sampai hasilnya di respon oleh MTR. Teknik yang digunakan adalah dengan menggunakan command line (command prompt pada windows) untuk mensetting percakapan, alamat tujuan serta dialogue id yang digunakan
4.2 MTR (MAP Test Response)
MTR digunakan untuk melihat response yang dikirimkan oleh MTU generate dan menampilkan data yang dikirimkan. MTR juga dapat melihat respons tracing dari paket yang dikirimkan.
4.3 Instalasi MTU dan MTR
MTU dan MTR merupakan open source software dapat didownload secara gratis, sebelum menginstall MTU dan MTR, terlebih dahulu menginstall protokol SS7, pada penelitian ini penulis menggunakan datakinetik (dialogic) sebagai referensinya. Untuk software install dpkwin.exe didalam folder C:/ lalu install aplikasi MTU dan MTR pada masing-masing server. Untuk versi unix, adalah sebagai berikut :
a. Build MTU Program MTU# make mtu.mak MTU#make -f mtu.bnt MTU#nmake /f mtu.mnt
Disimpan dalam folder /src/MTU b. Build MTR Program
MTR# make mtr.mak MTR# make -f mtr.bnt MTR# nmake /f mtr.mnt
Disimpan dalam folder /src/MTR
4.4 Pengalamatan Point Code (PC)
Untuk dapat mengirimkan pesan data, sepertinya halnya pada protokol TCP/IP, perlu dilakukan konfigurasi IP address, maka dalam protokol SS7 pun perlu dilakukan, hanya saja SS7
tidak mengenal IP address, melainkan dengan istilah point code. Berikut hal-hal yang harus didefinisikan :
a. Local point code
b. Local sub-system number c. Remote point code and d. Remote sub-system number
Konfigurasi dapat dilakukan di folder dpkwin dengan mencari file system.txt dan config.txt
4.5 Konfigurasi MTU dan MTR
Nilai pada suatu sistem perlu didefinisikan secara lengkap, berikut adalah contoh konfigurasi yang perlu diketahui :
Board type = PCCS6 Local point code (MTU) = 1 Remote point code (MTR) = 2 MTU module ID = 0x2d MTR module ID = 0x2d
MAP/TCAP/SCCP on board or host: Running on host
Tipe Board (Card) yang digunakan adalah PCCS6, banyak tipe board yang digunakan dan biasanya tergantung kebutuhan jaringan telekomunikasi seperti SPCI2S, SPCI4 dan CPM8.
Gambar 4.1 Arsitektur Point Code
Gambar diatas adalah merepresentasikan pengalamatan point code dan subsystem.
Seminar dan Call For Paper Munas Aptikom
Politeknik Telkom
Bandung, 9 Oktober 2010
191
MTU# mtu m0x2d g43010008 a43020008 -i0x987654321 -s"Selamat Datang"
MTR# mtr –m0x2d
Konfigurasi diatas dilakukan dengan command line interface(CLI), baik menggunakan command prompt (windows) maupun console (Unix), MTU mengirimkan data “Selamat Datang”, dengan informasi sebagai berikut :
-d = forward short message -a = destination address (43020008) -g = source address (43010008)
-s = free text short message (Selamat Datang) -i = international mobile subscriber ID (987654321)
Sementara pada MTR hanya mengaktifkan subsystem forward short message (0x2d),
Hasil Generate Data MTU :
MTU mod ID 0x2d; MAP module Id 0x15 mode 0 - Forward Short Message MTU Tx: sending Open Request
MTU Tx: I0000 M tc7e2 i0000 f2d d15 s00 p010b09060704000001001902010443020008030 44301000800
MTU Tx: sending Forward Short Message Request MTU Tx: I0000 M tc7e0 i0000 f2d d15 s00 p030e0101170800060089674523f118080406a12 1436587f9191c6c090421436587f904001001201075 72000bc8329bfd065ddf7236192d023c
0000
MTU Tx: sending Delimiter Request
MTU Tx: I0000 M tc7e2 i0000 f2d d15 s00 p0500 MTU Rx: received Open Confirmation
MTU Rx: I0000 M t87e3 i0000 f15 d2d s00 p820501000b0906070400000100190200
MTU Rx: received Forward Short Message Confirmation
MTU Rx: I0000 M t87e1 i0000 f15 d2d s00 p840e010100
MTU Rx: received Close Indication
MTU Rx: I0000 M t87e3 i0000 f15 d2d s00 p0400
Hasil Response Data MTR :
MTR mod ID - 0x2d; MAP module Id 0x15 MTR Rx: I0000 M t87e3 i8000 f15 d2d s00 p020104430200080304430100080b09060704000 00100190200
MTR Rx: Received Open Indication MTR Tx: Sending Open Response
MTR Tx: I0000 M tc7e2 i8000 f2d d15 s00 p810501000b0906070400000100190200
MTR Rx: I0000 M t87e1 i8000 f15 d2d s00 p040e0101170800060089674523f118080406a12 1436587f9191c6c090421436587f904001001201075 72000bc8329bfd065ddf72361900
MTR Rx: Received Forward Short Message Indication
MTR Rx: Short Message User Information: MTR Rx: Selamat Datang
MTR Rx: Received delimiter Indication MTR Tx: Sending Forward SM Response
MTR Tx: I0000 M tc7e0 i8000 f2d d15 s00 p830e010100
MTR Tx: Sending Close Request
MTR Tx: I0000 M tc7e2 i8000 f2d d15 s00 p0307010000
Dari hasil data yang didapat, MTU mengirimkan generate data kepada MTR, nilai yang dapat diketahui adalah alamat pengirim, alamat penerima, dan international mobile subscriber ID yang sifat pembacaannya dibalik per dua karakter. Dan pada respons data MTR, terdapat sama dengan ITU hanya saja ditambahkan free text message yang dibawa oleh MTU untuk MTR, ini konsep dari pengiriman data dari satu SMSC ke SMSC lainnya. 5. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang didapatkan dari implementasi Common Channel Signalling 7 pada sistem jaringan telekomunikasi, ada beberapa kesimpulan yang dapat diambil yaitu :
1. Protokol SS7 dapat diimplementasikan secara sederhana dengan menggunakan aplikasi open source MTU dan MTR untuk mengirimkan data
2. Implementasi dapat dilakukan dengan dua buah server, dengan menerapkan konsep point code dan subsytem pada masing-masing server.
3. Hasil generate data dan response data memberikan informasi mengenai alamat pengirim, alamat tujuan dan mobile ID subscriber international
6.Referensi:
[1]. FeelingK, 2003, Short Message Service Cente
[2]. http://www.intel.com/network/csp/solution s/SS7 7194prs.htm, 2010.
[3]. http://resource.intel.com/telecom/support/s s7/cd/genericinfo/index.htm, 2010 [4]. NetStructure, Intel,2003, SS7 Protocols
MAP Test Utility (MTU) and Responder (MTR) User Guide Nokia, 2002,Introduction to SS7 Signalling
[5].Telekomunikasi, Jaringan, 2006. Handout Sekolah Tinggi Teknologi Telkom
