Dokumen tersebut membahas latar belakang dan arsitektur jaringan LTE. Release 3GPP sebelumnya berhubungan dengan LTE pada release 8. Arsitektur LTE terdiri dari empat level utama: UE, E-UTRAN, EPC, dan domain layanan. E-UTRAN hanya terdiri dari eNodeB yang mengontrol fungsi radio. MME berperan penting dalam autentikasi, manajemen mobilitas, dan manajemen profil langganan.

1. 2.1 Latar Belakang Long Term Evolution (LTE)
3GPP (3rd Generation Partnership Project) mempunyai suatu latar belakang selama
10 tahun untuk pengembangan WCDMA karena 3GPP berawal dari tahun 1998. 3GPP
release ditunjukkan pada gambar 2.1 dimulai dari WCDMA release, release 99 dan diikuti
release berikutnya.
Gambar 2.1. schedule 3GPP release estimasi release 9
Pada gambar di atas release tersebut ditunjukkan dengan tanggal saat release
ditetapkan. Pertama adalah WCDMA release, release 99, ditetapkan pada bulan Desember
1999 dan termasuk fitur dasar WCDMA secara teori data rate-nya mencapai 2 Mbps,
berdasarkan multiple access yang berbeda untuk mode Frequency Division Duplex (FDD)
dan Time Division Duplex (TDD). Setelah itu, 3GPP meninggalkan prinsip release
menggunakan tahun dan penamaan release diubah dari release 4 diselesaikan pada bulan
Maret 2001. Release 4 tidak mempunyai banyak fitur WCDMA yang utama, tetapi
berisikan chip rate baru yang rendah versi TDD (TD-SCDMA) untuk mode TDD dari
UTRA. Release 5 yang diikuti dengan High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) pada
bulan Maret 2002 dan Release 6 dengan High Speed Uplink Packet Access (HSUPA) pada
bulan Desember 2004 untuk WCDMA. Release 7 diselesaikan pada bulan Juni 2007
dengan pengenalan tentang beberapa peningkatan HSDPA dan HSUPA. Sekarang 3GPP
menetapkan release 8, yang membawa lebih lanjut pada perbaikan HSDPA/HSUPA
(sering disebut sebagai HSPA evolution) yang berisikan LTE release. Konten fitur untuk
release 8 diselesaikan pada bulan Desember 2008.
Release 3GPP yang sebelumnya sangat berhubungan dengan LTE di release 8.
Beberapa fitur diadopsi dari HSDPA dan HSUPA digunakan pada LTE, misalnya base
station berdasarkan scheduling dengan physical layer feedback, retransmisi physical layer
dan link adaptation. Spesifikasi LTE juga menggunakan desain WCDMA sehingga

2. memudahkan untuk mendesain kembali seperti yang dikembangkan pada WCDMA. Pada
awal LTE release, release 8, mendukung data rate sampai dengan 300 Mbps di bagian
downlink dan 75 Mbps di bagian uplink dengan latency yang rendah dan arsitektur flat
radio. Release 8 juga mendukung inter-working dengan GSM, WCDMA dan CDMA 2000.
2.2. Arsitektur Jaringan LTE
Gambar 2.2 mendeskripsikan arsitektur jaringan LTE, dimana terdapat empat level
utama yaitu : User Equipment (UE), Evolved UTRAN (E-UTRAN), Evolved Packet Core
Network (EPC), dan Service domain. Level arsitektur yang penting adalah fungsinya
ekivalen untuk system 3GPP yang sudah ada.
Gambar 2.2. Arsitektur Jaringan LTE
Pengembangan arsitektur yang baru ini dibatasi antara Radio Acces dan Core
Network, yaitu E-UTRAN dan EPC. UE dan Service domain merupakan arsitektur
pelengkap, tetapi evolusi fungsinya juga dilanjutkan pada area tersebut.
UE, E-UTRAN dan EPC koneksi layernya menggunakan Internet Protokol (IP).
Bagian dari sistem ini disebut juga Evolved Packet System (EPS). Fungsi utama layer ini
adalah menyediakan koneksi berbasis IP dan bertujuan pada pengoptimalan yang tinggi.
Semua layanan akan ditawarkan berdasarkan IP, node circuit switch dan interface yang
terdapat pada arsitektur 3GPP tidak terdapat pada E-UTRAN dan EPC. Teknologi IP yang

