BAB II LANDASAN TEORI 2.1
Konsep Jaringan Dasar GSM (Global Service for Mobile Communication)
Gambar 2.1 Hirarki Dasar GSM Pada dasarnya GSM yang melayani dan menyambungkan satu pelanggan ke pelanggan yang lain terdiri atas beberapa bagian seperti gambar diatas : MS BTS BSC TCSM MSC TCSM BSC BTS MS Atau di dalam WCDMA / 3G seperti berikut : MS NODE-B RNC MGW MSS MGW RNC MS Dalam melayani pelanggan seluluer, sistem yang terdapat di jaringan Secara keseluruhan tediri atas tiga komponen utama yaitu :
BSS ( Base Station Subsystem )
NSS ( Network Switching Subsystem )
OSS ( Operating Support System )
3
Gambar 2.2 Element Utama Pada GSM Sistem 2.1.1
BSS (Base Station Subsytem) Base
Station
Subsystem
merupakan
bagian
yang
terhubung
dan
berkomunikasi langsung ke MS ( Mobile Station ) atau biasa disebut dengan Handphone. Pada BSS terdiri dari beberapa element antara lain :
BSC ( Base Station Controller ) Bagian ini memiliki beberapa fungsi sebagai berikut : • Mengatur Kanal Terestial • Mengatur dan Membuat Konnfigurasi Kanal Trafik • Mengontrol Frekuensi Hopping • Mengontrol Power BTS dan MS • Memonitor Kualitas kanal yang idle • Mengontrol Handover • Sebagai Interface ke NMS / BTS /SGSN
BTS ( Base Transceiver Station ) 4
Element ini adalah bagian yang langsung berkomunikasi dengan Mobile Station langsung yang mempunyai beberapa fungsi antara lain : • Memerikan BCCH ( Broadcast Control Channel ) dan CCCH ( Common Control Channel ) kepada Mobile Station. • Meneruskan MC dan Pengukuran BTS ke BSC. • Mendeteksi RACHs ( Random Access Channels ) dari Mobile Station • Menjalankan Frekuensi Hopping • GMSK Modulation, Demodulation, Conversion dan Penguatan Power. • Mengkombisikan Transmitter RF Signal. • Mereport kualitas kanal yang idle ke BSC.
TCSM ( Transcoder Switching Module ) Biasanya perangkat ini berada satu ruangan atau satu lokasi dengan perangkat
sentral, karena perangkat ini langsung terkoneksi dengan perangkat sentral yang berfungsi untuk mengatur penyambungan pelanggan yang akan membuat panggilan. Secara garis besar TCSM berfungsi sebagai : • konversi bit rate kanal trafik dari 64 kbit/s menjadi 16 kbit/s • mendeteksi aktifitas panggilan atau pembicaraan • sebagai interface antara BSC denagan MSC
2.1.2
NSS (Network Switching Subsystem) 5
Berdasarkan dari namanya switching ( peyambung ), element GSM ini merupakan bagian yang berfungsi untuk menyambungkan pelanggan, dari satu pelanggan ke pelanggan yang lain. NSS terdiri atas beberapa sub element, antara lain:
MSC ( Mobile Switching Centre )
• Bagian ini memiliki fungsi sebagai penyambung kanal trafik dan bertanggung jawab secara keseluruhan terhadap fungsi penyambungan tersebut
VLR ( Visitor Location Register )
• Bagian dari NSS yang didalamnya terdapat database dan informasi keamanan dari pelanggan aktif yang dialokasikan di jaringan radio. Data yang terdapat di VLR tidak bersifat permanen , jika pelanggan berpindah lokasi maka VLR akan mengganti data si pelanggan tersebut.
HLR ( Home Location Radio )
• Bagian dari NSS yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan data statis dari pelanggan, dalam HLR juga terdapat informasi dari pelanggan akan tetapi tingkat ketepatannya ada di tingkat VLR.
AC ( Authentication Centre )
• Bagian dari NSS yang berfungsi sebagai tempat mengelola informasi keamanan dari database pelanggan.
