TEKNIK SWITCHING

1. TEKNIK SWITCHING Sentral Mobile (Mobile Switching Centre)

2. Pendahuluan • PLMN atau Public Land Mobile Network adalah jaringan telekomunikasi untuk unit bergerak  mobile station (MS) atau telepon bergerak (mobile Phones). • Pada awal perkembangannya PLMN hanya dilayani oleh satu sel besar dalam satu area tertentu  MS yang meninggalkan atau mendekati perbatasan area cakupan  loss karena tidak mendapatkan sinyal dari pemancar • Kemudian berkembang menjadi sistem seluler  cakupannya diperkecil dan di susun dalam bentuk sel-sel sehingga menyusun menjadi area yang luas.

3. Pendahuluan • Satu sel mempunyai area cakupan antara 2 – 10 km2, bentuk sel biasanya tidak beraturan tetapi untuk mempermudah  hexagonal • Sistem seluler pada umumnya mempunyai infrastruktur yang terdiri dari MSC (Mobile Switching Centre), BSC (Base Station Control), BS (Base Station), MS (Mobile Station).

4. Elemen-elemen Jaringan Utama pada PLMN • Adanya pelanggan yang bergerak dari satu sel ke sel berikutnya menyebabkan adanya fungsi tambahan yang harus ada pada sentral telepon bergerak yaitu : • register atau tempat penyimpanan data untuk pelanggan yang datang dan pelanggan yang meninggalkan ke sel tersebut (VLR/Visitor Location Register) • register untuk pelanggan yang terdaftar pada MSC tersebut (HLR/Home Location Register)

5. Perbandingan PSTN dan PLMN

6. GSM/Global System for Mobile Communication • GSM mempunyai elemen-elemen jaringan sebagai berikut :

7. GSM/Global System for Mobile Communication • Komponen Jaringan Untuk Menangani Trafik Pelanggan • BTS • Base Transceiver Station terdiri dari peralatan untuk melakukan transmisi dan menerima sinyal dari pelanggan (MS/Mobile Station), Antena untuk satu atau beberapa sel, peralatan untuk enkripsi/deenkripsi untuk menyandikan sinyal suara, pengukuran kuat sinyal dan untuk berkomunikasi dengan BSC. • BSC • Base Station Controller  switching radio, set up kanal radio untuk trafik dan pensinyalan ke MSC dan memonitor hubungan yang sedang terjadi, BSC juga mengerjakan konsentrasi trafik dan menangani handover antar base station. BSC hanya dikenal di GSM pada sistem lain  MSC yang fungsi switching radio.

8. GSM/Global System for Mobile Communication • MSC • Mobile Switching Centre adalah bagian switching yang mempunyai fungsi : • Hubungan MSC  MSC dan MSC  PLMN lainnya • Hubungan MSC  PSTN • Setiap PLMN dapat terdiri dari beberapa MSC  bergantung Luas areanya. • GMSC • Gateway MSC adalah bagian khusus dari MSC sebagai interface dengan jaringan yang lain. GMSC tidak menangani data pelanggan tetapi harus mampu menangani berbeagai standar pensinyalan untuk berkomunikasi dengan jaringan lain. • SMSC • Short Message Service Centre Adalah sistem Message/pesan dalam bentuk mailbox untuk short massage dan fax.

9. GSM/Global System for Mobile Communication Elemen Jaringan Untuk Data base • HLR/Home Location Register • Register atau tempat penyimpanan data yang permanen dalam satu sistem GSM. • Bila dalam PSTN setiap pelanggan terdapat pada Sentral Lokal maka pada PLMN setiap pelanggan terdapat pada jaringan  PLMN dapat terdiri dari satu atau lebih HLR sebagai penyimpan database pelanggan yang permanen. • HLR mengawasi terus jejak lokasi dari pelanggan apabila pelanggan tersebut berada di MSC atau PLMN lain  data ini dipergunakan oleh GMSC bila ada pelanggan lain yang memanggil ke pelanggan tersebut. • VLR/Visitor Location Register • Register pelanggan yang sifatnya temporer, melayani pelanggan yang berasal dari MSC lain. • VLR  stand alone yang dapat diakses oleh beberapa MSC, biasanya setiap MSC mempunyai VLR masing-masing. • VLR  mengawasi terus status pelanggan yang berada di daerah pelayanannya dan memberikan informasi apakah MS dalam keadaan ON atau OFF secara kontinyu