3. paling dominan adalah transport, dimana segala sesuatu didesain oleh operator
berdasarkan IP transport.
IP Multimedia Sub-System (IMS) merupakan contoh yang bagus dari kelengkapan
layanan yang dapat digunakan pada layer service koneksi untuk menyediakan layanan yang
berbasis IP untuk melakukan koneksi dengan layer yang ada dibawahnya. Contohnya,
untuk mendukung layanan suara, IMS meneyediakan Voice over IP (VoIP) dan
interkoneksi pada jaringan circuit switch PSTN dan ISDN yang dikontrol melalui Media
Gateway.
Pengembangan E-UTRAN dikonsentrasikan hanya pada sebuah node, evolved
Node B (eNodeB). Semua fungsi radio terdapat pada eNodeB, contohnya eNodeB adalah
titik terakhir yang menghubungkan semua protocol radio. Sebagai sebuah jaringan,
E-UTRAN merupakan konfigurasi Mesh yang sederhana, dimana antar eNodeB
dihubungkan oleh interface X2.
Salah satu arsitektur utama yang berubah pada area core network adalah EPC tidak
terdapat circuit switch, dan tidak ada hubungan langsung pada jaringan circuit switch
tradisional seperti ISDN atau PSTN yang diperlukan pada layer ini. Fungsi EPC ekivalen
dengan domain packet switch seperti yang terdapat pada jaringan 3GPP yang sudah ada.
Meskipun ada perubahan yang signifikan pada susunan fungsi dan node, pada bagian ini
dianggap pelengkap arsitektur yang baru.
Arsitektur jaringan LTE dan fungsinya terdapat pada 3GPP TS 23.401, dokumen
ini menunjukkan operasi interface S5/S8 menggunakan protokol GTP. Ada juga interface
S5/S8 menggunakan protokol PMIP, fungsi pada interface ini agak sedikit berbeda. Gxc
interface juga diperlukan antar Policy and Charging Resource Function (PCRF) dan
S-GW.
2.2.1. User Equipment (UE)
UE adalah device yang terdapat pada end user digunakan untuk berkomunikasi.
Khususnya sebuah device yang dapat digenggam seperti smart phone atau sebuah kartu
data seperti yang digunakan pada 2G dan 3G, atau yang dapat disimpan seperti laptop. UE
juga terdiri dari Universal Subscriber Identity Module (USIM) yang memisahkan module
dari UE saat off. USIM merupakan tempat aplikasi smart card yang dapat dibuka disebut
Universal Integrated Circuit Card (UICC). USIM digunakan sebagai identifikasi dan
authentikasi end user dan sebagai kunci keamanan yang dapat bergerak untuk melindungi
interface transmisi radio.

4. UE berfungsi sebagai platform aplikasi komunikasi, dimana sinyal dan jaringan
dapat disetting, maintenanance, dan remove link komunikasi yang diperlukan oleh end
user. Ini termasuk fungsi mobility management seperti handover dan laporan lokasi
terminal, dan performansi UE diinstruksi oleh jaringan. UE menyediakan user interface
pada aplikasi end user seperti voice client yang dapat digunakan untuk mengatur voice call.
2.2.2. Evolved Node B (eNodeB)
Node yang hanya terdapat pada E-UTRAN adalah Evolved Node B (eNodeB).
Sederhananya eNodeB merupakan radio base station yang mengontrol semua fungsi yang
berhubungan dengan radio di bagian sistem yang tetap. Base station seperti eNodeB
khususnya didistribusikan melalui area coverage jaringan, tiap eNodeB letaknya
berdekatan pada antenna radio yang sebenarnya.
Fungsi eNodeB sebagai layer 2 adalah jembatan antara UE dan EPC, point
terminasi semua protocol radio yang mengarah pada UE, dan mengirimkan data antara
koneksi radio dan koneksi yang berbasis IP yang mengarah pada EPC. Performansi
eNodeB ciphering/deciphering dari data user plane, dan juga kompresi/dekompresi IP
header, yang melakukan pengiriman ulang atau data sekuensial pada IP header.
eNodeB juga bertanggung jawab pada fungsi control plane. eNodeB bertanggung
jawab pada Radio Resource Management (RRM), seperti mengontrol pemakaian interface
radio, contohnya pengalokasian sumber berdasarkan request, prioritas, dan penjadwalan
trafik menurut kebutuhan Quality of Service (QoS), dan memonitor secara konstan pada
kondisi pemakaian sumber.
Tambahan lagi, eNodeB mempunyai peranan penting pada Mobility Management
(MM). eNodeB mengontrol dan menganalisis pengukuran level sinyal radio yang terdapat
pada UE, membuat pengukuran yang sama, dan membuat keputusan pada saat UE
handover antar sel. Ini termasuk pusat signalling handover antara eNodeB lain dan MME.
Ketike UE baru melakukan aktivitas dibawah eNodeB, dan request koneksi ke jaringan,
eNodeB juga bertanggung jawab merutekan request ini pada MME yang sebelumnya
melayani UE tersebut, atau memilih MME yang baru, jika rute MME sebelumnya tidak
menyediakan atau tidak ada informasi rute.
Gambar 2.3 menunjukkan koneksi eNodeB tersebut mengelilingi node logic, dan
mencakup fungsi utama pada interface ini. Pada semua koneksi eNodeB mungkin saja satu
ke banyak atau hubungan banyak ke banyak. eNodeB melayani multiple UE dalam meng-

