Physical Layer Part-2

Kali ini akan membahas tentang LTE Physical Layer yang merupakan lanjutan dari tulisan sebelumnya. Adapun yang akan dibahas adalah Uu Interface dan Radio Interface Protocol.

Uu Interface

LTE Air Interface diidentifikasikan sebagai E-UTRA (Evolved-Universal Terresterial Radio Access) yang dapat mendukung berbagai opsi bandwidth dari 1.4 MHz sampai 20 MHz. Interface diidentifikasikan sebagai "Uu" yang mengandung arti "U" adalah User to Network, dan "u" berarti Universal. 

Gambar 1. Uu Interface

UE (User Equipment) memanfaatkan channel bandwidth berdasarkan konfigurasi pada eNB (Evolved Node B). eNB mampu mengimplementasikan multiple channel bandwidth untuk meningkatkan kapasitas.

Radio Interface Protocol

E-UTRA interface menyediakan konektivitas antara User Equipment (UE) dengan eNB. Secara logic terpisah antara User Plane dan Control Plane. Ada dua control plane yaitu yang pertama disediakan oleh RRC (Radio Resource Control) yang membawa signalling antara UE dengan eNB. Yang kedua disediakan oleh NAS (Non Access Stratum) yang membawa signalling dari UE ke MME (Mobility Management Entity). Sedangkan untuk User Plane fokus pada pengiriman packet data dari UE ke S-GW (Serving Gateway) dan PDN-G (Packet Data Network Gateway).

Gambar 2. User Plane dan Control Plane

Berikut adalah protokol User Plane dan Control Plane dimana memiliki kesamaan di lower layer. Keduanya sama-sama menggunakan PDCP (Packet Data Convergence Protocol), RLC (Radio Link Control), MAC (Medium Access Control, dan Physical.

Gambar 3. User dan Control Plane Protocol

Untuk NAS signalling meggunakan service dari RRC yang kemudian dimapping kedalam PDCP. Begitu juga untuk packet data pada User Plane, dimapping juga kedalam PDCP.

Radio Resource Control (RRC)

RRC merupakan air interface control protocol yang utama. RRC message dikirim antara UE dan eNB menggunakan service dari PDCP, RLC, MAC, dan PHY. RRC menangani semua signalling antara UE dan E-UTRAN, dengan signalling antara UE dan Core Network. 

Gambar 4. Fungsi RRC

Packet Data Convergence Protocol (PDCP)

LTE mengimplementasikan PDCP pada User Plane dan Control Plane. Tidak seperti pada UMTS, dimana PDCP hanya ada pada User Plane. Alasan utama PDCP tetap ada pada LTE adalah karena security dan integrity. Pada Control Plane, PDCP menfasilitasi encrypsy dan integrity checking pada signalling message RRC dan NAS.

Gambar 5. Fungsi PDCP

Radio Link Control (RLC)

RLC protocol ada pada UE dan eNB. Sesuai dengan namanya, menunjukan kalau RLC menyediakan "Radio Link" Control. RLC . Pada dasarnya RLC mendukung tiga delivery service ke layer yang lebih tinggi, yaitu:

• TM (Transparent Mode)-Ini memanfaatkan beberapa interface channel, seperti broadcast dan paging. Kemudian menyediakan juga connectionless services untuk signalling
• UM (Unknowledge Mode)-Ini seperti TM menyediakan connectionless service, namun memiliki tambahan fitur sequencing, segmentation, dan concatenation.
• AM (Acknowledge Mode)-Ini menawarkan sebuah layanan ARQ (Automatic Repeat Request), seperti retransmission.

Gambar 6. Fungsi RLC

Medium Access Control (MAC)

MAC menyediakan interface antara EUTRA protocol dan EUTRA Physical layer. Berikut detailnya:

• Mapping-MAC memaping informasi yang diterima pada LTE Logical Channel ke dalam LTE Transport Channel.
• Multiplexing-Informasi yang disediakan ke MAC berasal dari Radio Bearer atau multiple Radio Bearer. MAC layer dapat memultiplex bearer yang berbeda kedalam Transport Block (TB) yang sama, sehingga meningkatkan efisiensi.
• HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) - MAC memanfaatkan HARQ untuk menyediakan error correction service. HARQ merupakan fitur yg membutuhkan MAC dan Physical Layer bekerja sama.
• Radio Resource Allocation - QOS (Quality of Service) berdasarkan penjadwalan traffic dan signalling pada pengguna disediakan oleh MAC.

Gambar 7. Fungsi MAC

Physical

PHY pada LTE menyediakan channel baru ataupun flexible channel. Berikut ilustrasi dari fungsi dari Physical Layaer.

Gambar 8, Fungsi PHY

artikel lain:

Pengantar Teknologi 4G LTE 

Radio Interface LTE

Arsitektur LTE

OFDMA dan SC-FDMA

MIMO-Multiple Input Multiple Output

Physical Layer

MODULASI

Resource Block

LTE RF Measurement

Coverage Planning

Opsi Spektrum Untuk LTE

Kapabilitas User Equipment (UE)

Mobility LTE - Idle Mode

Mobility LTE - Dedicated Mode

Pengukuran Performansi LTE

Pengukuran Performansi LTE - Bagian 2

Pengukuran Performansi LTE - Bagian 3

Deployment Optimization Process

LTE Capacity Monitoring

LTE Capacity Monitoring - Bagian 2

Opini Tentang Teknologi 4G LTE

Perspektif Kemerdekaan pada Teknologi ICT

4G LTE REVOLUSI DIGITAL

LTE Quality of Service

Reference Signal

Happy New Year, Happy 4G LTE

Arsitektur LTE

Arsitektur LTE dikenal dengan suatu istilah SAE (System Architecture Evolution) yang menggambarkan suatu evolusi arsitektur dibandingkan dengan teknologi sebelumnya. Secara keseluruhan LTE mengadopsi teknologi EPS (Evolved Packet System). Didalamnya terdapat tiga komponen penting yaitu UE (User Equipment), E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestial Radio Access Network), dan EPC (Evolved Packet Core).

