General Packet Radio Service (GPRS)

Slide1General Packet Radio Service

Slide2•Secara umum  General Packet Radio Service  atau  GPRS  adalah suatu teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat jika dibandingkan dengan penggunaan teknologi  Circuit Switch Data  atau CSD . • Jaringan GPRS merupakan jaringan terpisah dari jaringan GSM dan saat ini hanya digunakan untuk aplikasi data. Komponen-komponen utama jaringan GPRS adalah : – GGSN ; gerbang penghubung jaringan GSM ke jaringan internet – SGSN ; gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS – PCU ; komponen di level BSS yang menghubungkan terminal ke jaringan GPRS • Secara teori kecepatan pengiriman data GPRS dapat mencapai  115 kb/s . Namun dalam implementasinya sangat tergantung dari berbagai hal seperti : – Konfigurasi dan Alokasi time slot di level Radio/BTS – Teknologi  software  yang digunakan – Dukungan ponsel • Ini menjelaskan mengapa pada saat-saat tertentu; di lokasi tertentu; akses GPRS terasa lambat; dan bahkan bisa lebih lambat dari akses CSD yang memiliki kecepatan  9,6 kb/s • Secara umum  General Packet Radio Service  atau  GPRS  adalah suatu teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat jika dibandingkan dengan penggunaan teknologi  Circuit Switch Data  atau CSD . • Jaringan GPRS merupakan jaringan terpisah dari jaringan GSM dan saat ini hanya digunakan untuk aplikasi data. Komponen-komponen utama jaringan GPRS adalah : – GGSN ; gerbang penghubung jaringan GSM ke jaringan internet – SGSN ; gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS – PCU ; komponen di level BSS yang menghubungkan terminal ke jaringan GPRS • Secara teori kecepatan pengiriman data GPRS dapat mencapai  115 kb/s . Namun dalam implementasinya sangat tergantung dari berbagai hal seperti : – Konfigurasi dan Alokasi time slot di level Radio/BTS – Teknologi  software  yang digunakan – Dukungan ponsel • Ini menjelaskan mengapa pada saat-saat tertentu; di lokasi tertentu; akses GPRS terasa lambat; dan bahkan bisa lebih lambat dari akses CSD yang memiliki kecepatan  9,6 kb/s II. Sistim GPRS II. Sistim GPRS

Slide3Komponen GPRS• SGSN ( Serving GPRS Support Node ) • GGSN ( Gateway GPRS Support Node )

Slide4Fungsi Komponen GPRS• SGSN ( Serving GPRS Support Node) 1. Mengantarkan packet data ke MS 2. Update pelanggan ke HLR 3. Registrasi pelanggan baru • GGSN ( Gateway GPRS Support Node ) 1. Interface ke PDN 2. Information Routing - Transfer data dari PDU ke SGSN 3. Network Screening 4. User Screening 5. Address Mapping

Slide5Characteristic of Data CommunicationAda dua cara untuk mentransmisikan data yaitu: • Komunikasi Circuit Switch ( SC )      Voice • Komunikasi Paket Switch( PS )      Data/GPRS

Slide6Paket SwitchingPENGERTIAN PAKET SWITCHING 1. Data yang akan ditransmisikan dibagi menjadi bagian-bagian kecil (paket)lalu ditransmisikan dan diubah kembali menjadi data semula. 2. Dapat mentransmisikan ribuan bahkan jutaan paket perdetik 3. Memungkinkan untuk pemakaian kanal transmisi secara bersamaan oleh pengguna lain 4. Transmisi melalui PLMN (Public Land Mobile Network )dengan menggunakan IP backbone

Slide7Perbedaan GSM dgn GPRS

Slide8 Konfigurasi Sistim GPRS Konfigurasi Sistim GPRS

Slide10Arsitektur Dasar Jaringan GPRS dalam   GSM

Slide11PCU

Slide13GPRS: MS’ State ModelIdle Ready Stand by Detach Attach T ready    Expired or  forced stand by   Txion of a packet T stand   by    expired

Slide14GPRS Attach & DetachExchange of information e.g. MS ID, User profile, QoS, etc. MS Switch On MS Attach to Network MS Network Network (i.e. SGSN) Check MS ID, Author. & AuC, Assign P-TMSI, etc. MS on Service Finish

Slide15GPRS Attach & Detach• Type of attach: – Attach after switch on – Re-attach in the same SGSN – Re-attach in a new SGSN – Attach when SGSN has deleted the context • Content of GPRS attach: – Active service request – Check of MS ID – Check of subscriber ID – Copies of user profile from HLR – Assign of P-TMSI

Slide17GPRS Attach

Slide18GPRS Attach  ProcedureMS BSS New SGSN Old SGSN GGSN EIR New MSC/VLR HLR Old MSC/VLR 1. Attach Request 2. Identification Request 2. Identification Response 3. Identify Request 3. Identify Response 4. Authentication 5. IMEI Check 6a. Update Location 6b. Cancel Location 6c. Cancel Location Ack 6d. Insert Subscriber Data 6e. Insert Subscriber Data Ack 6f. Update Location Ack 7a. Location Updating Ack 7b. Update Location 7c. Cancel Location 7d. Cancel Location Ack 7e. Insert Subscriber Data 7f. Insert Subscriber Data Ack 7g. Update Location Ack 7h. Location Updating Accept 8. Attach Accept 9. Attach Complete 10. TMSI Reallocation Complete

Slide19GPRS Routing Area Update

Slide20Notion PDP Context

Slide21PDP Context Activation

Slide22Data Transfer

Slide23Routing Area & Location AreaLA: MSC/VLR Routing area Cell Cell    RA     LA