5. cover sebuah area ,tetapi tiap UE dikoneksikan pada satu eNodeB dalam suatu waktu.
eNodeB akan diperlukan untuk meng-koneksikan eNodeB lain pada saat terjadi handover.
Gambar 2.3. Fungsi utama eNodeB dan koneksinya dengan node logic yang lain
Diantara MME dan S-GW dikelompokkan, yang mana artinya mengatur node
tersebut yang diberikan untuk melayani eNodeB secara khusus. Ditinjau dari single
eNodeB artinya bahwa membutuhkan koneksi ke banyak MME dan S-GW. Meskipun tiap
UE akan dillayani oleh satu MME dan S-GW dalam suatu waktu, dan eNodeB mengawasi
asosiasi tersebut. Asosiasi ini tidak akan pernah berubah dari sebuah single eNodeB,
karena asosiasi dengan MME atau S-GW hanya akan berubah jika terjadi inter-handover
eNodeB.
2.2.3. Mobility Management Entity (MME)
Mobility Management Entity (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.
Interface tambahan pada terminasi arsitektur MME ditunjukkan oleh gambar 2.2,
MME juga mempunyai koneksi control plane secara langsung pada UE, dan koneksi ini
digunakan primary control channel antara UE dan jaringan. Fungsi utama MME pada
arsitektur jaringan LTE adalah sebagai berikut :
 Authentication dan security; ketika UE pertama kali melakukan registrasi ke
jaringan, MME memulai authentikasi, diikuti performansinya; pada saat
menemukan permanen UE berdasarkan identitas dari jaringan sebelumnya atau UE

6. tersebut; permintaan dari Home Subscription service (HSS) pada home network UE
mengarah pada authentikasi yang terdiri atas penolakan authentikasi-respon
parameter yang berpasangan; pengiriman penolakan ke UE; dan membandingkan
respon penerima dari UE ke salah satu penerima di home network. Fungsi ini
diperlukan untuk menjamin permintaan UE. MME boleh melakukan authentikasi
ulang ketika diperlukan atau secara periodik. MME dapat menghitung UE ciphering
dan integrity protection key dari master key penerima yang mengarah pada
authentikasi dari home network, dan MME mengontrol pengaturan E-UTRAN
untuk memisahkan control plane dan user plane. Fungsi ini digunakan untuk
melindungi komunikasi dari penyadapan dan dari perubahan oleh orang yang tidak
berhak. Untuk melindungi rahasia UE, MME juga mengalokasikan tiap UE pada
sebuah identitas yang sementara disebut Globally Unique Temporary Identity
(GUTI), sehingga perlu untuk mengirimkan identitas permanen UE – International
Mobile Subscriber Identity (IMSI) – dengan meminimasi radio interface. GUTI
boleh dialokasikan kembali, misalnya secara periodik untuk mencegah UE yang
tidak berhak melihatnya.
 Mobility Management; MME menjaga jalur lokasi semua UE yang berada pada
service area. Ketika UE pertama kali melakukan registrasi ke jaringan, MME akan
membuat sebuah entry untuk UE, dan mengalokasikan sinyal ke HSS pada UE
home network. MME request supaya mencocokkan sumber dan di set up pada
eNodeB, seperti pada S-GW yang menyeleksi UE. MME akan menjaga jalur lokasi
UE sampai level eNodeB, jika UE tetap terhubung, misalnya komunikasi sedang
aktif atau pada level tracking area, yang mana sekelompok eNodeB mendapati
kasus UE sedang dalam kondisi idle, dan pemeliharaan pada jalur komunikasi data
tidak diperlukan. MME mengontrol pengaturan dan pembubaran berdasarkan
sumber perubahan aktivitas UE. MME juga berpartisipasi dalm pengontrolan sinyal
handover kondisi aktif antara UE dan eNodeB, S-GW atau MME. MME
membutuhkan perubahan setiap eNodeB, karena ada pemisahan Radio Network
Controller untuk menyembunyikan kejadian ini. Saat UE dalam kondisi idle
lokasinya akan dilaporkan secara periodik, atau ketika bergerak ke jalur area lain.
Jika data diterima dari jaringan eksternal saat UE sedang idle, maka MME akan
memberitahu dan mengirimkan permintaan ke eNodeB pada jalur area yang akan
diduduki oleh UE.