Gambar 1. Arsitektur LTE

User Equipment (UE)
User equipment adalah perangkat dalam LTE yang terletak paling ujung dan berdekatan dengan user. Peruntukan UE pada LTE tidak berbeda dengan UE pada UMTS atau teknologi sebelumnya.

E-UTRAN
Evolved UMTS Terresterial Radio Access Network atau E-UTRAN adalah sistem arsitektur LTE yang memiliki fungsi menangani sisi radio akses dari UE ke jaringan core. Berbeda dari teknologi sebelumnya yang memisahkan Node B dan RNC menjadi elemen tersendiri, pada sistem LTE E-UTRAN hanya terdapat satu komponen yakni Evolved Node B (eNode B) yang telah emnggabungkan fungsi keduanya. eNode B secara fisik adalah suatu base station yang terletak dipermukaan bumi (BTS Greenfield) atau ditempatkan diatas gedung-gedung (BTS roof top).

Evolved Packet Core (EPC)
EPC adalah sebuah system yang baru dalam evolusi arsitektur komunikasi seluler, sebuah system dimana pada bagian core network menggunakan all-IP. EPC menyediakan fungsionalitas core mobile yang pada generasi sebelumnya (2G, 3G) memliki dua bagian yang terpisah yaitu Circuit switch (CS) untuk voice dan Packet Switch (PS) untuk data. EPC sangat penting untuk layanan pengiriman IP secara end to end pada LTE. Selain itu, berperan dalam memungkinkan pengenalan model bisnis baru, seperti konten dan penyedia aplikasi. EPC terdiri dari MME (Mobility Management Entity), SGW (Serving Gateway), HSS (Home Subscription Service), PCRF (Policy and Charging Rules Function), dan PDN-GW (Packet Data Network Gateway). Berikut penjelasan singkatnya:

Mobility Management Entity (MME)
MME merupakan elemen control utama yang terdapat pada EPC. Biasanya pelayanan MME pada lokasi keamanan operator. Pengoperasiannya hanya pada control plane dan tidak meliputi data user plane. Fungsi utama MME pada arsitektur jaringan LTE adalah sebagai authentication dan security, mobility management, managing subscription profile dan service connectivity.

Home Subscription Service (HSS)
HSS merupakan tempat penyimpanan data pelanggan untuk semua data permanen user. HSS juga menyimpan lokasi user pada level yang dikunjungi node pengontrol jaringan. Seperti MME, HSS adalah server database yang dipelihara secara terpusat pada premises home operator.

Serving Gateway (S-GW)
Pada arsitektur jaringan LTE, level fungsi tertinggi S-GW adalah jembatan antara manajemen dan switching user plane. S-GW merupakan bagian dari infrastruktur jaringan sebagai pusat operasioanal dan maintenance. Peranan S-GW sangat sedikit pada fungsi pengontrolan. Hanya bertanggungjawab pada sumbernya sendiri dan mengalokasikannya berdasarkan permintaan MME, P-GW, atau PCRF, yang memerlukan set-up, modifikasi atau penjelasan pada UE.

Packet Data Network Gateway (PDN-GW)
Sama halnya dengan SGW, PDN-GW adalah komponen penting pada LTE untuk melakukan terminasi dengan Packet Data Network (PDN). Adapun PDN GW mendukung policy enforcement feature, packet filtering, charging support pada LTE, trafik data dibawa oleh koneksi virtual yang disebut dengan service data flows (SDFs).

Policy and Charging Rules Function (PCRF)
PCRF merupakan bagian dari arsitektur jaringan yang mengumpulkan informasi dari dan ke jaringan, sistem pendukung operasional, dan sumber lainnya seperti portal secara real time, yang mendukung pembentukan aturan dan kemudian secara otomatis membuat keputusan kebijakan untuk setiap pelanggan aktif di jaringan. Jaringan seperti ini mungkin menawarkan beberapa layanan, kualitas layanan (Quality of services), dan aturan pengisian. PCRF dapat menyediakan jaringan solusi wireline dan wireless dan juga dapat mngaktifkan pendekatan multidimensi yang membantu dalam menciptakan hal yang menguntungkan dan platform inovatif untuk operator. PCRF juga dapat diintegrasikan dengan platform yang berbeda seperti penagihan, rating, pengisian, dan basis pelanggan atau juga dapat digunakan sebagai entitas mandiri.


Berikut artikel terkait lainnya:

Pengantar Teknologi 4G LTE
Radio Interface LTE
OFDMA dan SC-FDMA
MIMO-Multiple Input Multiple Output
Physical Layer
MODULASI
Resource Block
LTE RF Measurement
Coverage Planning
Opsi Spektrum Untuk LTE
Kapabilitas User Equipment (UE)
Mobility LTE - Idle Mode
Mobility LTE - Dedicated Mode
Pengukuran Performansi LTE
Pengukuran Performansi LTE - Bagian 2
Pengukuran Performansi LTE - Bagian 3
Deployment Optimization Process
LTE Capacity Monitoring
LTE Capacity Monitoring - Bagian 2
Opini Tentang Teknologi 4G LTE
Perspektif Kemerdekaan pada Teknologi ICT
Physical Layer Part-2
4G LTE REVOLUSI DIGITAL
LTE Quality of Service
Reference Signal
Happy New Year, Happy 4G LTE