Arsitektur Jaringan LTE

Menyambung hasil training LTE Fundamental, pada tulisan kali ini akan dibahas secara umum arsitektur jaringan Long Term Evolution (LTE), sebuah generasi lanjut dari sistem telekomunikasi selular yang telah ada, yaitu 2G (GSM) dan 3G (UMTS).

Merefer kepada bahasan sebelumnya tentang Evolusi Sistem Telekomunikasi Seluler, arsitektur jaringan LTE terbilang lebih sederhana dari pada arsitektur jaringan 2G/3G. Dengan keserhanaan ini, maka akses informasi yang berjalan diatas arsitektur jaringan LTE bisa diklaim lebih cepat daripada 2G/3G dikarenakan jumlah Network Element yang dilewati aliran data tidak terlalu banyak. Seperti contohnya antara RNC dan NodeB pada 3G, disatupadukan menjadi eNodeB pada LTE. Kemudian di sisi core, sudah tidak ada lagi pembagian voice melalui CS Core dan paket data melalui PS Core. Karena di LTE semua sudah full PS Core yang menggunakan IP Address. Dengan semakin sedikitnya Network Element, otomatis aliran data akan semakin cepat sampai pada tujuan.

Arsitektur jaringan LTE disebut sebagai Evolved Packet System (EPS). EPS mengendung dua unsur, yaitu Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (EUTRAN) yang melibatkan User Entity (UE) serta Evolved NodeB (eNodeB), dan Evolved Packet Core (EPC) yang melibatkan Mobility Management Entity (MME), Serving Gateway (SGW) dan Packet Data Network Gateway (PGW).

gambar 10Gambar 1. EPS

Sekarang akan kita coba bedah satu-satu fungsinya secara umum :

eNodeB

  • Radio Resource Management (RRM), memanfaatkan sumber daya spektrum frekwensi radio yang terbatas dan infrastruktur jaringan radio seefisien mungkin
  • Admission Control and QOS Negotiation, pengecekan terhadap resource jaringan apakah cukup untuk membentuk sebuah koneksi serta pengajuan jenis QOS apa yang akan dipakai
  • Kompresi dan enkripsi header paket data
  • Merutekan User Plane (garis hijau pada Gambar 1) ke SGW
  • Menjadwalkan dan mentransmisikan pesan paging yang datang dari MME
  • Menjadwalkan dan mentransmisikan informasi broadcast yang datang dari MME
  • Dukungan protokol radio
  • Mengatur penjadwalan Uplink dan Downlink
  • Transfer signaling Non-Access Stratum (NAS)
  • Signaling Access Stratum (AS)
  • Aktivasi/deaktivasi barier EPC
  • Seleksi MME saat terjadi handover

User Entity

  • Entry sinyal jaringan
  • Meminta akses Uplink pada saat mode aktif
  • Mengirimkan Tracking Area Location saat mode idle
  • Berlaku sebagai “PDCP, RLC, MAC, PHY” client

MME

  • Autentikasi UE ke sistem jaringan (aktiv/idle)
  • Paging ke UE ketika mendapat trigger data baru
  • Memilihkan SGW dan PGW untuk menghandle User Plane Barier
  • Signaling NAS
  • Melakukan autentikasi ke Home Subscriber Server (HSS)
  • Menghandle UE yang berstatus idle
  • Mengontrol EPC barier
  • Menyediakan interface Lawful interception (sadap-menyadap berdasarkan request dari pemerintah)

SGW

  • Merutekan dan memforward aliran paket data
  • Menghentikan data Downlink saat UE pada posisi idle
  • Tambatan UE yang melakukan handover inter-eNodeB
  • Mengelola buffering pada UE yang idle dan menahan paket sampai UE mendapat pesan paging baru dan channel frekwensi radio terbentuk kembali
  • Tempat setting traffic policy/kebijakan
  • IP Backhaul admission control
  • IP backhaul congestion control
  • IP backhaul QoS
  • Core IP Qos
  • Merekam billing
  • Menyediakan interface Lawful Intercept
  • Merekam jejak panggilan