7.  Managing Subscription Profile dan Service connectivity; saat UE melakukan
registrasi ke jaringan, MME akan bertanggung jawab untuk mendapatkan kembali
profil pelanggan dari home network, MME akan mengirimkan informasi ini selama
melayani UE. Profil ini ditentukan apakah koneksi Packet Data Network ke UE
seharusnya dialokasikan pada jaringan pelengkap. MME akan secara otomatis
melakukan set up secara default, yang memberikan koneksi UE berbasis IP. Ini
termasuk proses signalling control plane dengan eNodeB dan S-GW. MME
memerlukan pengaturan secara dedicate untuk layanan yang menguntungkan dari
treatment yang tinggi. MME melakukan permintaan untuk melakukan pengaturan
secara dedicate dari S-GW jika permintaan yang sebenarnya dari operator service
domain, atau langsung dari UE, jika UE memerlukan koneksi untuk layanan yang
tidak diketahui oleh operator service domain, dan tidak ada inisiasi dari sana.
Gambar 2.4. Fungsi utama MME dan koneksinya dengan node logic yang lain
Gambar 2.4 menunjukkan koneksi MME yang mengelilingi node logic, dan
merangkum fungsi utama interface tersebut. Pada prinsipnya MME dikoneksikan ke MME
yang lain dalam system tersebut, tetapi koneksinya dibatasi hanya ke satu operator jaringan
saja. Remote koneksi antara MME digunakan ketika UE bergerak sangat jauh sementara
register daya menurun pada MME yang baru, kemudian mendapatkan kembali identitas
permanen UE, International Mobile Subscriber Identity (IMSI), dari kunjungan MME
sebelumnya. Koneksi inter-MME dengan MME tetangganya digunakan ketika terjadi
handover.

8. Koneksi pada sejumlah HSS juga memerlukan dukungan. HSS dialokasikan pada
setiap user home network, dan menemukan rute berdasarkan IMSI. Tiap MME akan
dikonfigurasikan untuk mengontrol S-GW dan eNodeB. Antara eNodeB dan S-GW juga
akan dikoneksikan ke MME yang lain. MME melayani sejumlah UE dalam waktu yang
sama, sementara tiap UE akan dikoneksikan pada satu MME pada suatu waktu.
2.2.4. 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 operasional dan maintenance.
Ketika interface S5/S8 berbasis GTP, S-GW akan menjembatani ke semua interface
pada user plane. Pemetaan antara IP service flow dan GTP tunnel dilakukan di P-GW, dan
S-GW tidak memerlukan koneksi ke PCRF. Semua kontrol dihubungkan ke GTP tunnel,
dan yang datang dari MME atau P-GW. Ketika interface S5/S8 menggunakan PMIP,
performansi S-GW akan diperlihatkan antara IP service flow pada S5/S8 dan GTP tunnel
pada interface S1-U, dan akan dikoneksikan ke PCRF untuk menerima pemetaan
informasi.
Peranan S-GW sangat sedikit pada fungsi pengontrolan. Hanya bertanggung jawab
pada sumbernya sendiri, dan mengalokasikannya berdasarkan permintaan MME, P-GW
atau PCRF, yang memerlukan set up, modifikasi atau penjelasan pada UE. Jika permintaan
diterima oleh P-GW atau PCRF, S-GW juga akan memberitahukan MME sehingga dapat
mengontrol hubungan dengan eNodeB. Ketika MME menginisiasikan permintan, S-GW
akan memberikan sinyal pada P-GW atau PCRF, tergantung apakah S5/S8 berbasis GTP
atau PMIP. Jika interface S5/S8 berbasis PMIP, maka data pada interface tersebut akan
menjadi IP flow di satu GRE tunnel untuk tiap UE, sedangkan jika menggunakan S5/S8
berbasis GTP tiap interface harus mempunya GTP tunnel tersendiri. Meskipun S-GW
mendukung S5/S8 PMIP bertanggung jawab dalam proses pengumpulan, misalnya
pemetaan IP flow pada interface S5/S8 untuk dibawa ke interface S1. Fungsi pada S-GW
ini disebut Bearer Binding dan Event Reporting Function (BBERF). Terlepas dari mulai
signalling yang dihasilkan BBERF selalu menerima informasi bearer binding dari PCRF.
Selama terjadi perpindahan antara eNodeB, S-GW berlabuh pada perpindahan
local. MME memerintahkan S-GW untuk membangun hubungan dari satu eNodeB ke
eNodeB yang lainnya. MME juga mengirimkan permintaan ke S-GW untuk menyediakan
tunneling resources untuk data forwarding, ketika dibutuhkan forward data dari sumber