10. GSM/Global System for Mobile Communication • AUC/Authentication Centre • Tempat penyimpanan data-data keamanan pelanggan seperti kunci-kunci enkripsi untuk seluruh pelanggan dalam jaringan. • Tempat melakukan Enkripsi dan Deenkripsi • EIR/Equipment Identification Register • Tempat penyimpanan data-data identifikasi dari setiap MS, dengan kategori : • Putih : MS yang normal • Abu-abu : MS sedang dalam perawatan • Hitam : MS rusak/dicuri • Elemen jaringan untuk Operasi dan Pemeliharaan • Operation and Maitenance Centre (OMC)  Operation Suport System (OSS) dan Network Management System (NMS). OSS dan NMS dihubungkan dengan elemen jaringan lainnya melalui jaringan X.25 atau TCP/IP.

11. SWITCHING SYSTEM PADA GSM • Pada dasarnya fungsi switching dan kontrol switch pada PLMN menggunakan sistem switching yang sama dengan PSTN/ISDN, perbedaannya adalah : • Sebuah MSC mempunyai pelanggan temporer yang tidak mempunyai nomor yang fix dalam area pelayanan MSC tersebut. • Routing antar MSC didasarkan pada nomor-nomor pelanggan yang bersifat temporer selama pelanggan tersebut melakukan panggilan di MSC lain  nomor roaming. • Pada PSTN  ruting dilakukan hanya sekali dan hubungan yang terjadi akan dipertahankan sampai dengan panggilan berakhir • Pada PLMN  MS bergerak selama hubungan dilakukan  terjadi ruting baru dan handover, handover  anatar BTS atau Melewati MSC lain. • Pada PSTN  trafik terkonsentrasi pada jaringan akses baik di sentral lokal maupun di Konsentrator • Pada PLMN  trafik terkonsetrasi pada interface udara  Multiple akses

12. SWITCHING SYSTEM PADA GSM • Switching pada PLMN dilakukan pada pada empat level yaitu : BTS, BSC,MSC dan GMSC.

13. SWITCHING SYSTEM PADA GSM • Konsentrasi dilakukan pada Akses udara  jumlah kanal trafik yang terbatas, dikontrol oleh BSC yang menetapkan kanal-kanal yang idle untuk MS. • Antara BTS  BSC : menggunakan timeslot PCM • BSC  menghubungkan kanal trafik antara BTS dan MSC, menghubungkan sinyal suara yang terkode melalui switch yang ada di BSC. • BSC  melakukan switching yang dibutuhkan selama panggilan berlangsung, saat MS bergerak dari satu sel ke sel lainnya dalam daerah pelayanan BSC • MSC  menswitch kanal trafik 64 KBps antara GMSC dengan salah satu BSC-nya. MSC harus terus mengawasi pergerakan dari MS yang sedang dilayani. • MSC  harus mampu melakukan switching dengan MSC lain bila pelanggannya bergerak ke sel lain yang berbeda MSC selama panggilan berlangsung • GMSC  menswitch kanal trafik 64 KBps antara jaringan lain dengan MSC lain dalam PLMN, PSTN, ISDN, PLMN lain dan jaringan lainnya yang berhubungan. • GMSC  interface PLMN yang berhubungan dengan jaringan lain pada hirarki jaringan Nasional maupun Internasional.

14. SWITCHING SYSTEM PADA GSM • Pada Saat GMSC menerima panggilan dari jaringan lain, GMSC  menentukan MSC atau PLMN yang berhubungan yang pada saat itu dapat dicapai oleh MS pemanggil. • HLR  mengiformasi MSC mana yang dapat digunakan dan nomor temporer yang akan digunakan untuk pensinyalan yang didapatkan dari VLR yang berhubungan  GMSC

15. SWITCHING SYSTEM PADA GSM Switching yang terjadi saat handover • Swtiching ulang terjadi saat handover karena MS bergerak dari satu sel ke sel lainnya baik dalam satu MSC maupun menuju MSC yang lainnya  operator harus mampu melakukan switching tanpa menggangu hubungan yang sedang terjadi  berhubungan dengan strategi penangan akses udara dan trafik pada jaringan.

