Embed Size (px)
Citation preview
CDMA2000 1xEV-DO Protocol
Rosmida Syarif Edvian
“ Evolution - Data Only”
1xEV-DO Protocol Stack
Physical Layer
MAC Layer
Stream Layer
Session Layer
Connection Layer
Security Layer
1xEV-DO Application Layer
2
Application
Layer
1xEV-DO Default Protocols
Physical
Layer
MAC
Layer
Stream
Layer
Session
Layer
Connection
Layer
Security
Layer
Physical Layer
Protocol
Stream
Protocol
Control Channel
MAC Protocol
Forward Traffic Channel
MAC Protocol
Access Channel
MAC Protocol
Reverse Traffic Channel
MAC Protocol
Security
Protocol
Key Exchange
Protocol
Authentication
Protocol
Encryption
Protocol
Air Link Management
Protocol
Initialization State
Protocol
Idle State
Protocol
Connected State
Protocol
Session Configuration
Protocol
Address Management
Protocol
Session Management
Protocol
Default
Signaling
Application
Default
Packet
Application
Flow Control
Protocol
Signaling Network
Protocol
Packet Consolidation
Protocol
Route Update
Protocol
Overhead Messages
Protocol
Signaling Link
Protocol
Radio Link
Protocol
Location Update
Protocol
3
Protocol Interfaces
Suatu protokol dapat mempunyai beberapa kondisi. Transisi dapat disebabkan oleh penerimaan message, command, indication dan timeout.
Message dikirimkan dengan menggunakan : Signalling Network Protocol (SNP) – messaging protocol Signaling Link Protocol (SLP) – fragmentation, best effort and reliable delivery
Protocol A
Public
Data
Protocol A
Public
Data
Protocol B
Public
Data
Protocol B
headers/
messages
commands indications
Layer X
Layer Y
Layer X
Layer Y
ANAT
headers/
messages
commands indications
Public
Data
Public
Data
1xEV-DO Protocol Layersand Packet Encapsulation
5
System Protocol Stack
Application
TCP/UDP
IP
PPP
RLP
1xEV-DO
Air Link
UserDevice
BSCFunction
PDSNIP
RouterServerBTS
6
Session versus Connection
AT diberi suatu alamat unicast
Mempertahankan negosiasi dan konfigurasi dari protokol
Selama suatu sesi, koneksi dapat dibuka dan ditutup berulangkali.
Suatu sesi dapat dipertahankan untuk perioda waktu yang lama.
S e s s i o n (refer to radio session) C o n n e c t i o n• Terjadi hanya pada saat koneksi
terbuka, ketika dialokasikan resource pada arah forward dan reverse.
• Autentikasi dapat dilakukan untuk memperoleh kembali akses ke suatu sesi terbuka.
• Terdapat Active set
• Terdapat MACINDEX
• Terdapat Reverse Power Control Channel
• Transmit pada kanal pilot - reverse dan kanal DRC
• Transmisi terjadi pada kanal trafik -forward dan kanal data – reverse.
7
Default Signaling Application:Signaling Link Protocol
Default Signaling Application terdiri dari Signaling Network Protocol (SNP) dan Signaling Link Protocol (SLP). SNP digunakan untuk pertukaran message dan message kontrol
aplikasi yang spesifik SLP menyediakan mekanisme fragmentasi message, pengiriman
message yang reliable dan best effort serta pendeteksian duplikasi untuk message yang bersifat reliable.
Signaling Link Protocol (SLP) terdiri dari 2 layer: SLP delivery layer (SLP-D)
Menyediakan pengiriman paket SNP yang best effort dan reliable. Menyediakan deteksi duplikasi untuk message yang bersifat reliable.
The SLP fragmentation layer (SLP-F) Menyediakan fragmentasi untuk paket SLP-D
Default Signaling Application:Signaling Network Protocol
Signaling Network Protokol ( SNP) merupakan suatu protokol message-routing yang merutekan message menurut type field yang terdapat pada SNP header.
Protokol yang aktual ditandai oleh type field yang dinegosiasikan selama sesi setup.
Sisa dari message yang mengikuti Type field (SNP header) diproses oleh protokol yang ditetapkan dalam type field.
9
Default Packet Application
Default Packet Application menyediakan suatu stream yang dapat digunakan untuk membawa
paket antara AT dan AN.
Defaul Packet Application terdiri dari : The Radio Link Protocol( RLP),
menyediakan retransmisi sehingga dapat mengurangi error rate pada radio link.
Packet Location Update Protocol, mendefinisikan prosedur location update dan message dalam mendukung
manajemen mobilitas untuk Paket Aplikasi.
