Arsitektur Jaringan 4G LTE

Di setiap teknologi pasti memliki arsitektur jaringannya sendiri-sendiri. GSM, CDMA, WCDMA dan 4G LTE (Long Term Evolution) pun sama. Sekedar untuk permulaan bahwa, kebanyakan orang salah menamai keseluruhan jaringan generasi ke empat disebut dengan LTE, padahal sejatinya LTE hanya merupakan bagian air interface dari jaringan generasi keempat tersebut. Keseluruhan jaringan generasi ke empat disebut dengan EPS (Evolved Packet System), namun sudah familiar dengan LTE, dan akhirnya nama ini lah yang sering digunakan.

Untuk mempermudah memahami arsitekturnya, kita pisahkan menjadi dua, yaitu :

1. Arsitektur dari E-UTRAN
2. Arsitektur dari EPC (Evolved Packet Core)

Arsitektur E-UTRAN

E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network) berfungsi untuk menghubungkan antara mobile dengan EPC. E-UTRAN terdiri dari satu komponen yaitu evolved Node B (eNB). Jika menilik ke teknologi sebelumnya (3G), di bagian ini terdiri dari dua komponen yaitu Node B dan RNC. Di jaringan 4G, eNB memiliki fungsi keduanya, yaitu fungsi dari Node B dan RNC. Ini semakin mempersingkat waktu komunikasi antara mobile dengan base station tersebut, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk Handover misalnya, akan jauh lebih cepat.

Dua fungsi utama dari E-UTRAN adalah :

Pertama, adalah sebagai pengirim transmisi radio ke semua mobile yang ada di jangkauannya. Dengan pemrosesan signal analog dan signal digital.

Kedua, sebagai pemroses signalling messages yaitu untuk mengendalikan low level operation dari sebuah mobile.

 

Diantara eNB, jaringan LTE memiliki interface yang dinamai dengan interface X2. Interface ini bukan interface fisik, namun logical interface. Proses handover mobile dilakukan melalui interface X2 ini, namun jika interface X2 ini tidak availabel, maka dapat juga menggunakan interface S1 yang juga merupakan logical interface. Namun tentunya jika menggunakan interface S1 ini data yang ditukar lebih memakan banyak waktu dan menyebabkan latency semakin besar.

Mobile hanya bisa terhubung ke jaringan (eNB) dalam satu waktu dan satu cell. Artinya tidak ada soft handover disini. eNB yang dimana mobile camp di jangkauannya, disebut dengan serving eNB.

Arsitektur EPC (Evolved Packet Core)

Beberapa komponen penting dari EPC adalah seperti MME, S-GW, P-GW, HSS. HSS (Home Subscriber Server) adalah server yang menyimpan seluruh data subscriber network operator.

 

Ada dua jenis interface yang menghubungkan antara E-UTRAN dan EPC (eNB ke MME dan S-GW), yaitu interface S1-MME yang menangani signalling message (control plane), dan interface S1-U yang menangani traffic (user plane). Kemudian S-GW dihubungkan dengan MME melaui sebuah interface yang disebut dengan interface S10 (control plane), sedangkan interface yang menghubungkan antara S-GW dan P-GW adalah S5/S8. Dimana S5 adalah jika S-GW dan P-GW berada dalam satu network, ini hubungannya dengan Roaming network. Sedangkan S8 jika S-GW dan P-GW berada di network yang berbeda. Interface yang menghubungkan network dengan dunia luar adalah SGi yaitu antara PDN gateway dan internet atau server network operator atau IP Multimedia Subsystem. Interface S6a menghubungkan antara MME dan HSS.

MME (Mobility Management Entity) adalah komponen yang mengurus high-level operation dari mobile, menangani mobility mobile (signalling message). Sebuah UE akan terhubung dengan sebuah MME yang disebut dengan serving MME. Namun dapat saja berpindah MME jika UE tersebut berpindah cukup jauh.

S-GW (Serving Gateway) berfungsi sebagai high-level router, yang mana meneruskan data antara eNB dan P-GW. Sebuah UE akan terhubung dengan sebuah S-GW tapi dapat saja berpindah ke S-GW yang lain jika UE tersebut berpindah cukup jauh.

P-GW (Packet Data Network Gateway) adalah titik akhir dimana network berhubungan dengan komponen luar. Seperti halnya internet, network operator server, dan IP Multimedia subsystem. Setiap P-GW diidentifikasi dengan APN (Access Point Name). Sebuah operator biasanya menggunakan APN untuk masing-masing layanan, misal untuk internet atau IP multimedia subsystem. Ketika UE pertama kali dinyalakan akan langsung disambungkan ke default PDN Gateway seperti halnya internet untuk memberikan layanan always on. Selanjutnya, akan dihubungkan ke PDN Gateway lain sebagai additional seperti halnya IP multimedia subsystem atau private corporate network. Setiap PDN gateway akan tetap sama selama masa waktu koneksi data.

Komparasinya dengan UMTS adalah PDN Gateway sebagai Gateway GPRS Support Node (GGSN), sedangkan MME dan S-GW adalah Serving GPRS Support Node (SGSN). Memisahkan antara traffic dan signalling dapat lebih mengontrol lalu lintas data yang ada. MME hanya menangani masalah signalling, yang artinya jika jumlah UE bertambah/melebihi load maksimum maka dapat ditambahkan MME pula, Sedangkan S-GW menangani traffic, dimana jika traffic data bertambah/melebihi load maksimum dapat ditambahkan S-GW.