9. eNodeB ke eNodeB tujuan selama UE melakukan handover. Skenario mobilitas juga
termasuk perubahan dari S-GW ke yang lain, dan MME mengontrol perubahan ini dengan
menghapus tunnel pada S-GW yang lama dan mengaturnya pada S-GW yang baru.
Pada semua aliran data yang masuk ke UE pada mode koneksi, S-GW
menyampaikan data antara eNodeB dan P-GW. Meskipun, ketika UE pada kondisi idle,
sumber di eNodeB akan dibebaskan, dan data di jalur terminasi pada S-GW. Jika S-GW
menerima packet data dari P-GW seperti tunnel, packet tersebut akan diletakkan di buffer,
dan MME mengirimkan permintaan untuk menginisiasi paging UE. Paging tersebut
menyebabkan UE terhubung kembali, dan ketika tunnel dikoneksikan lagi, packet yang
berada di di buffer akan segera dikirim. S-GW akan memonitor data yang terdapat pada
tunnel, dan mungkin juga diperlukan pengumpulan data untuk accounting dan user
charging. S-GW juga berfungsi untuk Lawful Interception, yang artinya kemampuan untuk
memonitor user dalam pengiriman data supaya dilakukan pemeriksaan lebih lanjut.
Gambar 2.5. Fungsi utama S-GW dan koneksinya dengan node logic yang lain
Gambar 2.5 menunjukkan bagaimana S-GW dihubungkan dengan node logic yang
lain, dan fungsi utamanya pada interface tersebut. Semua interface mempunyai konfigurasi
satu ke banyak dilihat dari point S-GW. Satu buah S-GW hanya melayani area geografis
yang khusus dengan dibatasi pengaturannya oleh eNodeB, dan dibatasi pengaturannya oleh
MME yang mengontrol are tersebut. S-GW seharusnya mampu menghubungkan ke banyak
P-GW dalam suatu jaringan, karena P-GW tidak berubah selama mobilitas, sementara
S-GW lokasinya berubah, ketika UE bergerak. Untuk membangun koneksi ke sebuah UE,
S-GW akan selalu memberikan sinyal hanya dengan sebuah MME, dan point user plane ke

10. sebuah eNodeB suatu waktu. Jika sebuah UE diijinkan melakukan koneksi ke banyak PDN
melalui P-GW yang berbeda, kemudian S-GW melakukan koneksi secara terpisah. Jika
interface S5/S8 berbasis PMIP, S-GW akan terhubung ke sebuah PCRF untuk memisahkan
tiap UE menggunakan P-GW.
Gambar 2.5 juga menunjukkan bahwa kasus indirect data forwarding dimana data
user plane di-forward diantara eNodeB melalui S-GW. Tidak ada spesifikasi untuk nama
interface yang diasosiasikan untuk interface antara S-GW, karena formatnya pasti sama
dengan interface S1-U, dan S-GW menganggap bahwa mereka berkomunikasi langsung
dengan eNodeB. Kasus ini terjadi jika indirect data forwarding mengambil tempat hanya
melalui satu buah S-GW, misalnya antar eNodeB dapat dikoneksikan ke S-GW yang sama.
2.2.5. Packet Data Network Gateway (P-GW)
Packet Data Network Gateway (P-GW, juga sering dikenal sebagai PDN-GW)
adalah edge router antara EPS dan external packet data network. Ia memiliki level
tertinggi pada system, dan biasanya bertindak sebagai pelengkap IP point pada UE.
Performansinya memperoleh trafik dan fungsi filtering dibutuhkan untuk menanyakan
layanan. Sama seperti S-GW di tempatkan di operator premise pada sebuah lokasi yang
terpusat.
Secara khusus P-GW mengalokasikan IP address ke UE, dan UE dapat melakukan
komunikasi dengan IP host lain pada external network, seperti internet. Ia juga mempunyai
external PDN yang mana UE dihubungkan menggunakan alokasi address UE tersebut, dan
semua trafik P-GW tunnel ke jaringan. IP address selalu dialokasikan pada saat UE request
ke PDN, yang terjadi ketika UE terhubung ke jaringan, dan secara berurutan ketika
dibutuhkan koneksi PDN baru. Performansi P-GW diperlukan fungsi Dynamic Host
Configuration Protocol (DHCP), atau query external DHCP server, dan mengirimkan
addres ke UE, juga dynamic-auto configuration didukung oleh standard tersebut. Hanya
IPv4 dan IPv6 atau kedua address yang boleh dialokasikan tergantung keperluan, dan UE
menandai apakah ingin menerima Attach signaling, atau jika mengharapkan performansi
konfigurasi addres setelah link layer terhubung.
P-GW termasuk PCEF, yang artinya memperoleh performansi dan fungsi filtering
diperlukan oleh policy set pada UE dan pertanyaan layanan, dan ia mengumpulkan serta
melaporkan yang berhubungan dengan informasi pembebanan.
Trafik user plane antara P-GW dan external network terbentuk dari paket IP yang
terdiri dari variasi IP service flow. Jika interface S5/S8 yang mengarah pada S-GW

11. berbasis GTP, performansi P-GW memetakan antara IP data flow ke GTP tunnel, yang
merepresentasikan bearer tersebut. P-GW men-set up bearer berdasarkan request dari
PCRF atau dari S-GW, yang menyampaikan informasi dari MME. Pada kasus selanjutnya,
P-GW juga membutuhkan interaksi dengan PCRF untuk menerima perkiraan informasi
policy control, jika tidak dikonfigurasikan pada P-GW secara local. Jika interface S5/S8
berbasis PMIP, P-GW memetakan IP service flow dari external network yang terdiri dari
Gambar 2.6. Fungsi Utama P-GW dan koneksinya dengan node logic yang lain
satu UE ke single GRE tunnel, dan semua pengontrolan informasi di exchange hanya
dengan PCRF. P-GW juga berfungsi sebagai monitioring data flow untuk tujuan
accounting, sebagaimana Lawful Interception.
P-GW merupakan level mobility paling tinggi pada sistem tersebut. Ketika UE
bergerak dari satu S-GW ke yang lain, bearer di-switch pada P-GW. P-GW akan menerima
informasi untuk men- switch aliran tersebut dari S-GW baru.
Gambar 2.6 menunjukkan koneksi P-GW dikelilingi node logic, dan daftar fungsi
utama pada interface ini. Tiap P-gw dikoneksikan ke satu atau lebih PCRF, S-GW dan
external network. Pada UE yang dikelompokkan dengan P-GW, hanya ada satu S-GW,