Flow Control Protocol, menyediakan flow control untuk Default Packet Application.
10
Stream Layer
Menyediakan suatu mekanisme untuk label (tag) paket application layer dengan menambahkan menambahkan suatu stream identifier.
Packet Consolidation Protocol dari connection layer menggunakan label ini untuk pemberian prioritas trafik user dan signaling.
Trafik user dan signaling diberi label.
Aplikasi dengan QOS yang berbeda dapat ditetapkan stream yang berbeda.
11
Session Management Protocol
Mengontrol aktivasi Address Management Protocol dan Session Configuration Protocol sebelum suatu sesi dibentuk.
Menyediakan suatu mekanisme mempertahankan sesi.
Mengatur penutupan sesi.
Terdapat empat kondisi : Inactive State :
tidak ada komunikasi antara AT dan AN (berlaku hanya untuk AT).
AMP Setup State : AT dan AN berkomunikasi pada Address
Management Protocol dan AN memberikan suatu UATI kepada AT.
Open State : suatu sesi bersifat terbuka.
Close State : menunggu prosedur penutupan sesi
selesai.(berlaku hanya untuk AN)
Tx SessionClose
Tx SessionClose
Rx AddressManagement.OpenedInitial State
(Access Terminal)
Rx Activate
Inactivestate
Openstate
AMP setupstate
Initial State
(Access Network)
Tx Session
Close
Rx Session
Close
Rx Session Close or
timer expired
Rx AddressManagement.Opened
Tx Session
Close
AMP setupstate
Openstate
Closestate
Address Management Protocol
Memulai pemberian UATI ke setiap AT Mempertahankan alamat unicast ketika AT berpindah antar subnet.
Address Management Protocol mempunyai tiga kondisi: Inactive State:
tidak ada komunikasi antara AT and AN
Setup State: AT dan AN mempertukarkan UATIRequest / UATIAssignment / UATIComplete untuk memberikan
AT suatu UATI.
Open State : AT telah ditetapkan suatu UATI. AT dan AN dapat juga melakukan pertukaran UATIRequest / UATIAssignment / UATIComplete atau
UATIAssignment / UATIComplete sehingga AT memperoleh UATI baru.
Rx Deactivate
Rx Deactivate
Tx UATICompleteRx ActivateInitial State
(Access Terminal)
Rx Deactivate
Rx UATIRequestInitial State
(Access Network)Rx UATIComplete
Inactive
state
Setup
state
Open
State
Inactive
state
Setup
state
Open
State
Rx Deactivate
Session Configuration Protocol
Mengatur konfigurasi dan negosiasi protokol selama suatu sesi.
Mendukung dua tahap negosiasi: AT-initiated negotiation.
Pertukaran yang dimulai oleh AT untuk merundingkan protokol digunakan di dalam sesi dan beberapa parameter yang digunakan (authentication key lengths, etc, dll).
AN-initiated negotiation Pertukaran yang dimulai oleh AN untuk
mengesampingkan nilai default yang digunakan oleh protokol yang dinegosiasikan.
Mempunyai empat kondisi : Inactive State:
menunggu suatu Activate command
AT Initiated State: negosiasi dilakukan atas inisiatif AT
AN Initiated State: negosiasi dilakukan atas inisiatif AN
Open State : AT dapat memulai prosedur konfiguasi sesi pada
setiap waktu dan AN dapat meminta AT untuk melakukannya pada setiap waktu.
Rx Deactivate
Rx ConfigurationComplete
Tx ConfigurationCompleteRx ConfigurationStar or
Tx ConfigurationRequest orTx any InConfiguration msg.
Rx Deactivate
Rx Activate
Rx Deactivate
Inactive State
Open State AN Iniated State
AT Iniated State
Initial State
(Access Terminal)
Rx Deactivate
Tx ConfigurationComplete
Rx ConfigurationCompleteTx ConfigurationStar or
Rx ConfigurationRequest orRx any InConfiguration msg.
Rx Deactivate
Rx Activate
Rx Deactivate
Inactive State
Open State AN Iniated State
AT Iniated State
Initial State
(Access Network)
Minimal NegotiationProcedure with Key Exchange
Key Exchange
Connection Establishment
Extensive Negotiation Procedure
Key Exchange
Connection Establishment
Session Configuration Protocol
Connection Layer
Koneksi antara AT dan AN dapat dibagi atas :
Koneksi Terbuka: AT ditetapkan suatu forward
Traffic Channel, Reverse Reverse Rate Indicator, dan reverse traffic channel.