PGW

  • Sebagai penghubung dengan jaringan paket data lain
  • Setting trafik policy/kebijakan
  • Filtering paket data
  • Support charging
  • Tambatan penghubung dari teknologi seluler ke teknologi yang berbeda
  • Penyedia IP Address (IP Pool)
  • DHCP Server dan Client
  • Penyedia bearer

———————————————————————————————————-

Elemen Lain

Adapun pada sisi Core terdapat elemen lain yang tak kalah pentingnya.

el lain
Gambar 2. Elemen Lain

Home Subscriber Server (HSS)

HSS adalah master database yang berisi profil user dan data autentikasi yang dipakai MME untuk mengautentikasi UE. HSS juga menyimpan informasi lokasi UE (sama seperti HLR/VLR pada GSM). HSS berkomunikasi dengan MME menggunakan protokol Diameter. Bisa dilihat pada Gambar 2.

Policy and Charging Ruler Function (PCRF)

PCRF membentuk kebijakan dan aturan charging untuk UE. Didalamnya terdapat prosedur kebijakan yang dibuat oleh operator sebelum UE menerima layanan informasi. PCRF juga memastikan bahwa trafik dan layanan sesuai dengan profil subscriber. Bisa dilihat pada Gambar 2.

Packet Lawful Interception Gateway (P-LIG)

P-LIG menyediakan interface untuk Law Enforcement Agencies (LAEs) untuk keperluan penyadapan oleh pemerintah. Bisa dilihat pada Gambar 2.

———————————————————————————————————-

Koneksi dengan teknologi lain

Tak bisa dipungkiri bahwa ada teknologi/sistem lain yang sudah/sedang berkembang selain LTE. Karenanya perlu dibuat aturan khusus terkait interkoneksi antar teknologi.

trust 3gpp and non 3gppGambar 3. Trusted 3GPP dan Non-3GPP

 Serving GPRS Support Node (SGSN) = Trusted 3GPP

SGSN pada teknologi 2G dan 3G berfungsi sebagai pengirim paket data ke/dari UE. Agar bisa terhubung ke/dari teknologi LTE, maka ada interface yang disediakan dari SGSN serta terkoneksi ke MME dan SGW. Dapat dilihat pada Gambar 3.

Trusted Non-3GPP Access

Maksudnya, interkoneksi antara teknologi LTE yang didasari standar 3GPP dengan teknologi Non-3GPP seperti WiFi, WiMAX, DSL, dll. Koneksi dibangun melalui PGW. Dapat dilihat pada Gambar 3.

untrustedGambar 4. Untrusted Non-3GPP

Evolved Packet Data Gateway (ePDG) = Untrusted Non-3GPP Access

Sebuah jaringan dari teknologi lain yang Untrusted sekaligus tidak standar 3GPP bisa terkoneksi dengan jaringan LTE melalui ePDG. Subscribernya harus membentuk IP Security (IP Sec) tunnel. ePDG berfungsi sebagai titik enkapsulasi/dekapsulasi Mobile IP/Proxy Mobile IP (MIP/PMIP). ePDG juga mengauntetikasi, otorisasi, dan mendesak kebijakan QoS dalam membentuk hubungan komunikasi dengan 3GPP Authentication, Authorization, Accounting (AAA) Server. Dapat dilihat pada Gambar 4.

———————————————————————————————————-

 Beberapa Interface pada LTE

interface lteGambar 5. Beberapa interface pada LTE

  • S1-MME – Membawa trafik control plane antara EUTRAN dan MME
  • S1-U – Membawa trafik bearer plane/user plane antara eNodeB dan SGW
  • S5 – Membawa trafik control dan bearer/user antara SGW dan PGW dalam jaringan yang sama
  • S6a – Membawa informasi antara HSS dan MME
  • S8 – Membawa trafik control dan bearer/user antara SGW dan PGW pada jaringan yang berbeda
  • S10 – Membawa informasi antar MME
  • S11 – Membawa trafik control antara MME dan SGW untuk fungsi session management
  • SGi – Membawa informasi bearer antara PGW dan jaringan data luar/lain
  • Uu – Air interface dari eNodeB ke UE
  • X2 – Menghubungakn antar eNodeB. X2 dipakai untuk kontrol mobilitas, memforward bearer, dan manajemen beban/kapasitas

Semoga bermanfaat 🙂

Leave a Reply

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

Back to Top