12. tetapi koneksi ke banyak external network, dan secara berurut ke banyak PCRF
kemungkinan didukung, jika koneksi ke multiple PDN diperlukan melalui satu P-GW.
2.2.7. Home Subscription Service (HSS)
Home Subscription Server (HSS) merupakan tempat penyimpanan data pelanggan
untuk semua data permanen user. Ia juga menyimpan lokasi user pada level yang
dikunjungi node pengontrol jaringan, seperti MME. Ia adalah server database yang
dipelihara secara terpusat pada premises home operator.
HSS menyimpan copy master profil pelanggan, yang berisikan informasi tentang
layanan yang layak untuk user tersebut, termasuk informasi tentang diijinkannya koneksi
PDN, dan apakah roaming ke jaringan tertentu diijinkan atau tidak. Untuk mendukung
antara mobility non 3GPP, HSS juga menyimpan identitas yang digunakan P-GW. Kunci
permanen yang digunakan untuk menghitung pada arah authentication yang dikirim ke
jaringan yang dituju untuk authentication user dan memperoleh serangkain kunci untuk
enkripsi dan perlindungan secara integritas, disimpan pada Authentication Center (AuC),
yang mana secara khusus bagian dari HSS. Pada semua signaling dihubungkan pada fungsi
ini, HSS berinteraksi dengan MME. HSS melakukan koneksi dengan setiap MME pada
semua jaringan, dimana UE diijinkan untuk berpindah. Pada tiap UE, HSS merekam pada
MME suatu waktu, dan segera melaporkan MME baru yang melayani UE tersebut, HSS
akan membatalkan lokasi dari MME sebelumnya.
2.2.8. Service Domain
Service Domain merupakan variasi sub-system, yang termasuk dalam pelayanan
node logic. Berdasarkan tipe kategori pelayanan yang akan disediakan, dan deskripsi
secara singkat apakah macam-macam infrastruktur akan dibutuhkan untuk
meneyediakannya :
 IMS based operator service : IP Multimedia Sub-system (IMS) adalah pelengkap
layanan sehingga operator menyediakan layanan menggunakan Session Initiation
Protocol (SIP).
 Non-IMS based operator service : arsitektur untuk non-IMS based operator serice
tidak memiliki standard. Operator secara sederhana menempatkan server pada
jaringan mereka, dan koneksi UE melalui persetujuan protocol yang didukung oleh
aplikasi UE tersebut. Pelayanan video streaming disediakan dari streaming server.

13.  Layanan yang lain tidak disediakan oleh operator mobile network. Contohnya
layanan yang disediakan melalui internet : arsitektur ini tidak distandard-kan oleh
3GPP, dan arsitektur tersebut bergantung pada pertanyaan layanan. Konfigurasi
yang sesuai pada saat UE terhubung ke server pada internet. Misalnya web-server
untuk layanan web-browsing, atau SIP server untuk layanan internet telephony,
seperti VoIP.
2.3. Ketersediaan Spektrum
2.3.1. Wireless Spektrum
Spesifikasi band frekuensi LTE pada 3GPP ditunjukkan pada gambar 2.8 untuk
paired bands dan pada gambar 2.9 untuk unpaired bands. Ada 17 paired bands dan 8
unpaired bands yang didefenisikan saat ini dan band yang lain akan ditambahkan selama
proses standarisasi. Beberapa band sekarang digunakan oleh teknologi yang lain dan LTE
dapat berdampingan dengan teknologi yang sudah ada. Sama halnya dengan Eropa dan
Asia, WCDMA dikembangkan pada band baru 2600 MHz sementara kembali ke 900 MHz
dimulai tahun 2007. LTE akan dimulai dengan menggunakan band baru 2600 MHz atau
kembali ke 900 MHz dan 1800 MHz. pada kasus yang baik di Eropa dengan total
ketersediaan spectrum 565 MHz untuk operator mobile diantaranya 900 MHz, 1800 MHz,
2600 MHz Frequency Division Duplex (FDD) dan Time Division Duplex (TDD) serta
pengalokasian secara bersama band baru yaitu 2600 MHz.
Di USA digunakan pada spectrum 850 MHz dan 1900 MHz, frekuensi baru di
1700/2100 MHz juga digunakan pengembangan 3G. LTE akan dikembangkan
menggunakan band 700 dan 1700/2100 MHz dan kemudian akan dipakai kembali pada
band yang sudah ada.
Bandwidth yang flexible sangat diperlukan sekali untuk kelebihan bermacam-
macam asset spectrum, khususnya yang telah ada narrowband 5 MHz, sementara alokasi
spectrum baru sangat menguntungkan pada 20 MHz dan peningkatan data rate. Itu juga
terbukti bahwa antara mode FDD dan TDD diperlukan keuntungan yang maksimal dari
ketersedian spectrum paired dan unpaired. Keperluan ini diambil untuk menghitung
spesifikasi system pada LTE.