16. SWITCHING SYSTEM PADA GSM Ada lima jenis handover yang biasa dilakukan : • Inra-cell handover • Kanal baru dipilih disebabkan interferensi atau gangguan lainnya pada kanal yang sedang digunakan switching terjadi pada satu BSC • Intra-BSC handover • Kanal baru dipilih pada sel yang diatur oleh BSC yang sama  switching terjadi pada satu BSC • Intra-MSC handover • Kanal baru dipilih pada sel yang diatur oleh BSC yang berbeda tetapi pada MSC yang sama  switching terjadi pada dua BSC dan satu MSC • Inter-MSC handover • Kanal baru dipilih pada sel yang diatur oleh MSC pada MSC pada PLMN yang sama  switching terjadi beberapa MSC • Inter-system handover • Kanal baru dipilih pada sel yang diatur oleh PLMN yang lain  switching terjadi antar PLMN

17. SWITCHING SYSTEM PADA GSM • Arsitektur pada jaringan mobil yang besar, dapat terdiri dari beberapa MSC dan jika perlu dibantu dengan tandem yang dihububungkan dengan MSC. • Alternative aSeluruh MSC dihubungkan satu dengan yang lainnya tanpa memperhatikan area pelayanan secara geografis. • Alternative b, Ada sentral tandem, seluruh trafik antar MSC di rutekan ke sentral tandem trafik demand yang tidak tentu. • Alternative c, kombinasi adan b, hubungan langsung antar MSC hanya untuk beban trafik yang tinggi optimal untuk kebanyakan kasus.

18. Arsitektur Mobile Switching Centre (MSC) dan Gateway MSC (GMSC) • MSC dan GMSC merupakan suatu stored programme control (SPC), berbasis distributed microprosesor, radio-telephone exchange termasuk didalamnya teknik switching digital. Sub-sistem MSC terdiri dari : • Switch Matriks • Automatic Message Accounting (AMA) • Timing system • Land Call management • Mobile Call managemment • Mobility Management • Service Management Subsystem • Interface SS7 • Subsistem VLR • Interface ke AuC

19. Arsitektur Mobile Switching Centre (MSC) dan Gateway MSC (GMSC)

20. Arsitektur Mobile Switching Centre (MSC) dan Gateway MSC (GMSC) Switching Matriks • Single stage, matriks non-blocking berdasarkan konsep interpolasi Time Switch. • Matriks harus modular dan dapat di-expand dengan menambahkan modul sesuai kebutuhanSetiap matriks modul mempunyai 8.000 inlet, untuk total matriks switch 256.000 inlet  jumlah modulnya adalah 32 modul. • Pada dasarnya time switch tunggal bekerja dengan cara read dan wirite data dari satu memori. Dalam proses informasi yang berada dalam timeslot yang terpilih dipindah-tempatkan. Pada proses time switching  multipleks dan demultipleks pada input dan output matriks  dalam beberapa kasus proses ini dapat dipisahkan sebelum diterapkan ke memori. • Perpindahan informasi antara dua timeslot yang berbeda dilaksanakan oleh rangkaian timeslot interexchange (TSI). • Data yang masuk ditulis secara berurutan/sequensial ke lokasi memori dan data yang keluar dibaca sesuai lokasi yang ada control storage.

21. Arsitektur Mobile Switching Centre (MSC) dan Gateway MSC (GMSC) • Pada kasus ini dalam alamat memori Control Storage, alamat j dan i disimpan dalam lokasi memrori i dan j  di output  data input kanal i di slot j dan data input kanal j disimpan di slot i. • Ada dua cara proses pengontrolan memori pada time switch yaitu write  sequensial, read  random dan write  random, read  sequensial.