Komunikasi antara AT dan AN dilakukan melalui kanal yang ditetapkan tsb.
Koneksi Tertutup: AT tidak ditetapkan resource
airlink yang dedicated. Komunikasi antara AT dan AN
dilakukan melalui Access Channel dan Control Channel.
Initialization
State
Protocol
Air Link
Management
Protocol
Packet
Consolidation
Protocol
Idle State
Protocol
Route Update
Protocol
Connected
State Protocol
Overhead
Messages
Protocol
Air Link Management Protocol
Memelihara keseluruhan koneksi antara AT dan AN.
Terdapat 3 kondisi: Initialization State: AT belum
mengakuisisi jaringan Idle State: AT mengakuisisi
jaringan tetapi koneksi tertutup Connected State: AT mempunyai
koneksi terbuka dengan AN.
Tergantung pada kondisi tersebut, airlink management protocol mengaktivkan Initialization State Protocol, Idle State Protocol, atau Connected State Protocol
Initialization State
IdleState
ConnectedState
NetworkRedirected
ConnectionClosed orSupervision Failed
NetworkRedirected orNetworkLost or
Supervision Failed
NetworkAcquired IdleState ConnectionOpenedInitial State
(Access Terminal)
Initialization State
IdleState
ConnectedState
ConnectionClosed orConnectionLost
IdleState ConnectionOpenedInitial State
(Access Network)
(one for all access terminal)
Initialization State Protocol
mengatur proses yang dilakukan AT dalam mengakuisisi jaringan.
Protokol ini beroperasi pada empat kondisi: Inactive State:
protokol menunggu Activate command.
Network Determination State: AT memilih AN yang digunakan
untuk beroperasi.
Pilot Acquisition State: AT mengakuisisi Forward Pilot
Channel.
Synchronization State: AT melakukan sinkronisasi dengan
ControlChannel cycle, waktu sistem dan menerima Sync message.
Inactive State
NetworkDetermination
State
Pilot AcqusitionState
SynchronizationState
Initial state
Pilot acquired
Network selectedPilot
timer expired
activate
Sync message oke
Idle State Protocol
mengatur AT yang telah berhasil mengakuisisi jaringan, tetapi tidak mempunyai koneksi terbuka.
Mentracking lokasi AT dalam mendukung efisiensi paging ( menggunakan Route Update Protocol)
Melakukan prosedur yang mendorong ke arah pembukaan suatu koneksi
RouteUpdateConnectionOpened
periodic
Sleep State
Monitor StateConnectionSetup State
Inactive State
Initial State
(Access Network)
Rx OpenConnection orRx RoueUpdate
ConnectionInitiated or Rx ConnectionRequest
See text
Activate
Rx Activate
Rx RouteUpdateConnectionOpened
See text
periodic
Monitor State
Sleep StateConnectionSetup State
Inactive State
Initial State
(Access Terminal)
Rx OpenConnection
Connected State Protocol
mengatur AT yang mempunyai koneksi terbuka memanage radio link antara AT dan
AN. melakukan handoff via Route Update
Protocol Melakukan prosedur penutupan
koneksi.
Connected State Protocol mempunyai 3 kondisi: Inactive State:
protokol menunggu Activate command.
Open State: AT dapat menggunakan Reverse Traffic
Channel dan AN dapat menggunakan Forward Traffic Channel dan Control Channel untuk trafik.
Close State: AN menunggu release dari resource
koneksi.
InactiveState
CloseState
Open State
Rx Activate
Rx ConnectionClose
Rx Dectivate orTx ConnectionClose
Rx ConnectionCloseOr timer expires
Initial State
(Access Network)
InactiveState Open State
Rx ActivateInitial State
(Access Terminal)
Rx Dectivate orTx ConnectionClose
Route Update Protocol
Route Update Protocol:
mentracking lokasi AT dan mempertahankan radiolink antara AT dan AN.
Tugas utama : mentracking pilot dan merequest / memanage aktive set dari AT.
Connection Setup Exchange
Default Route Update Protocol
Mentracking lokasi AT untuk mempertahankan radiolink ketika AT berpindah antar coverage area dari sektor yang berbeda .
Protokol ini terdiri dari 3 kondisi: Inactive State:
protokol menunggu Activate command.
Idle State: seperti Idle State pada Air-Link Management Protocol, AT secara otonomi mengelola Active Set. Route update messages dari AT ke AN ditrigger oeh jarak terminal antara sektor yang sedang melayani dan
sektor sebelumnya yang terakhir melayani.