14. Gambar 2.8. Spesifikasi band frekuensi untuk paired band pada 3GPP
Gambar 2.9. Spesifikasi band frekuensi untuk unpaired band pada 3GPP
2.3.2. Spektrum Baru yang Diidentifikasikan Oleh WRC-07
ITU-R World Radiocommunication Conference (WRC-07) dikerjakan pada
Oktober dan November 2007 mengidentifikasikan spectrum baru untuk International
Mobile Telecommunications (IMT). Band yang diidentifikasi oleh IMT diilustrasikan pada

15. gambar 2.10 target untuk mengidentifikasi antara low band untuk coverage dan high band
untuk kapasitas.
Gambar 2.10. Frekuensi baru yang diidentifikasikan oleh WRC-07
Tambahan lagi band coverage berada pada frekuensi UHF 470-806/862 MHz, yang
saat ini digunakan untuk Terresterial TV broadcasting. Sub-band 790-862 MHz
diidentifikasikan di Eropa dan Asia-Pasifik. Ketersediaan band tergantung pada jadwal
waktu nasional dari analog ke digital TV switchover dan dapat menjadi ketersediaan yang
lama dari 2012 sampai 2015 timeframe. Band yang diijinkan, misalnya tiga operator yang
masing-masing berada pada 10 MHz FDD. Sub-band 698-806 MHz diidentifikasikan
untuk IMT di Amerika. Di USA beberapa band telah di lelang.
Band yang mengutamakan kapasitas berada pada 3,4 - 4,2 Mhz (C-band). Total 200
MHz pada sub-band 3,4 – 4,2 MHz telah diidentifikasikan untuk IMT di Eropa dan Asia-
Pasifik. Spectrum ini dapat fasilitas pengembangan bandwith yang lebih lebar dari IMT-
Advance untuk menyediakan kapasitas dan bit rate yang paling tinggi.
Tambahan lagi, pada band 2,3 – 2,4 MHz diidentifikasikan untuk IMT, tetapi band
ini tidak diharapkan ketersediaannya di Eropa dan America. Band ini telah
diidentifikasikan untuk IMT-2000 di China oleh WRC-2000. Sub-band 450-470 MHz
diidentifikasikan untuk IMT secara global, tetapi ketersediaan ini tidak diharapkan di
Eropa. Spectrum ini narrowband dengan pengembangan maksimum 2x5 MHz.
2.4.3. Jenis jenis layanan pada LTE

16. Skenario berbagai macam trafik ditunjukkan pada Tabel 2.1. Macam-macam trafik
tersebut memiliki kategori trafik yang berbeda-beda, diantaranya : trafik real-time, best
effort, interactive, streaming dan interactive real-time.
Tabel 2.1. Jenis-jenis model trafik pada LTE
2.4.3.1. Voice-over-IP (VoIP)
Model voice activity sederhana ditunjukkan pada gambar 2.11. Peluang transisi dari
state 0 (silence or inactive state) ke state 1 (talking or active state) adalah α sedangkan
peluang tetap pada state 0 adalah (1 – α). Selain itu, peluang transisi dari state 0 ke state 1
dilambangkan dengan β sedangkan peluang tetap pada state 1 adalah (1 – β). Speech
encoder frame rate R = 1/T, dimana T adalah encoder frame duration biasanya 20 ms.
Peluang saat state 0 dan state 1 dinotasikan dengan P0 dan P1 dengan persamaan :
P0 = β/(α + β)…………………………………………………….(2.2)
P1 = α/(α + β)……………………………………………………(2.3)
α
(1 – α) Silence Talking (1 – β)
(state 0) (state 1)
β
Gambar 2.11. Two state voice activity model
Tabel 2.2. Parameter model trafik VoIP

