Implementasi Short Message Service pada Jaringan GSM Menggunakan OpenBTS v 5.0
Dhipo A. Putra*), Moch. Fahru Rizal**), Periyadi ***) Universitas Telkom
E-Mail: *[email protected], **[email protected],
***
[email protected] Abstrak
Open Base Transceiver Station (OpenBTS) merupakan aplikasi telekomunikasi open source yang berjalan di linux. Teknologi ini mampu menggantikan infrastruktur jaringan Global System for Mobile Communication (GSM) komersial. Dengan openBTS, implementasi BTS menjadi lebih mudah dan murah, serta biaya SMS antar user dapat menjadi lebih murah atau bahkan gratis. Penelitian ini mengimplementasikan OpenBTS versi 5 dengan layanan SMS pada jaringan GSM menggunakan sistem operasi ubuntu 14.04 dan USRP tipe RAD1.
Kata kunci: OpenBTS, BTS, Telekomunikasi Seluler, SMS, Handphone, GSM.
1. PENDAHULUAN
Telekomunikasi menjadi sarana yang mandatory bagi masyarakat saat ini. Pada daerah rural atau pedalaman sarana telekomunikasi masih jauh dari mencukupi.
Hal ini disebabkan oleh besarnya investasi yang harus dikeluarkan operator untuk instalasi BTS.
Open BTS adalah teknologi untuk menggantikan BTS komersial dengan BTS yang lebih hemat sumber daya, efisien dan fleksibel. Open BTS memungkinkan masyarakat memiliki sarana telekomunikasi yang mandiri dan mudah di implementasikan.
Implementasi OpenBTS pada penelitian sebelumnya belum membahas mengenai penggunaan fitur baru (automatic registration) dan proses instalasi yang masih terlalu kompleks bagi user biasa.[1]
2. GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION
(GSM)
Global System for Mobile Communication (GSM) adalah sistem telekomunikasi selular yang paling banyak digunakan saat ini. GSM menyediakan layanan suara, pesan singkat, dan value added service.[2]
Gambar 1. Arsitektur Jaringan GSM
Pada Gambar 1 terlihat arsitektur jaringan GSM yang memiliki 4 network element, diantaranya adalah:
1. Base Station Sub-system (BSS) 2. Network Sub-system (NSS)
3. Operating and Maintenance Center (OMC)
4. Mobile Station (MS)
Masing-masing network element memiliki fungsinya sendiri yang saling menunjang. BSS berfungsi sebagai transceiver sinyal GSM dari dan ke MS. NSS berfungsi untuk switching, database user dan otentikasi pelanggan. Sementara OMC berperan sebagai pusat kendali dan monitoring jaringan.
Mobile Station (MS) merupakan perangkat bergerak yang digunakan untuk mengakses layanan GSM. MS terdiri dari Mobile Equipment (ME) atau handset dan Subscriber Identity Module (SIM). Dalam penelitian ini digunakan SIM Card universal yang tidak berisi nomer dari operator tertentu/kosong.
3. OPEN BASE TRANSCEIVER STATION (OPENBTS) Open Base Transceiver Station (OpenBTS) adalah sebuah BTS GSM berbasis software yang menyediakan transmisi sinyal komunikasi untuk memungkinkan handphone GSM dapat mengirimkan pesan singkat tanpa menggunakan jaringan operator selular.[3][4]
OpenBTS ini sudah hadir dengan berbagai versi. Untuk versi terbaru saat ini yaitu openBTS versi 5.0. Versi terbaru ini memiliki beberapa perbedaan dengan versi yang sebelumnya. Perbedaan tersebut diantaranya adalah terletak pada struktur file, model komunikasi, fitur-fitur dan kapasitas kanal sinyal yang tersedia.[5]
Pada Gambar 2 terlihat arsitektur pada jaringan OpenBTS. Pada jaringan ini, client mengirimkan request kepada server agar dapat berkomunikasi dengan jaringan telepon berbasis OpenBTS. Request yang dikirimkan disertai dengan IMSI dari handphone client.
Server kemudian akan mengecek identitas client berdasarkan konfigurasi yang ada di database openBTS. Jika MS terdaftar di database, maka openBTS akan memberitahukan ke smqueue untuk mengirimkan pesan kepada client "Welcome to the GSM Network.[6]
Smqueue adalah aplikasi yang digunakan untuk kirim terima SMS di openBTS. Smqueue mulai didistribusikan di openBTS 2.5 dan selanjutnya. Interface SIP smqueue biasanya berjalan di port 5063.[7]
OpenBTS menggunakan USRP (Universal Software Radio Peripheral) sebagai RF hardware yang berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal GSM. USRP menghubungkan antara server OpenBTS dengan clientvia ethernet atau USB. Pada Gambar 3 merupakan contoh perangkat USRP dengan tipe RAD1.
Gambar 3. USRP RangeNetworks Tipe RAD1 [8]
4. DESAIN SISTEM
Gambar 4 menggambarkan perancangan sistem yang berjalan pada OpenBTS.
Sesudah sistem running, MS akan mencari jaringan openBTS, client dapat langsung memilih jaringan openBTS untuk registrasi user.Jika saat registrasi failed, maka client melakukan percobaan registrasi kembali. Jika berhasil, client akan mendapatkan nomor IMSI nya terdaftar di server. Langkah berikut adalah mendapatkan nomer telefon sesuai dengan IMSI client. Register nomor telepon via SMS ke 101 dari handphone client.