EIR ( Equipment Identity Register )
• Berfungsi untuk memelihara informasi keamanan yang berhubungan langsung dengan perangkat komunikasi ( handphone ) bukan pada database di sistem.
2.1.3
OSS (Operation Support System) 6
Bagian ini berfungsi untuk mengatur dan mengontrol jaringan GSM/DCS, mengumpulkan alarm-alarm yang terjadi di jaringan dan memonitor performansi dari jaringan itu sendiri. Bagian ini biasanya dimonitor oleh operator yang akan memelihara dan mengontrol jaringan dengan menggunakan bahasa mesin atau disebut dengan MML (Main Machine Language) yang akan di kirim langsung ke perangkat. Dengan begitu kualitas jaringan akan selalu termonitor dan memiliki performansi yang baik serta handal. 2.2 Koneksi Jaringan BSS Setiap element-element yang terdapat dalam jaringan seluler itu saling berkomunikasi dan saling membuat suatu sambungan satu sama lainnya. Dalam sistem seluler komunikasi dilakukan dengan menggunakan suatu jaringan yang disebut dengan signaling. Dan masing-masing element memiliki penamaannnya sendiri. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat pada gambar dibawah.
Gambar 2.3 Konektifitas Jaringan Pada BSS Sistem
7
Dari gambar diatas terdapat 5 signaling utama yang memabangun sebuah jaringan BSS yaitu : A Interface
•
Adalah signling yang menghubungkan antara MSC (Mobile Switching
Centre) dengan TCSM (Ttranscoder ) •
Kecepatan data mencapai 2 Mbit/s Ater Interface
• Adalah signaling yang menghubungkan antara TCSM dengan BSC (Base Station Controller) • Kecepatan data mencapai 2 Mbit/s
Abis Interface
• Adalah signaling yang menghubungkanantara BSC dengan BTS (Base Transceiver Station) • Kecepatan Data Mencapai 2 Mbit/s
A Interface • Adalah interface yang menghubungkan BTS dengan MS (Mobile Station). • Menggunakan TDMA (Time Divison For Multiple Access) untuk mengirimkan sinyal yang akan dikirim ke beberapa MS yang berada dalam satu radio frekuensi tapi berbeda time slot.
X-25
Signaling ini merupakan jalur yang berfungsi untuk menghubungkan BSC dengan OM (Operation Maintanance Centre), yang berfungsi untuk memonitor aktifitas jaringan.
•
GB Interface Adalah signaling yang menghubungkan antara SGSN dan BSC 8
Semua element-element diatas beserta fungsinya merupakan keseluruhan sistem dalam seluler GSM yang berfungsi untuk menyambungkan satu pelanggan ke pelanggan yang lain. Pembahasan ini akan dijadikan dasar untuk menjelaskan proses dari pemotongan pulsa khususnya pada pelanggan pra bayar. Proses pemotongan pulsa itu sendiri terdapat pada bagian NSS (Network Switching Support) atau lebih dikenal dengan sebutan Core network. 2.3
Tinjauan Umum SS7 SS7
merupakan
protocol
yang
banyak
digunakan
pada
jaringan
telekomunikasi. Dikenal juga sebagai protokol yang menggunakan out of band signalling yang menawarkan berbagai keunggulan dibanding dengan metadologi signalling lainnya. Kemiripan dengan beberapa protokol lainnya adalah arsitekturnya yang bertingkat. SS7 terdiri atas empat tingkatan, tiga tingkat MTP [Message Transfer Part] dan satu Call Control Part Prinsip-prinsip Signalling SS7: Signalling Link Seperti juga protokol signalling lainnya, SS7 terdiri atas arsitektur yang bertingkat. Setiap tingkat memiliki peranan dan tanggung jawab khusus. Tiga lapisan terbawah membentuk Message Transfer Part [MTP] lapisan ini bertanggung jawab atas keamanan dan kesinambungan perjalanan informasi. Lapisan yang lebih tinggi memiliki fungsi yang berbeda dan diimplementasikan sesuai dengan yang diperlukan oleh jaringan. Pengendalian pembicaraan, semisal pembangunan hubungan dan pemutusan hubungan, ditangani oleh salah satu bagian di lapis ke-4 [call control protocol], yaitu ISUP atau TUP. Fungsi-fungsi lain yang dibangun diatas lapisan lainnya dikenal dengan SCCP.
