Prinsip Kerja Sistem 4G LTE

(1)

Prinsip Kerja Sistem 4G LTE

December 13, 2012 Telco One comment

Jaringan LTE atau disebut Evolved Packet System (EPS) murni berbasis IP. Baik layanan real-time maupun datacom dapat dibawa oleh protokol IP. IP address (IPv4 atau IPv6) dialokasikan pada satu mobile handset dan akan dilepas ketika handset dimatikan.

LTE multiple access berbasis OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) yang dapat mencapai kecepatan data yang sangat tinggi. Hal ini dikarenakan orde modulasi yang tinggi (64 QAM), bandwidth yang besar (sampai 20 MHz), dan transmisi MIMO yang digunakan pada arah downlink (sampai 4×4). Secara teori, kecepatan data sampai 170 Mbps pada arah uplink dan dengan MIMO dapat mencapai 300 Mbps pada arah downlink.

Bagian Core Ntework dari LTE yang disebut Evolved Packet Core (EPC) telah dipersiapkan untuk teknologi lain yang tidak dikembangkan oleh 3GPP seperti WIMAX dan WIFI. Ada yang bersifat trusted dan non trusted, tergantung perjanjian business antara operator.

Jaringan LTE sederhananya terdiri dari Base Station yang disebut Evolved NodeB (eNB). Berbeda dengan sistem 3G, pada EPS tidak terdapat controller / RNC, jadi antar eNB secara langsung terkoneksi melalui interface X2, sedangkan koneksi ke arah core melalui interface S1. Hal ini dimaksudkan untuk mempercepat proses setup time dan mengurangi waktu yang diperlukan untuk handover. Setup time sangat penting bagi layanan realtime data seperti online gaming, begitu juga handover pada proses call.

Elemen Network dan Interface Pada Sistem LTE 4G

Keuntungan lain adalah protokol MAC yang berperan untuk proses scheduling hanya ada di UE dan base station (eNB), sedangkan pada UMTS, MAC dan scheduling berada pada RNC. Pada HSDPA MAC sub-layer ditambahkan di NodeB yang berfungsi sebagai proses scheduling.

Scheduling adalah komponen penting untuk efisiensi radio resource. Transmission Time Interval (TTI) diset hanya 1 ms. Selama tiap-tiap TTI, eNB scheduler melakukan proses sebagai berikut:

(2)

UE akan mengirimkan laporan keadaan kualitas radio yang diperolehnya sebagai input ke eNB (sebagai scheduler) untuk menentukan Modulasi dan Coding scheme yang digunakan. Penentuan kualitas radio ini menggunakan HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) dengan soft combining dan rate adaptation.

- Mengutamakan layanan QoS antar UE.

- Menginformasikan UE mengenai alokasi radio resource.

Untuk memperoleh efisiensi spektrum radio yang tinggi, pada arah downlink digunakan OFDMA dan untuk uplink menggunakan SC-FDMA yang disebut juga DFT (Discrete Fourier Transform) spread OFDMA.

Multiple Access pada LTE 4G downlink dan uplink

OFDM adalah suatu teknik modulasi dengan membagi satu bandwidth frekuensi pembawa (carrier) wideband menjadi beberapa subcarrier narrowband. Pada OFDMA, subcarrier ini dapat dishare kepada banyak user. Solusi ini tentunya akan menghemat spektrum frekuensi lebih efisien namun diperlukan processor yang lebih cepat dalm proses signallingnya. OFDMA juga memerlukan power amplifier yang dingan tingkat linearity tinggi, sehingga menambah konsumsi battery. Akibatnya, handset LTE ini menjadi sangat mahal.

RRC State: Idle and Connected

May 29, 2013 Telco No comments

Sama halnya dengan UMTS, Radio Resource Control di LTE digunakan sebagai protokol L3 Control Plane signaling untuk koneksi antara UE dan eNodeB

- Broadcast of System Information related to the non-access stratum (NAS); - Broadcast of System Information related to the access stratum (AS); - Paging;

- Establishment, maintenance and release of an RRC connection between the UE and E-UTRAN - Security functions including key management;

- Establishment, configuration, maintenance and release of point to point Radio Bearers; - Mobility functions

- QoS management functions;

- UE measurement reporting and control of the reporting; - NAS direct message transfer to/from NAS from/to UE.

(3)

RRC pada LTE sendiri memiliki 2 state yaitu RRC idle dan RRC connected. Karakteristiknya digambarkan sebagai berikut:

RRC state

RRC idle:

- Memperoleh sistem informasi dari Broadcast Control Channel - Menggunakan DRX untuk memonitor paging message - Cell reselection di bawah kontrol UE

RRC Connected:

- Transfer data dari/ke UE

- Proses Handover dan Cell Change dikontrol oleh network - Memperoleh sistem informasi dari Broadcast Control Channel

Signalling Radio Bearer (SRB) pada LTE

Signalling Radio Bearer (SRB) digunakan untuk mengirimkan pesan signaling (Control Plane) protokol RRC (Radio Resource Control) dan NAS (Non Access Stratum). RRC message digunakan untuk signaling antara UE dan NodeB sedangkan NAS antara UE dan MME.