Gambar 2. Arsitektur OpenBTS
Skema Sistem Berjalan
Client Server
Start
Connect to USRP
Runnng Sistem
Confirm Not Connect
No
Search Network Yes
Register to Network
Success Register Failed
Get Nomor IMSI
Cek and Save Data
Success
Testing SMS
Register Nomo r Failed
End Yes
No
Yes Register Nomo r
Telepon
No
Gambar 4. Basis Data Pada OpenBTS
Gambar 5 menunjukkan desain jaringan yang dibangun untuk ujicoba OpenBTS versi 5. Server OpenBTS menggunakan Ubuntu 14.04 Desktop dan menjalankan UHD versi 3.9 via Python BOMBS.
Langkah mengaktifkan OpenBTS sebagai berikut:
1. Probing USRP dengan
#uhd_usrp_probe untuk mengaktifkan FPGA pada USRP
2. Running Sipauthserve 3. Running OpenBTS 4. Running Smqueue
5. Cek tmsis untuk melihat client yang sudah terdaftar di database OpenBTS (Gambar 6).
USRP
OpenBTS HP 1
HP 2
USB Smqueue
Python Bombs UHD
Gambar 5. Desain Jaringan OpenBTS versi 5
5. PENGUJIAN SISTEM Berikut proses uji koneksi pada sistem:
1. Pemilihan Jaringan
Setelah melakukan pengaturan manual, maka muncul beberapa jaringan GSM yang tersedia pada MS.
Pilih Jaringan GSM dengan nama
“00110”. Angka tersebut adalah kode
MCC (Mobile Country Code) dan MNC (Mobile Network Code) yang dikonfigurasi di dalam openBTS sebagai jaringan ujicoba.
2. Registrasi IMSI
Ketika sudah terhubung ke jaringan 00110, maka akan secara otomatis IMSI client akan terdaftar aktif di server.
Gambar 6. Cek tmsis
3. Registrasi Nomer Telepon
Setelah terdaftar di jaringan OpenBTS maka MS diharapkan mengimkan SMS ke 101 untuk registrasi nomer telepon yang diinginkan. Isi SMS adalah nomer telepon tersebut (misal: 2221122) sebanyak 7-10 digit.
4. Uji SMS antar MS
Berikut hasil pengujian SMS antar MS (Gambar 8):
5. Pengujian Kualitas Sinyal dengan Jarak Jangkauan
Tabel 1. Pengujian Kualitas Sinyal Dengan Jarak Jangkauan
Jarak (m) Kualitas
Sinyal (dBm) Kategori 3 -51 SangatBagus 6 -51 SangatBagus 9 -53 SangatBagus 12 -55 SangatBagus
15 -56 Bagus
18 -59 Bagus
21 -60 Cukup
24 -64 Cukup
27 -66 Kurang bagus 30 -67 Kurang Bagus
40 -70 Buruk
50 -73 Buruk
Hasil pengujian pada jaringan openBTS menunjukkan bahwa jangkauan sinyal pada jarak 1-12 meter dalam kategori
“sangat bagus”, 15-18 meter dalam
kategori “bagus”, 21-24 meter dalam kategori “cukup”, 27-30 meter dalam kategori “kurang bagus” dan 40-50 meter dalam kategori “Buruk”.
6. Pengujian Delay SMS
Total waktu yang dihasilkan pada pengujian pengiriman 50 SMS antar handphone dengan jarak 2-3 meter adalah 76.6 detik, sehingga diperoleh nilai rata-rata dari pengiriman SMS
dalam jaringan openBTS ini adalah 01.53 detik/SMS.
6. KESIMPULAN
Berdasarkan dari hasil proses implementasi dan pengujian yang dilakukan pada Proyek Akhir ini, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Implementasi Short Message Service (SMS) dengan menggunakan OpenBTS versi 5.0 yang bertujuan sebagai mini BTS dapat dilakukan dengan menggunakan satu buah USRP.
2. Sinyal OpenBTS mengalami penurunan kualitas pada radius 40 sampai 50 meter, dengan menggunakan antenna standar USRP.
3. Delay SMS yang dihasilkan pada percobaan pengiriman 50 sms memiliki nilai rata-rata yaitu 01.53 s yang masih dapat diterima.
Gambar 5. SMS antar MS
7. DAFTAR PUSTAKA
[1] A. Prabintari and P. D. Ibnugraha,
"Perancangan dan Implementasi Layanan SMS pada OpenBTS," in Seminar Nasional Informatika dan Aplikasinya, Bandung, 2013.
[2] F. Susanti, Jaringan Nirkabel, Bandung:
Politeknik Telkom, 2009.
[3] C. Kemetmuller, Installation Guide for OpenBTS, Darmstadt: CASED, 2010.
[4] O. W. Purbo, Bongkar Rahasia OpenBTS Untuk Jaringan Operator Selular, Yogyakarta: ANDI, 2013.
[5] G. Radio, "GNU Radio Wiki,"
GNURadio.org, 2013. URL:
http://gnuradio.org/redmine/projects/gnu radio/wiki. diakses pada tanggal 1 Februari 2015.
[6] A. Loula, OpenBTS Installation and
Configuration, Brazil:
GNURADIO.ORG, 2009.
[7] O. W. Purbo, "Open BTS Wiki," 2010.
URL:
http://opensource.telkomspeedy.com/wi ki/index.php/OpenBTS:_SMS. diakses pada tanggal 2 Februari 2015.
[8] R. Networks, "Profesional Development
Kit," 2010. URL :
http://RangeNetworks/products. diakses pada tanggal 21 Mei 2015.