22. Arsitektur Mobile Switching Centre (MSC) dan Gateway MSC (GMSC) • Pada proses write  sequensial, read  random, perpindahan isi timeslot 2 ke timeslot 10, data yang yang diterima secara otomatis disimpan secara berurutan dalam memori data (Data Storage)  pada output, informasi didapatkan kembali dari control storage yang menunjukan alamat mana yang akan diakses oleh timeslot yang bersangkutan.

23. Arsitektur Mobile Switching Centre (MSC) dan Gateway MSC (GMSC) • Pada proses write  random, read  sequensial, data pada input ditulis ke dalam lokasi memori sebagaimana dispesifikasikan oleh control storage secara random tetapi pada output  data didapatkan kembali secara sequensial sesuai dibawawh kontrol outgoing counter timeslot.

24. Arsitektur Mobile Switching Centre (MSC) dan Gateway MSC (GMSC) Automatic Message Accounting (AMA) • Prosesor AMA  mengumpulkan data billing untuk panggilan yang berbeda, dengan format data yang cocok dan mengirimkannya ke pusat biling melalui link X.25. Rekaman billing dapat dicopi ke magnetic tape (optional). • Dari rekaman data ini, statistik data yang terkumpul dapat di turunkan dan dikirim ke OMC  baik secara periodik maupun diminta oleh OMC. • Statistik data Trafik juga sapat dikopi ke magnetic tape. Timing System • GSM biasanya menggunakan konfihurasi Master Slave untuk sinkronisasi dengan konsep PDH  slave dapat merecover sendiri frekuensi clocknya sesuai dengan master tanpa harus menggunakan pengunci fasa ke master. • Jaringan bisanya menggunakan osilator yang mempunyai presisi yang tinggi atau dapat di hubungkan secara eksternal ke source yang stabil. • Terdapat di referensi clock  primer dan sekunder (stanby), stabilitas clock 1 x 10-9 (1 slip/hari). • Contoh : • Frame mempunyai kecepatan 8.000 frame/s dan stabilitas clock 1 x 10-9, slip cyclenya = 109/(8.000 x 60 x 60) = 34.7 jam = 1,5 hari, jadi rata-rata 1 slip/36 jam.

25. Arsitektur Mobile Switching Centre (MSC) dan Gateway MSC (GMSC) Sistem Interface X.25 • Interface X.25 dibutuhkan untuk mengirim data ke OMC dan Billing Centre  card interface X.25 dibutuhkan di MSC. • Jaringan X.25 dibangun menggunakan dua blok bangunan dasar  signalling point (OMC, Billing Centre dan MSC) dan packet switch (untuk memaketkan data sebelum ditransmisikan)

26. Arsitektur Mobile Switching Centre (MSC) dan Gateway MSC (GMSC) Land Call Management • Land Call Management  melaksanakan fungsi-fungsi yang berhubungan dengan monitor trunk di PSTN dan Trunk ke BSC, translasi digital yang didial, pemrosesan incoming dan outgoing call, fungsi-fungsi yang berhubungan diantaranya : • Mengawasi daftar Sentral yang idle ke PSTN • Mengawasi Sentral Transit yang idle ke MSC lainnya • Pengukuran trafik ke PSTN • Translasi ruting database • Mengawasi trunk yang idle ke BSC • Pengukuran trafik pada trunk sibuk ke BSC • Memroses land-originating dan terminating call setup • Monitoring alarm Mobile Call Management • Mensetup panggilan dari MS ke MS. • Pemrosesan Handover, yang mencakup dua BSC yang berbeda

27. Arsitektur Mobile Switching Centre (MSC) dan Gateway MSC (GMSC) Mobility Management • Mengidentifikasi lokasi MS berada dengan cara location update, menandai IMSI dan proses melepaskannya kembali, dan traffik yang berhubungan. VLR Subsystem • Bertanggung jawab mengawasi MS yang sedang roaming di daerahnya, dengan melakukan proses sbb: • Mengalokasi dan memanage TMSI • Pemrosesan Location update • Pemrosesan melepaskan IMSI • Membangkitkan pencatatan lokasi • Melengkapi deregistrasi implisit • Melaksanakan prosedur deregrestrasi • Mengalokasikan dan melepaskan MSRN yang ditawarkan • Mengalkoasikan dan melepaskan nomor handover yang ditawarkan