RRC message digunakan untuk mengenkapsulasi NAS message untuk pengiriman antara UE dan eNodeB. Protokol S1 kemudian digunakan untuk mengirimkan NAS message antara eNodeB dan MME seperti ditunjukkan pada gambar protokol berikut:

(4)

Ada 3 macam tipe SRB dalam LTE yaitu:

- SRB 0 mengirimkan RRC message menggunakan kanal logic CCCH

- SRB 1 mengirimkan RRC message menggunakan kanal logic DCCH

- SRB 2 mengirimkan RRC message menggunakan kanal logic DCCH dan mengenkapsulasi NAS message.

SRB 1 digunakan juga untuk mengenkapsulasi NAS message jika SRB 2 tidak dikonfigurasi. SRB 2

mempunyai prioritas yang lebih rendah dari SRB 1. SRB 0 menggunakan transparent mode RLC sedangkan SRB 1 dan 2 menggunakan acknowledge mode RLC.

SRB

Arah

RRC Message

RLC Mode

SRB 0

(CCCH)

Downlink RRC Connection Setup

RRC Connection Reject

RRC Connection Re-establishment

RRC Connection Re-establishment reject

Transparent

Uplink

RRC Connection Request

RRC Connection Re-establishment request

SRB 1

(DCCH)

Downlink RRC Connection Reconfiguration

RRC Connection Release

Security Mode Command

UE Capability Enquiry

DL Information Transfer (if no SRB 2)

Mobility from EUTRA Command

Handover From EUTRA Preparation

Request

CS Fallback Parameter Response

CDMA2000

Counter check

Acknowledge

Uplink

RRC Connection Setup Complete

Security Mode Complete

(5)

Security Mode Failure

RRC Connection Reconfiguration Complete

RRC Connection Re-establishment

Complete

Measurement Report

UE Capability Information

UL Information Transfer (if no SRB 2)

UL Handover Preparation Transfer

CS Fallback Parameter Request CDMA2000

Counter Check Response

SRB 2

(DCCH)

Downlink DL Information Transfer

Acknowledge

Uplink

UL Information Transfer

Bearer Type di LTE

Pada gambar di atas, LTE menyediakan Tingkatan Pembawa (Bearer Hierarchy) untuk End 2 End Service.

E2E service dibagi menjadi EPS Bearer dan External Bearer

EPS bearer menyediakan konektivitas antara UE dan PDN Gateway. EPS Bearer dibangun ketika UE register ke network menggunakan Attach Procedure. EPS Bearer digunakan untuk menyediakan konektivitas yang “always on”

EPS Bearer yang lain dapat dibangun untuk menghubungkan ke PDN Gateway yang lain atau menyediakan QoS yang berbeda dengan PDN GW yang sama.

(6)

Semua data User Plane yang menggunakan EPS Bearer yang sama mempunyai QoS yang sama.

EPS Bearer dibentuk dari E-UTRAN Radio Access Bearer (E-RAB) dan S5/S8 Bearer.

S5 interface adalah konektivitas antara Home Serving Gateway dan Home PDN Gateway (SGW >< H-PGW)

S8 interface adalah konektivitas antara Visited Serving Gateway dan Home PDN Gateway (V-SGW >< H-PGW)

Cyclic Prefix (CP) di LTE

Berdasarkan Wikipedia arti Cyclic Prefix adalah “prefixing of a symbol with a repetition of the end”.

Cyclic berarti siklus dan Prefix berarti awalan. Sehingga bisa diartikan cyclic prefix adalah menaruh awalan bit dari sebuah simbol dengan cara mengcopykan bagian akhir dari simbol tersebut ke awalannya. Cyclic Prefix dapat digambarkan sebagai berikut:

Cyclic Prefix di LTE

Tujuan dari Cyclic Prefix ini adalah untuk mencegah terjadinya Inter Symbol Interference yang terjadi karena efek multipath fading. Hal yang harus diperhatikan dalam penambahan Cyclic Prefix ini yaitu Panjang Cyclic Prefix harus lebih panjang dari multipath delay spread. LTE dirancang untuk bekerja dengan delay spread mencapai 5µs dan untuk kecepatan mobile user hingga 350 km/jam.

Pada gambar di bawah, karena 1 subcarrier mempunyai lebar 15 kHz, maka didapat OFDM symbol time sebesar 1/15k = 66.67 µs. Sedangkan panjang CP sebesar 4.7 µs.

(7)

Panjang Cyclic Prefix

Seperti dijelaskan sebelumnya di Resource di LTE, 1 RB terdiri dari 7 OFDM symbol time. Cyclic Prefix berada di awal symbol time yang dapat digambarkan sebagai berikut:

Panjang CP untuk tiap konfigurasi

Ada perbedaan panjang Cyclic Prefix antara simbol pertama dan selanjutnya pada konfigurasi Normal CP. Tujuannya agar waktu yang diperlukan untuk satu slot (Tslot=0.5ms) itu sama dengan 15360Ts (Ts = time unit di LTE).