9
Gambar 2.4 SS7 Stack SS7 memerlukan informasi signalling lewat suatu kanal khusus. Kanal khusus ini disebut dengan Signalling Link. Tiap element dalam sistem SS7 disebut sebagai Signalling Point (SP), tiap (SP) berkomunikasi dengan SP lainnya lewat kanal khusus signalling. SP dapat dikategorikan sebagai fungsinya. Signalling Link menghubungkan SP dengan SP lainnya dan membentuk jalur komunikasi diantara mereka. Dalam jaringan SS7 Seluruh SP diidentifikasikan dengan alamat yang unik. Pengalamatan ini disebut dengan Point Code (PC). Semua pesan informasi SS7 memiliki titik awal dan tujuan yang disebut sebagai Originating Point Code (OPC) dan Destination Point Code (DPC). Identitas ini memungkinkan pengiriman informasi tepat ke tujuannya. PC terdapat dalam pesan yang dibentuk pada lapis MTP. Panjangnnya PC ditentukan oleh spesifikasi yang terdiri atas deretan bit. Karena panjang bit ini terbatas, maka terbatas pula jumlah PC yang bisa digunakan dalam satu jaringan. Signalling Link bertanggung jawab untuk membawa pesan-pesan, menyampaikannya ke tingkat yang lebih tinggi, kemudian mengirimkannya ke tujuan. MTP menerjemahkan 10
dan mengarahkan pesan-pesan ini ke tujuannya dan menambahkan alamat atau label yang bersesuaian agar pesan ini dapat diterima di tempat tujuan. Beberapa signalling link yang terhubung ke PC yang sama membentuk kelompok yang disebut sebagai link set. Dengan adanya pengelompokan ini, beban pada signalling link dapat dibagi sama rata antar signalling link dalam satu link set. Ketika suatu SP berkomunikasi dengan SP lainnya, dikatakan terdapat rute yang menghubungkan dua titik ini SP. Rute merupakan jalur yang ada diantara dua titik SP. Rute bisa saja terdiri atas link set tunggal maupun beberapa link set. Terminologi ini mengacu pada keberadaan jalur komunikasi langsung antar dua SP. Selain itu, SP dapat pula mengirimkan informasi ke SP yang tidak terhubung langsung. Dalam kasus ini, penelusuran rute dilakukan oleh SP perantara yang berada diantara dua SP. Jika terdapat rute alternatif antar satu SP ke SP yang lain, sekelompok rute yang mengarah ke tujuan yang sama di sebut route set.
Gambar 2.5 Link dan Linkset
Gambar 2.6 Route dan Routeset 11
2.4
Prinsip-prinsip SS7: Protocol Stack SS7 merupakan kumpulan protokol yang menggunakan mekanisme transportasi bersama untuk mendistribusikan pesan-pesan antar elemen jaringan. Lapis transportasi yang digunakan bersama ini adalah MTP. Di atas MTP terdapat beberapa protokol seperti ISUP, SCCP, MAP, CAMEL, INAP, dsb yang menjalankan fungsi call control management (untuk pendudukan dan pemutusan hubungan), atau mencari informasi berkaitan dengan pelanggan dan pengguna layanan. 2.4.1
MTP MTP terbagi atas tiga bagian yang masing-masing menjalankan tugas khusus.