17. 2.4.3.2. Best Effort FTP
File Transfer Protocol (FTP) dianggap sebagai trafik best effort, parameter model
trafik best effort ditunjukkan pada Tabel 2.3. Sesi FTP adalah urutan dari pemisahan
Tabel 2.3. Parameter model trafik FTP
transfer file oleh reading time. Dua parameter utama sesi FTP adalah size file yang
ditransfer S dan reading time D. misalnya interval waktu antara download yang terakhir
dengan file sebelumnya dan permintaan user untuk file selanjutnya. Model trafik FTP
dideskripsikan asumsi transmisi pada bagian downlink. Meskipun, model tersebut
diharapkan applicable untuk bagian uplink.
2.4.3.3. Web Browsing HTTP
Paket trace khususnya HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) web browsing session
ditunjukkan pada gambar 2.12. Sesi ini dibagi menjadi periode aktif dan pasif yang
merepresentasikan download web page dan intermediate reading time. Download web
page dianggap sebagai paket call. Periode aktif dan pasif adalah sebuah hasil interaksi
manusia dimana paket call merepresentasikan suatu web permintaan user untuk informasi
dan mengidentifikasikan kebutuhan reading time pada intisari web page. Diasumsikan

18. performansi web page sama, maksudnya statistik trafik pada time scale yang berbeda
adalah sama. Oleh karena itu sebuah paket call seperti sesi paket dibagi menjadi periode
aktif dan pasif. Tidak seperti sesi paket periode aktif/pasif di dalam paket call
dilambangkan interaksi mesin dengan interaksi manusia. Suatu web browser mulai akan
melayani permintaan user dengan mengambil inisial HTML page menggunakan HTTP.
Pembacaan inisial page dan tiap objek yang ditampilkan (seperti gambar, iklan, dll)
direpresentasikan oleh periode aktif pada paket call sedangkan pembagian waktu dan
protocol yang overhead direpresentasikan oleh periode pasif pada paket call. Pembagian
waktu mengacu kepada browser tersebut menghabiskan waktu untuk menampilkan objek
pada paket call atau web page.
Gambar 2.12. Paket trace dari web browsing session
Karakteristik parameter utama pada trafik web browsing adalah main object size
SM, ukuran dari objek yang ditampilkan adalah SE, jumlah objek yang ditampilkan ND,
reading time D dan pembagian waktu TP, parameter ini ditunjukkan pada Tabel 2.4.
Mode transfer persistent HTTP/1,1 diasumsikan untuk download objeknya secara
seri melalui koneksi single TCP. Berdasarkan observasi distribusi paket size 76 % dari
paket call menggunakan Maximum Transmission Unit (MTU) 1500 byte sedangkan 24 %
paket call menggunakan MTU 576 byte. Paket size juga termasuk 40 byte header paket
TCP/IP dengan hasil payload data yang digunakan 1460 dan 536 byte.
Tabel 2.4. Parameter model trafik HTTP

19. 2.4.3.4. Video Streaming
Misalkan tiap frame dari data video tiba pada interval T ditentukan oleh jumlah
frame per detik. Tiap frame video dikomposisi ke dalam bagian yang tetap, masing-masing
dikirimkan sebagai single packet. Ukuran paket ini dimodelkan sebagai bagian dari
distribusi Pareto. Encoder video mula-mula melakukan encoding interval delay antara
paket dari sebuah frame. Interval ini juga dimodelkan sebagai baigian dari distribusi
Pareto. Parameter model trafik video streaming ditunjukkan pada Tabel 2.5. Pada model ini
video source rate diasumsikan 64 kbps.
Tabel 2.5. Parameter model trafik video streaming

20. 2.4.3.5. Interactive Gaming
Parameter model trafik interactive gaming ditunjukkan pada Tabel 2.6. Pada saat
paket tiba secara uniform didistribusikan antara 0 dan 40 ms. Inisial waktu ini
dipertimbangkan untuk model yang berhubungan dengan random timing antara paket trafik
client yang tiba dan batas frame uplink pada sistem cdma 2000. Pada sistem LTE hanya
dengan durasi sub-frame 1 ms, inisial waktu ini untuk menghitung resource request dan
scheduling diharapkan bersifat relative sangat kecil. Paket waktu yang tiba adalah
deterministic dengan suatu paket yang muncul setiap 40 ms.
Delay maksimum 160 ms diaplikasikan untuk semua paket uplink, misalnya paket
didrop oleh UE jika beberapa bagian paket tidak ditransmisikan pada layer fisik, 160 ms
setelah masuk ke buffer UE. Delay paket dari paket yang didrop dihitung dalam 180 ms.
Gaming user pada jaringan mobile berada diluar jangkauan ketika delay paket rata-rata
lebih besar dari 60 ms. Delay rata-rata adalah rata-rata dari delay semua paket, termasuk
delay paket yang dikirimkan dan delay paket yang didrop.
Tabel 2.6. Parameter model trafik interactive gaming di bagian uplink

21. Parameter model trafik interactive gaming di bagian downlink ditunjukkan pada Tabel 2.7.
Initial waktu paket yang tiba secara uniform didisttribusikan antara 0 dan 40 ms. Waktu
interval paket serta ukuran paket pada bagian downlink dimodelkan menggunakan
besarnya distribusi nilai extreme.
Tabel 2.7. Parameter model trafik interactice gaming di bagian downlink