Panjang CP pada konfigurasi CP yang berbeda dapat dijelaskan pada tabel berikut:

(8)

Tabel Panjang CP untuk tiap konfigurasi

Teknik Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) pada

LTE

April 29, 2013 Telco One comment

OFDM merupakan teknik multiplex dengan menggabungkan beberapa frekuensi yang orthogonal/ tidak saling mempengaruhi. OFDM digunakan sebagai modulasi multicarrier di LTE 4G karena efisiensi spektrumnya seperti dapat dijelaskan berikut.

Teknologi OFDM berasal dari pengembangan FDM yang dahulu dipakai pada 1G AMPS. FDM memisahkan beberapa sinyal pembawa (carrier) sehingga terdapat frekuensi guardband untuk meminimalisasi terjadinya crosstalk.

Pada OFDM, spektrum frekuensi pembawa overlap satu dengan yang lainnya namun frekuensi-frekuensi tersebut bersifat orthogonal satu dengan yang lain. Gambar berikut menunjukkan perbedaan spektrum antara FDM dan OFDM.

FDM vs OFDM

(9)

Pada contoh berikut, 3 buah carrier saling overlap namun tidak menginterference satu dengan yang lain. Yang harus dicatat adalah hanya puncak (peak) sinyal carrier tersebut yang membawa data, pada titik ini amplitude frekuensi carrier yang lain bernilai nol. Inilah yang dikatakn orthogonal.

Orthogonal in OFDM

Gambar dari diambil dari wirelesstut.com

OFDM di LTE

Pada LTE 4G, Sinyal pembawa subcarrier mempunyai lebar 15 kHz. Saking sempitnya sehingga efisiensi yang didapat semakin baik. Hal ini dapat kita lihat dari gambar sinyal pada domain frekuensi dibawah. Pada domain waktu, sinyal hanyalah berupa gelombang sinusoid (sin (2?t/T)) dimana T adalah periode sinyal tersebut (T=1/f0).

OFDM di LTE

Gambar diambil dari LTE Basics OFDM fundamental – Alcatel Lucent

Karena tiap subcarrier bersifat orthogonal, maka kita dapat mengirimkan beberapa simbol OFDM ini secara paralel menggunakan subcarrieryang berbeda-beda, sehingga tidak akan menginterferensi satu dengan yang lain.

Setelah sinyal OFDM ditransmisikan, maka untuk mendapatkan sinyal tersebut kembali di sisi penerima kita gunakan rumus pengintegralan sehingga hasilnya sesuai dengan apa yang dikirimkan.

(10)

OFDM Transceiver formula

OFDM Transceiver

Warna biru, pink, dan hitam adalah subcarrier yang berbeda.

Gambar diambil dari LTE Basics OFDM fundamental – Alcatel Lucent

Bila kita lihat dari satu subcarrier saja, maka OFDM simbol ditransmisikan secara serial pada domain waktu seperti pada gambar berikut:

OFDM symbol

OFDM karena orthogonalitasnya dapat menghindari interferensi antar signal pembawa namun sifat ORTHOGONAL ini dapat hilang karena:

- Intra OFDM symbol interference: meyebabkan subcarriers dalam 1 OFDM symbol hilang orthogonalitasnya.

(11)

Untuk itu kita harus mempunyai grafik sinusoidal yang bersih agar mendapatkan orthogonalitas. Untuk itu perlu dihindari hal-hal yang dapat menyebabkan terjadinya yaitu:

1. Multipath fading

OFDM simbol dipilih lebih panjang dari multipath delay sehingga membantu mereduksi interferensi inter OFDM symbol interference. Hal ini ditandai dengan adanya guard interval (Tg) antar simbol OFDM. Namun multipath masih menyebabkan Intra OFDM symbol interference yang hanya dapat ditangani dengan penggunaan Cyclic Prefix.

OFDM symbol with guard interval and cyclic prefix

2. Time offset

3. Frequency offset

Jika terdapat frekuensi offset antara transmitter dan receiver maka kita tidak akan mendapatkan sinyal sinusoidal yang sama di sisi receiver ketika diintegralkan kembali. Efeknya tentu ke-orthogonalitasnya akan hilang.

(12)

Frequency offset in OFDM symbol

4. High Doppler Shift

Ketika kita berbicara kepada seseorang yang sedang berlari, maka si pelari akan mendengar suara kita dengan frekuensi yang agak berbeda. Begitu juga ketika suatu BTS memancarkan sinyal maka sinyal yang diterima oleh user mobile akan mengalami pergeseran frekuensi. Pergeseran frekuensi inilah yang

disebut doppler shift, dirumuskan sebagai berikut:

Pergeseran doppler pada suatu user yang bergerak dapat mengakibatkan orthogonalitas dari simbol OFDM menjadi hilang dikarenakan sinusoidal dalam domain waktu akan terdistorsi. Dari formula diatas dapat kita cari frekuensi pergeserannya.

v = c = kecepatan cahaya

Bila signal pada arah downlink maka ENB sebagai sumber yang tidak bergerak (vs=0) dan UE sebagai pengamat yang bergerak (vr=x), sehingga frekuensi pergeseran

; +x bila UE mendekati ENB, dan –x bila UE menjauhi ENB

(13)

OFDM Transceiver

User Equipment (UE) Category pada LTE

LTE menggunakan category/class dari suatu User Equipment (UE) untuk menentukan spesifikasi kinerjanya.