Secara keseluruhan, MTP berkaitan dengan penelusuran rute dan pengaturan SS7 signalling link. Model rujukan OSI juga mirip dengan kumpulan protokol pada lapisan SS7. Lapis ke-1 MTP mewakili physical layer, yakni lapisan fisik yang merupakan penghubung antar SP. Pada dasarnya pada lapisan ini, pesan-pesan diubah kedalam sinyal-sinyal elektris. Lapis ke-2 MTP dirancang untuk menciptakan yang berkesinambungan dan terjamin antar SP. Dalam perannya ini, data yang diterima dan diteliti apakah terdapat error yang perlu dikoreksi. Disamping itu MTP lapis ke-2 ini juga berperan sebagai pengendali aliran data, melakukan peng-urutan berdasarkan antrian. Semua pesan SS7 yang dikirimkan melalui signalling link. Kendali alur (flow control) merupakan hal yang terpenting dikarenakan lebar pita yang digunakan signalling link biasanya 64 kbps atau 56 kbps. Pengawasan terhadap kondisi link sangat penting bagi kelancaran pengiriman data lewat SS7 Link. Penyusunan informasi yang akan dikirim menjadi paket-paket yang dikenal dengan Signal Unit (SU) juga menjadi tanggung jawab MTP lapis ke-2. Terdapat tiga jenis SU, yang pertama adalah Message Signal Unit (MSU), yaitu paket-paket yang membawa informasi SS7 dari lapis tertinggi. Kemudian Link Status Signalling Unit (LSSU) yang digunakan untuk mengirimkan informasi mengenai kondisi link itu sendiri. Yang ketiga adalah Fill In Signalling Unit (FISU), yang tidak membawa informasi apa-
12
apa, melainkan digunakan sebagai paket yang dikirim untuk menjaga agar signallink link tak pernah kosong (idle). Setiap pesan informasi terdiri atas deretan bit yang dipisahkan oleh identifier atau flag. Pesan tertentu dapat dibagi atas beberapa komponen kunci. Gambar berikut menggambarkan susunan dari tiga jenis SU pada lapis ke-2. Perlu diingat, MTP lapis ke2 ini tidaklah menggambil tindakan sendiri, melainkan atas perintah dari MTP lapis ke-3.
Gambar 2.7 Struktur Signal pada tingkat 2 MTP lapis ke-3 memiliki dua fungsi dasar, pertama adalah penelusuran rute agar bisa sampai ke tempat tujuan dan yang kedua adalah Network Management yang berkenaan dengan pengaturan rute trafik, link yang dipakai untuk mendeteksi error. Setiap lapisan lapisan yang berada diatas MTP lapis ke-3 seperti ISUP, SCCP, dll merupakan user dari MTP lapis ke-3. Lapis user ini sangat bergantung pada MTP lapis ke-3 ini agar data dapat terkirim dan diterima dengan aman. Karena terdapat beberapa user yang berbeda maka mustilah terdapat beberapa cara untuk membedakan pesan sesuai dengan user yang dimaksud. Oleh karenanya MTP lapis ke-3 memiliki fungi, pendeteksi perbedaan ini yang disebut sebagai message discriminator.
13
Tiap jenis pesan dibagi atas sub bagian yang mengandung informasi yang penting bagi penelusuran rute dan menjamin pengiriman ke tempat tujuan. MSU memiliki sub bagian yang dikenal sebagai Service Information Octet (SIO) yang digunakan oleh message discriminator untuk memilah pesan untuk user yang bersesuaian. Tiap user yang berada di Lapis ke-4 memiliki nilai tertentu dalam SIO ini. Berdasarkan nilai SIO ini, MTP lapis ke-3 akan menyampaikan pesan ini sesuai dengan user yang dimaksud. Sama pentingnya dengan pengiriman pesan ke user yang bersesuaian, begitu juga dengan pengiriman pesan ke arah tujuan lain. Untuk itu diperlukan Signalling Information Field (SIF) yang memiliku informasi tentang rute yang dituju. MTP L3 akan melengkapi bagian SIF ini dengan menambahkan OPC dari SP yang bersangkutan dan dengan DPC SP tujuan akhir. Bagian penting lain dari SIF adalah nilai Signalling Link Selection (SLS). Penggunaan link diatur dengan SLS ini. Misalnya terdapat beberapa link, maka fungsi MTP L3 ini juga untuk membagi beban antar link dalam satu linkset. Signalling link pada SS7 mampu membawa informasi untuk ribuan kanal pembawa, sehingga pembagian beban mutlak diperlukan, sehingga bila terdapat salah satu kerusakan pada link, maka bebannya akan dipindahkan ke signalling link yang lain, bila terdapat lebih dari satu rute ke SP tujuan. 2.4.2 Call Control Protocol L4 Satu atau lebih protokol pada lapis ke-4 ini menyajikan data yang akan dikirim oleh MTP dalam bentuk MSU. Berdasarkan jenisnya dapat dikategorikan menjadi dua bagian yakni: a. circuit-related call control, misal ISUP, Protokol ini berkaitan dengan pembangunan dan pemutusan hubungan, dikatakan circuit-related, karena membutuhkan kanal pembawa. b. Non-circuit-related call control, misal SCCP.