Slide24Cell update• MS is moving between cells within RA • MS compare the system information from old and new cell • Only particular signaling message, e.g MM or SM signaling and/or LLC signaling

Slide25RA update• MS changes RA • Intra SGSN RA update: – MS moves from one RA to another within the same SGSN – SGSN has stored user profile, so no need to update HLR or GGSN – Assign a new P-TMSI • Inter SGSN RA update: – MS moves to different RA and different SGSN service area – HLR and GGSN has to be updated – New SGSN ask for user profile from old SGSN

Slide26Intra SGSN RA Update ProcedureRA update request [Old RAI, old P_TMSI signature, update type, etc] Security functions RA update accept [RAI, P-TMSI signature] RA update complete MS BSS SGSN

Slide27Inter SGSN RA Update ProcedureMS BSS New SGSN Old SGSN GGSN HLR MSC/VLR 1. Routing Area Update Request 2. SGSN Context Request 2. SGSN Context Response 3. Forward Packets 4. Security Functions 5. Update PDP Context Request 6. Update Location 7. Cancel Location 7. Cancel Location Ack 8. Insert Subscriber Data 8. Insert Subscriber Data Ack 9. Update Location Ack 10. Location Updating Request 11. Routing Area Update Accept 5. Update PDP Context Response 10. Location Updating Accept 12. Routing Area Update Complete

Slide28LA Update ProcedureMS BSS new SGSN old SGSN GGSN HLR Old MSC/VLR 1. Routing Area Update Request 2. SGSN Context Request 2. SGSN Context Response 3. Forward Packets 4. Security Functions 5. Update PDP Context Request 6. Update Location 7. Cancel Location 7. Cancel Location Ack 8. Insert Subscriber Data 8. Insert Subscriber Data Ack 9. Update Location Ack 10. Location Updating Request 13. Routing Area Update Accept 5. Update PDP Context Response 12. Location Updating Accept 14. Routing Area Update Complete New MSC/VLR 11a. Update Location 11b. Update Location 11c. Cancel Location Ack 15. TMSI Reallocation Complete 11d. Insert Subscriber Data 11e. Insert Subscriber Data Ack 11f. Update Location Ack

Slide29Routing example: Incoming packetSGSN GGSN SGSN Address conversion: IP-Dest    TID + SGSN (from PDP context) IP packet Internet GTP  (GGSN IP address, Tunneling ID, IP packet) Address conversioan: TID    TLLI, NSAPI, QoS, and cell (from PDP context) SNDCP (SubNetwork Dependent Convergence Protocol) (Temp Logical Link Id, NSAPI, IP packet)) ? ? IP packet MS LA1 LA2

Slide30Routing example: Outgoing packetSGSN GGSN SGSN IP packet (Dest. 129.187.222.10, Source: 129.74.216.6) Internet GTP  (GGSN IP Address, Tunneling ID, IP packet) Address conversion: T LLI + NSAPI    TID + GGSN (from PDP context) SNDCP  (TLLI, NSAPI, IP packet) IP packet (Dest: 129.74.216.6.Source: 129.187.222.10 MS ? Address conversion: IP-source    TLLI, NSAPI ( from PDP context) GGSN

Slide31II.14. GPRS Dimensioning

Slide32 II.16. Timeslot dan Multiframe GPRS • Setiap time slot (TS) merupakan satu kanal trafik (TCH). Panjang satu frame TDMA adalah 4,613 ms dengan panjang satu time slot 576,9   s.  Data rate maksimum yang dapat dicapai setiap TCH adalah 9,6 Kbps.  Apabila diinginkan data rate yang lebih tinggi dapat digunakan beberapa TCH secara simultan untuk satu terminal MS. Trafik data pada sistem GPRS adalah  asymmetric  dimana jumlah time slot yang digunakan serta data rate uplink dan downlink berbeda. • Struktur  multiframe  untuk PDCH pada sistem GPRS terdiri dari 52 frame TDMA, dibagi kedalam 12 frame paket data (B0 – B11) dimana tiap 4 frame membentuk satu blok yang ditransmisikan secara berurutan, 2 frame untuk PTCCH dan 2 frame kosong ( idle) .

Slide34Timeslot sharing

Slide35Physical Layer

Slide3652 Multiframe for GPRS

Slide37GPRS Mobile Equipment

Slide38GPRS : The Class A,B & C MS

Slide39II.17. Skema Coding Sistem GPRS • Skema coding untuk kanal-kanal trafik logik GPRS Seperti terlihat pada tabel diatas, teknologi GPRS memiliki empat buah skema coding yaitu CS-1, CS-2, CS-3, dan CS-4. Skema coding ini digunakan untuk kanal-kanal trafik logik, dimana masing-masing channel coding mempunyai bit rate yang berbeda. Nilai throughput tiap skema coding diperoleh dengan membagi besarnya data yang dikirim dengan panjang satu frame kanal logika (4 burst data) sebesar 20 ms, untuk setiap pengiriman data. Teknik channel coding ini telah distandarisasi oleh ETSI pada GSM 05.03.

Slide40II.20. EDGE

Slide41EDGE Network

Slide42Dimensioning principle : Transmission

Slide43Evolution step GSM / GPRS/UMTS/HSDPAMSC HLR/AuC EIR BSC BTS PSTN Network SS7 Network Um GSM INFRASTRUCTURE Border Gateway (BG) Serving GPRS Support Node (SGSN) Gateway GPRS Support Node (GGSN) Lawful Interception Gateway (LIG) Inter- PLMN network GPRS backbone network (IP based) Internet PCU GPRS INFRASTRUCTURE Node-B RNC Iu IWU Um UMTS (WCDMA) INFRASTRUCTURE Edge Edge TRX Abis HSDPA HSDPA TRX

Slide44Access of Mobile Applications through WLAN