LTE UE Category atau Class diperlukan untuk memastikan bahwa base station, atau eNodeB dapat berkomunikasi dengan UE. Dengan menyampaikan informasi LTE UE Category kepada base station, ENB mampu menentukan kinerja UE dan berkomunikasi dengan sesuai.

3GPP Release 8 mendefinisikan 5 UE Category/Class yang bergantung kepada maximum data rate dan kapabilitas MIMO. Pada 3GPP Release 10 ditambahkan lagi 3 UE Category. Gambarannya adalah sebagai berikut:

(14)

Resource Pada LTE 4G

April 26, 2013 Telco 2 comments

Pada sistem GSM, resource-nya adalah Timeslot yang terdiri dari 8 Physical TDMA TS per TRX. Pada WCDMA, resource yang digunakan adalah power dan code. Sedangkan pada LTE, kita kenal dengan istilah RB (Resource Block).

Apa itu RB? Mari kita ikuti penjelasan berikut:

LTE dibagi menjadi domain waktu dan domain frekuensi.

Pada domain waktu, LTE mempunyai radio frame berdurasi 10ms, yang terdiri dari 10 subframe (1 ms). 1 Subframe terdiri dari 2 slot (0.5 ms), sedangkan 1 slot terdiri dari 7 simbol OFDM.

1 RB (Resource Block) pada domain waktu terdiri dari 7 OFDM symbol (normal CP)

1 RB pada domain waktu

Gambar diambil dari LTE/FDD oleh Qualcomm University

Pada domain frekuensi, LTE membagi bandwidth transmisi menjadi beberapa subcarrier dengan lebar 15 kHz.

1 RB (Resource Block) pada domain frekuensi terdiri dari 12 subcarrier sehingga 1 RB mempunyai lebar 180 kHz.

(15)

1 RB pada domain frekuensi

Gambar diambil dari LTE/FDD oleh Qualcomm University

Berikut adalah tabel jumlah RB untuk tiap-tiap bandwidth.

Bandwidth Transmisi (MHz)

1.4

3

5

10

15

20 Jumlah RB

6

15

25

50

75

100 Banyak subcarrier (termasuk DC

subcarrier)

73

181

301

601

901 1201

FFT size

128

256

512 1024

1536

2048

Sampling rate (MHz)

1.92

3.84

7.68

15.36 23.04 30.72

Sebuah UE bisa menggunakan beberapa alokasi RB dalam satu TTI (Transmission Time Interval) berdurasi 1ms (pada HSDPA TTI=2ms). Gambar dibawah ini menunjukkan beberapa UE yang menggunakan jumlah RB yang berbeda-beda.

Penggunaan RB pada tiap user

Gambar diambil dari LTETechnology and LTE test oleh Rohde & Scwarz

Timing Advance di LTE

(16)

Timing Advance

Timing Advance (TA) sebenarnya sudah kita kenal di GSM untuk menentukan jarak dari BTS ke tiap-tiap user/MS. Timing Advance menunjukkan besarnya durasi waktu yang diukur untuk sebuah signal terkirim dari BTS sampai ke MS/UE. Menurut 3GPP TS 05.10, ketika BTS menerima access burst pada kanal RACH atau PRACH, BTS akan mengukur delay signal tersebut. Delay ini yang disebut Timing Advance.

Nilai maksimum Timing Advance adalah 63, sehingga jika BTS mengukur nilai lebih dari itu maka TA tetap 63. Pengecualian terjadi untuk Feature Extended Cells dimana nilai TA bisa mencapai maksimum 219.

Timing Advance GSM vs LTE

Perhitungan Timing Advance di GSM adalah sebagai berikut:

Di GSM 1 Granularity period menghasilkan distance = 553m Didapat dari:

Distance = 1/2 * TA * bit-period * lightspeed =

1 TS=(15/26)ms = 577 us dan terdiri dari 156.25 bits (GSMK modulation rate = 1625/6 kbps = 270.833 kbps) sehingga bit period = 3.69e-7 s

Untuk TA=1

Distance = 1/2 * 1 * 48/13 e-6 s * 3e8 m/s = 553.85 m Kalau 63 TA maka

Distance = 1/2 * 63 * 48/13 e-6 s * 3e8 m/s = 34,892 m ~ 35 km

Timing Advance di LTE

Di LTE juga dikenal yang namanya Timing Advance yang mempunyai konsep mirip dengan GSM. Ketika UE mengirimkan Random Access Preamble untuk melakukan RRC connection establish, eNodeB akan

melakukan estimasi delay yang diterima. ENodeB akan mengirimkan Random Access response yang berisi Timing Advance Command agar UE melakukan adjustment waktu transmisinya.