14
Gambar 2.8 Urutan panggilan ISUP Karena TUP tidak melewatkan pengiriman layanan data ISDN, maka di kembangkanlah ISUP yang mendukung aplikasi layanan data ISDN. ISUP atau ISDN User Part merupakan protokol yang berkaitan dengan pengaturan mekanisme pengiriman suara serta data. Protokol ISUP sendiri dijabarkan dalam dokumen ITU-T Q761-767. Dibanding TUP, ISUP banyak mendukung layanan baru seperti yang terdapat dalam PBX, misalnya Call Waiting, CLIP, Call Barring, dll 2.4.3
Data User Part (DUP) DUP digunakan untuk komunikasi data antar sentral, namung kadangkala masuk
ke dalam ISUP. 2.4.4
Signalling Connection Contorl Part (SCCP) SCCP memberikan peningkatan fungsi yang mendukung penyampaian informasi
signalling circuit-related maupun non-curcuit related. Bila MTP hanya menggunakan point code dalam menyampaikan informasi ke tujuan, maka SCCP menggunakan metode pengalamatan lain yang dapat lebih menjamin data terkirim sesuai tujuannya.
15
Terdapat dua jenis mode penyampaian data : a.
Connection-oriented, dalam mode ini session diawali terlebih dahulu sebelum memulai pengiriman data.
b.
Connectionless-oriented, pengiriman data tanpa perlu melakukan negosiasi pendahuluan.
Adapun mode penyampaian ini dapat dibagi ke dalam 4 class: •
Class 0:Connectionless – data dikirim tanpa fixed connection / session.
•
Class 1:Connectionless – data dikirim tanpa fixed connection, tetapi harus berurutan.
•
Class 2:Connection
Oriented
–
Memerlukan
session
sebelum
Oriented
–
Memerlukan
session
sebelum
pengiriman data. •
Class 3:Connection
pengiriman data dan dikirim berurutan. Keterbatasan MTP untuk membedakan data hanya berdasarkan point code, oleh sebab itu SCCP dapat melakukan diskriminasi lagi untuk menyampaikan informasi ke tujuan yang tepat. Karena demikian, sebab bisa saja dalam satu elemen yang memiliki point code yang sama terdapat sub-system yang berbeda, untuk membedakan sub-system yang berbeda dalam satu SP, diperlukan mekanisme dalam SCCP yang menggunakan Sub-System Number (SSN) dan point code. Untuk keperluan ini, satu byte diperuntukkan bagi SSN dalam MSU. Oleh karenanya, dalam satu SP bisa terdapat maksimal 256 SSN. Disamping SSN, SCCP juga mendukung metode pengalamatan dengan menggunakan Global Title Translation (GTT). GTT digunakan jika tidak terdapat informasi yang memadai berkenaan point code dan SSN, sehingga GTT digunakan sebagai alternatif untuk menyampaikan data ke tujuan. Secara khusus GTT digunakan untuk menyampaikan informasi dari jaringan eksternal tanpa harus mengetahui dari mana informasi tersebut berasal. Sebagai contoh pemakaian GTT adalah pada pelanggan yang melakukan Roaming dalam jaringan GSM di luar Home PLMN nya.
16
Gambar 2.9 Struktur SCCP & GT 2.4.5 Transaction Capabilities Application Part (TCAP) Pada dasarnya, TCAP dirancang untuk kegunaan penelusuran informasi dari database. Formatnya sendiri dijabarkan dalam SCCP dikaitkan dengan penomoran untuk database yang berbeda.
17