Waktu yang ditempuh dari saat pengiriman Random Access Response hingga eNodeB kembali

mendapatkan response dari UE berdurasi 16 Ts, sedangkan Timing Advance didapat dari setengah waktu tersebut. Perhitungannya adalah sebagai berikut:

Kalau di LTE signalled granulity setiap 16 Ts

Nah menurut 3GPP time unit Ts adalah:

Ts = 1/(2048×15000) s = 1/30,720,000 s = 0.03255e-6 Dimana 15000 = BW subcarrier, 2048 = FFT size

(17)

Untuk TA=1 Distance = 1/2 * TA * 16Ts * lightspeed = 1/2 * 1 * 16 (0.03255e-6) * 3e8 = 78.12m Untuk TA=63 = 78.12 * 63 = 4921.56m ~ 5km

Teknologi IP di 4G LTE (bagian 1)

March 25, 2013 Telco No comments

Dengan semakin berkembangnya teknologi mengarah ke dunia IP, maka kita perlu mengetahui cara dan bagaimana suatu IP dialokasikan di jaringan.

Pada dunia telekomunikasi pun Modernisasi dilakukan ke arah IP meninggalkan teknologi TDM/ATM yang terbilang high cost & maintenance. Pada komunikasi Generasi ke-4 yang terkenal dengan LTE systemnya, semua element sudah menggunakan IP sebagai identitasnya.

IP atau Internet Protocol adalah Protokol yang digunakan untuk memforward/merouting paket dari satu node ke node lainnya dengan menggunakan alamat logical.

IP yang digunakan saat ini adalah versi 4 yang masih terbatas alokasinya. Terdiri dari 32 bit, untuk itu diperlukan proses plan subnetting yang tepat agar kebutuhan IP address terpenuhi. Teknologi IP versi 6 telah dikembangkan namun belum juga diaplikasikan secara luas.

1. Pengenalan OSI Layer

Dalam Tingkatan OSI layer di atas, IP menduduki layer-3 / Network layer. IP berperan sebagai Packet forwarder/routing dari satu titik (elemen) ke titik lain. Pada jaringan EPS (Evolved Packet System) dari LTE yang terdiri dari control plane (mengatur signaling) dan user plane, IP terdapat pada setiap elemen seperti gambar berikut:

(18)

Untuk UE mendapatkan alokasi IP dari PDN Gateway untuk User Planenya, dari proses inilah sebuah UE dapat memiliki IP dan dapat mengakses Internet Mobile/Data. Sedangkan konfigurasi IP EnodeB dan Serving Gateway tetap diset baik untuk User Plane (UP) maupun Control Plane (CP).

Teknologi IP di 4G LTE (bagian 2)

April 3, 2013 Telco No comments

2. Internet Protocol Overview

Pengertian IP dari Wikipedia:

The Internet Protocol (IP) is the principal communications protocol in the Internet protocol suite for relaying datagrams across network boundaries. This function of ROUTING enablesinternetworking, and essentially establishes the Internet.

IP mengirimkan data dengan cara connectionless/unrealiable, artinya tidak ada jaminan data sampai atau tidak. Untuk proses jaminan dilakukan oleh layer di atasnya.

IPV4

Pada Versi 4 seperti dibahas sebelumnya di bagian 1,

- IPV4 terdiri dari 32 bit.

- Ke-32 bit IP ini dibagi dua menjadi Network ID dan Host ID.

- 32 bit dibagi menjadi 4 bagian yang masing2 terdiri dari 8 bit.

- Setiap 8 bit biasanya dikonversi ke desimal dari 0-255

(19)

Bit: xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx (misal: 00001010.00000010.00000011.00000100)

Angka bagian pertama = 10 (desimal) = 0*27_{+ 0*2}6_{+ 0*2}5_{+ 0*2}4_{+ 1*2}3_{+ 0*2}2_{+ 1*2}1_{+ 0*2}0

KLASIFIKASI IPV4

Berdasarkan kelasnya, IPV4 dibagi menjadi 3:

Class A:

Network ID (8bit) Host ID (24 bit)

0xxxxxxx xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx

Class B:

Network ID (16 bit) Host ID (16 bit)

10xxxxxx.xxxxxxxx xxxxxxxx.xxxxxxxx

Class C:

Network ID (8bit) Host ID (24 bit)

110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx xxxxxxxx

Class

Bit awal

Jumlah

Jaringan

Jumlah Host

Private IP address by International

Assigned Number Authority (IANA)

A

1 – 126

126 16 777 214

10.0.0.0 sampai 10.255.255.255

B

128 – 191

16 384

65 534

172.16.0.0 sampai 172.31.255.255

C

192 – 223 2 097 152

254 192.168.0.0 sampai 192.168.255.255

Dari data di atas, jumlah jaringan yang dibentuk oleh Class A lebih sedikit, namun mempunyai jumlah Host yang besar. Untuk itu jika kita ingin mendesain sebuah LAN/VLAN, planning yang tepat sangat dibutuhkan untuk menentukan kelas apa yang akan kita gunakan, agar alokasi IP yang ada dapat ter-utilize dengan baik.

IP NETMASK

NETMASK digunakan untuk memisahkan antara Network ID dan Host ID. Seperti kita sering lihat di komputer : 255.255.255.0. Ini adalah Netmask. Untuk membedakannya:

- Network ID menggunakan binary 1

- Host ID menggunakan binary 0

(20)

11111111 00000000 00000000 00000000 (biner) = 255.0.0.0 (desimal)

11111111 11111111 00000000 00000000 (biner) = 255.255.0.0 (desimal)

11111111 11111111 11111111 00000000 (biner) = 255.255.255.0 (desimal)

Netmask bit Netmask Dec

1111 1111

255 1111 1110

254 1111 1100

252 1111 1000

248 1111 0000

240 1110 0000

224 1100 0000

192 1000 0000

128 BROADCAST ADDRESS & NETWORK ADDRESS

Broadcast Address berfungsi memberi info ke jaringan mengenai existing service yang ada dan untuk mencari informasi di jaringan tersebut.

Untuk lebih jelasnya kita lihat gambar berikut:

Broadcast Address dan Network Address

Pada gambar di atas, ada 4 buah komputer (HOST) yang mempunyai address dari 192.168.1.1 hingga 192.168.1.4. Keempat HOST ini memiliki NETWORK ADDRESS 192.168.1.0. Lalu berapakah

BROADCAST ADDRESS-nya?

(21)

Jika NET MASK yang digunakan adalah /24 atau 255.255.255.0 maka BROADCAST ADDRESS adalah 192.168.1.255.

Bila NET MASK yang digunakan adalah /25 atau 255.255.255.128 maka BROADCAST ADDRESS adalah 192.168.1.127

dst.. (bersambung)

Teknologi IP di 4G LTE (bagian 3)

April 9, 2013 Telco One comment

3. SUBNETTING

Subnetting diperlukan untuk membangun SUB-Jaringan (SUBNET) dari Jaringan yang ada.

Tujuan Subnetting:

- Memadukan teknologi jaringan yang berbeda

- Menghindari limitasi jumlah simpul dalam satu segmen

- Mereduksi traffic yang disebabkan oleh broadcast atau pun collision

Jaringan di bawah ini bisa kita bagi menjadi beberapa sub-jaringan dengan menggunakan router.

(22)

Dari gambar di atas kita akan membagi IP jaringan 192.168.1.0 menjadi 4 buah subnet.

IP NET 192.168.1.0 mempunyai

- Network ID = 192.168.1.0

- Broadcast ID = 192.168 1.255

- Host ID = 192.168.1.1-254

Karena ada 4 SUBNET maka langkah selanjutnya adalah memecah IP tersebut menjadi 4 bagian.

192.168.1.0 = 11000000.10101000.00000001.00000000

Karena 4 subnet = 22_{maka jumlah bit untuk subnet = 2 (warna orange), sedangkan sisa 6 bit (warna ungu)} adalah HOST ID. Lhat mask IP di bawah

Mask IP = 00000000.00000000.00000000.00000000 = 255.255.255.192 = /26

Maka di dapat IP SUBNET-nya sebagai berikut:

- 11000000.10101000.00000001.00000000 = 192.168.1.0 Broadcast ID = 192.168.1.63 Host ID = 192.168.1.1-62 - 11000000.10101000.00000001.01000000 = 192.168.1.64 Broadcast ID = 192.168.1.127 Host ID = 192.168.1.65-126 - 11000000.10101000.00000001.10000000 = 192.168.1.128 Broadcast ID = 192.168.1.191 Host ID = 192.168.1.129-190 - 11000000.10101000.00000001.11000000 = 192.168.1.192 Broadcast ID = 192.168.1.255 Host ID = 192.168.1.193-254

(23)

IP Subnetting

Teknologi IP di 4G LTE (bagian 4)

April 9, 2013 Telco No comments

4. Aplikasi IP DI GSM, UMTS, dan LTE

Seperti disebutkan dalam bagian sebelumnya (baik pada sistem 2G, 3G ataupun 4G) yang sudah

memodernisasi jaringannya dari teknologi TDM/ATM ke teknologi IP, maka addressing baik user plane atau pun control plane dilakukan oleh IP address (layer 3) yang di-assign di masing-masing node.

(24)

IP Network Topology

Untuk UE mendapatkan IP address yang dialokasikan oleh GGSN (PGW di LTE). Sedangkan BTS/NodeB/eNodeB juga mempunyai alokasi IP yang memungkinkan komunikasi antar node.

Pada vendor Huawei, konfigurasi IP address untuk user plane diset di ADD IPPATH sedangkan untuk signaling menggunakan ADD SCTPLNK, sebuah protokol layer transport SCTP (Stream Control

Transmission Protocol) ini bisa Anda cari sendiri di Google/Wikipedia. Selain itu perlu juga ditambahkan IP Routing (ADD IPRT) ke arah mana UP/CP akan diteruskan (dari BSC/RNC/eNB ke Core/CX). Untuk BTS/NodeB sendiri biasanya dikelompokan dalam satusubnet membentuk sebuah VLAN. VLAN ini harus diidentifikasi oleh CX router.

Kemudahan yang didapat dalam teknologi IP ini adalah kemudahannya dalam implementasi dan maintenance, sama seperti jaringan komputer TCP/IP.

(25)

ADD IPPATH:ANI=0, PATHID=0, IPADDR=”10.4.19.4″, PEERIPADDR=”10.4.1.0″,

VLANFLAG=DISABLE, CARRYFLAG=NULL, PATHT=QoS,

PEERMASK=”255.255.255.0″, TXBW=400000, RXBW=400000, PATHCHK=DISABLED,

ITFT=A, TRMLOADTHINDEX=2;

ADD SCTPLNK:SRN=0, SN=0, SCTPLNKN=0, APP=M3UA, PEERPN=6016,

LOCIP1=”10.2.19.4″, LOCIP2=”10.2.19.132″, PEERIP1=”10.2.6.150″,

PEERIP2=”10.2.7.150″, LOCPN=6016, SWITCHBACKHBNUM=10,

LOGPORTFLAG=NO, MODE=CLIENT, DSCP=48, RTOMIN=150, RTOMAX=3000,

RTOINIT=1000, RTOALPHA=12, RTOBETA=25, HBINTER=1000,

MAXASSOCRETR=4, MAXPATHRETR=2, CHKSUMTX=NO, CHKSUMRX=NO,

CHKSUMTYPE=CRC32, MTU=800, CROSSIPFLAG=UNAVAILABLE,

SWITCHBACKFLAG=YES, BUNDLINGFLAG=NO, VLANFLAG1=DISABLE,

VLANFLAG2=DISABLE, TSACK=200;

ADD IPRT:DSTIP=”10.2.6.0″, DSTMASK=”255.255.255.0″, NEXTHOP=”10.2.19.1″,

SRN=0, SN=24, REMARK=”IPRT-MSS”, PRIORITY=HIGH;

ADD VLANID:SRN=0, SN=24, IPADDR=”10.2.19.1″, VLANID=150;

ADD VLANID:SRN=0, SN=24, IPADDR=”10.2.19.129″, VLANID=151;

<class>

<eNodeB>

<attributes>

<eNodeBId>203</eNodeBId>

<Name>BABA_LTE</Name>

<Mcc>510</Mcc>

<Mnc>20</Mnc>

<eNodeBType>2</eNodeBType>

<AutoPowerOffSwitch>1</AutoPowerOffSwitch>

<PowerOffTime>00:00:00</PowerOffTime>

<PowerOnTime>06:00:00</PowerOnTime>

<Longitude>0</Longitude>

<Latitude>0</Latitude>

<MBTSGUID>0</MBTSGUID>

<GCDF>0</GCDF>

</attributes>

</eNodeB>

</class>

(26)

<class>

<IPRT>

<attributes>

<CabinetNo>0</CabinetNo>

<SubrackNo>0</SubrackNo>

<SlotNo>7</SlotNo>

<SubboardType>0</SubboardType>

<RouteType>0</RouteType>

<DstIP>10.16.33.0</DstIP>

<Mask>255.255.255.0</Mask>

<NextHopIP>10.168.16.1</NextHopIP>

<RoutePriority>60</RoutePriority>

<Description>IP route to M2000</Description>

</attributes>

</IPRT>

</class>

Alokasi Frekuensi 4G

December 13, 2012 Telco One comment

LTE dikembangkan dalam beberapa pita frekuensi mulai dari 800 MHz sampai 3.5 MHz. Lebar bandwidth yang digunakan juga fleksibel mulai 1.4 MHz sampai 20 MHz. LTE dikembangkan untuk mendukung TDD dan FDD, sehingga bisa dibangun dalam domain waktu dan frekuensi. Karena fleksibilitas frekuensi inilah maka beberapa operator seluler melakukan “refarming frekuensi mereka untuk digunakan untuk sistem LTE.

LTE FDD vs TDD

Seperti halnya UMTS TDD dan FDD, LTE pun dibagi menjadi dua, LTE FDD dan LTE TDD (atau disebut Time-Division LTE / TD-LTE). Perbedaan LTE FDD dan TDD hanya pada bagaimana kedua teknologi tersebut memanfaatkan spektrum frekuensinya, dimana pada LTE FDD spektrum terdiri dari dua bagian yaitu downlink dan uplink, sedangkan pada LTE TDD, uplink dan downlink bekerja dalam frekuensi yang sama.

(27)

LTE FDD

Alokasi Frekuensi LTE FDD

LTE TDD

Alokasi Frekuensi LTE TDD

Berikut tabel alokasi frekuensi LTE 4G yang distandarkan dan digunakan oleh beberapa negara

Band

Nama

Band

width

Downlink

(MHz)

Uplink (MHz)

Duplex

(28)

(MHz)

Low

High

Low

High

(MHz)

Earfcn

1 IMT 2.1

GHz

60 2110

2170

1920

1980

190 Asia, Europe, Israel,

Japan

0

599 18000

18599

2 PCS 1900

60 1930

1990

1850

1910

80 Canada, Latin America,

US

600 1199

18600

19199

3 DCS 1800

75 1805

1880

1710

1785

95 Finland, Germany,

Australia, Hong Kong,

Japan, Poland,

Singapore, South

Korea, Eastern Europe,

Indonesia

1200

1949

19200

19949

4 AWS

45 2110

2155

1710

1755

400 Canada, Latin America,

US

1950

2399

19950

20399

5 850 MHz

25

869

894

824

849

45 Israel, Latin America,

South Korea, Europe

2400

2649

20400

20649

6 UTRA only

10

875

885

830

840

45 Note: Band 6 is not

applicable to LTE

anymore

2650

2749

20650

20749

7 2.6 GHz

70 2620

2690

2500

2570

120 Canada, Europe,

Switzerland, Latin

America, Singapore,

South-Korea, Hong

Kong, Brazil, Malaysia,

South Africa

2750

3449

20750

21449

8 900 MHz

35

925

960

880

915

45 Europe, Latin America

3450

3799

21450

21799

9 1700 MHz

35 1844.9

1879.9

1749.9

1784.9

95

(29)

10 Extended

AWS

60 2110

2170

1710

1770

400 Ecuador, Peru,

Uruguay

4150

4749

22150

22749

11 1.5 GHz

Lower

20 1475.9

1495.9

1427.9

1447.9

48 Japan

4750

4949

22750

22949

12 700 MHz

Lower,

A+B+C

17

729

746

699

716

30 USA, Canada,

Kazakhstan, New

Zealand, Taiwan

5010

5179

23010

23179

13 700 MHz

Upper

10

746

756

777

787 -31

USA, Canada,

Kazakhstan, New

Zealand, Taiwan

5180

5279

23180

23279

14 Public

Safety

10

758

768

788

798 -30

USA

5280

5379

23280

23379

17 700 MHz

Lower,

B+C

12

734

746

704

716

30 USA

5730

5849

23730

23849

18 Japan 800

MHz

lower

15

860

875

815

830

45 Japan

5850

5999

23850

23999

19 Japan 800

MHz

upper

15

875

890

830

845

45 Japan

6000

6149

24000

24149

20 800 MHz

EDD

30

791

821

832

862 -41

Europe

6150

6449

24150

24449

21 1.5 GHz

Upper

15 1495.9

1510.9

1447.9

1462.9

48 Japan

6450

6599

24450

24599

22 3.5 Ghz

80 3510

3590

3410

3490

100 France, Norway, UK,

Switzerland, Poland

6600

7399

24600

25399

(30)

Band

7500

7699

25500

25699

24 L Band

34 1525

1559

1626.5

1660.5

-101.5

USA

7700

8039

25700

26039

25 PCS 1900

+ G Block

65 1930

1995

1850

1915

80 8040

8689

26040

26689

26 800 MHz

iDEN

35

859

894

814

849

45 8690

9039

26690

27039

27 850 MHz

lower

17

852

869

807

824

45 9040

9209

27040

27209

28 700 MHz

APAC

45

758

803

703

748

55 9210

9659

27210

27659

33 TDD 2000

20 1900

1920

Tdd

36000

36199

34 TDD 2000

15 2010

2025

Tdd

36200

36349

35 TDD 1900

60 1850

1910

Tdd

36350

36949

36 TDD 1900

60 1930

1990

Tdd

36950

37549

37 TDD PCS

20 1910

1930

Tdd

37550

37749

38 TDD 2.6

GHz

50 2570

2620

Tdd

Europe

37750

38249

(31)

39 China TDD

1.9 GHz

40 1880

1920

Tdd

38250

38649

40 China TDD

2.3 GHz

100 2300

2400

Tdd

Australia, India,

Malaysia, Russia

38650

39649

41 TDD 2.5

GHz

194 2496

2690

Tdd

USA, China, Canada,

Japan, Poland, Brazil,

Mexico, Switzerland,

Saudi Arabia, Nigeria

39650

41589

42 TDD 3.4

GHz

200 3400

3600

Tdd

Canada, Croatia,

France, India, Uruguay

41590

43589

43 TDD 3.6

GHz

200 3600

3800

Tdd

43590

45589

44 700 MHz

APAC

100

703

803 Tdd

45590

46589

 14 frekuensi operasi pertama sama dengan yang telah ditentukan dalam UMTS Release 8 sehingga memungkinkan untuk melakukan refarming pada frekuensi tersebut.

 Frekuensi operasi 3 dan 8 adalah frekuensi GSM1800 dan GSM900 sehingga dimungkinkan juga melakukan refarming pada frekuensi tersebut.

 Frekuensi operasi 15 dan 16 tidak masuk karena digunakan untuk tujuan lain.

 Mayoritas frekuensi uplink berada di bawah frekuensi downlink sehingga membantu penghematan battery suatu UE/handset dengan radio propagasi yang lebih baik.

 Frekuensi operasi 13 dan 14 mempunyai frekuensi uplink lebih tinggi daripada frekuensi downlinknya.

LTE Sebagai Sistem Komunikasi Generasi Ke-4 (4G)

(32)

Topologi LTE dibandingkan dengan UMTS dan GSM

LTE disebut juga E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Access Network). Keseluruhan sistem LTE disebut sebagai EPS (Evolved Packet System). Kebutuhan utama dari LTE adalah jaringan akses baru dengan spektrum yang lebih efisien, kecepatan data tinggi, delay time yang rendah, dan fleksibilitas dari frekuensinya.