Connected State: Seperti Connected State pada Air-Link Management Protocol, AN memberi tahu aktive set AT. Route update messages dari AN ke AT berdasarkan pada perubahan kondisi radiolink.
Rx Deactivate
Rx Deactivate
Rx ActivateInitial State
Tx/Rx TrafficChannelAssignment
Rx Close
Inactivestate Idle
stateConnected
State
Packet Consolidation Protocol
Memprioritaskan paket untuk keperluan transmisi sebagai fungsi dari prioritas yang ditetapkan dan kanal transmisi yang ditargetkan.
23
Overhead Messages Protocol
QuickConfig message dan SectorParameters message termasuk ke dalam overhead messages. Broadcast melalui control channel yang dilakukan oleh AN membawa parameter penting ke AT dan mempengaruhi berbagai protokol lain.
Fungsi Overhead Message Protocol: mengelola transmisi, supervisi dan resepsi dari message ini dan mensupervisi pilot.
Terdapat 2 kondisi Overhead Messages Protocol : Inactive State:
AT belum mengakuisisi AN atau tidak membutuhkan overhead messages. AN menunggu suatu Activate command.
Active State: AN mengirimkan overhead messages ke AT
Initial StateActivate
(AT Only)
Deactivate
(AT Only)
(AT)
Initial State
(AN)
Inactivestate Active
state
Security Protocol
Security Layer menyediakan: Key Exchange:
AT dan AN mempertukarkan kunci sekuriti untuk autentikasi dan enkripsi.
Authentication: Prosedur autentikasi trafik.
Encryption: Prosedur enkripsi trafik.
Security Layer terdiri dari: Key Exchange Protocol Authentication Protocol Encryption Protocol Security Protocol to provide these functions
Security Protocol menyediakan variabel public yang dibutuhkan oleh authentication protocol dan encryption protocol (spt., cryptosynctime-stamp, dll.).
Connection
Layer
payload
MAC
Layer
payload
Encryption
Protocol
payload
Encryption
Protocol
header
Encryption
Protocol
trailer
Authentication
Protocol
payload
Authentication
Protocol
header
Authentication
Protocol
trailer
Security
Protocol
payload
Security Layer Encapsulation
Security
Protocol
header
Security
Protocol
trailer
Encryption
Protocol
packet
Authentication
Protocol
packet
Security Protocol
Packet
Or
Security Layer
Packet
Key Exchange Protocol
AN memulai pertukaran key berdasarkan algoritma Diffie-Hellman
Masing-Masing sisi menginformasikan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk menghitung key.
Key Exchange Call Flow
26
Authentication Protocol
Melakukan prosedur autentikasi trafik antara AT dan AN
Terdapat 3 tipe autentikasi :
1. IS-856 air interface authentication
2. Access anthentication
3. ISP Authentication
27
Encryption Protocol
Jika tidak ada enkripsi, Encryption Protocol tidak mengubah payload paket security layer. tidak menambahkan Encryption Protocol Header atau Trailer
Cipher-Text untuk protokol ini sama dengan paket Connection Layer .
Jika diperlukan, end-to-end enkripsi dapat disediakan pada application layer (diluar lingkup spesifikasi ini ).
28
MAC Layer29
MAC Layer berisi protokol berikut:
Control Channel MAC Protocol: Membangun paket Control Channel MAC Layer dari paket Security Layer Menambahkan alamat AT untuk paket yang dikirimkan ke spesifik AT. Berisi aturan atau prosedur untuk :
Transmisi access channel dan paket scheduling dari Control Channel AT mengakuisisi Control Channel AT menerima paket Control Channel MAC Layer.
Access Channel MAC Protocol: menetapkan timing dan daya transmit AT pada Access Channel.
Forward Traffic Channel MAC Protocol Berisi aturan pengoperasian Forward Traffic Channel .
mendukung variable rate dan fixed rate FTC
Memberikan aturan untuk transmisi AT pada DRC (Data Rate Control Channel) Memberikan aturan pada AN dalam menginterpretasikan DRC
Reverse Traffic Channel MAC Protocol: Berisi aturan pengoperasian Reverse Traffic Channel Menetapkan bagaimana AT membantu AN mendapatkan Reverse Traffic Channel. Menetapkan bagaiman AT dan AN memilih laju data Reverse Traffic Channel.
MAC Protocol for the Control Channel
Control Channel MAC Protocol menyediakan prosedur dan message yang diperlukan dalam operasi control channel.
Protokol ini terdiri dari dua kondisi: Inactive State:
AN menunggu Activate command. Kondisi ini terjadi ketika AT belum mengakuisisi AN, atau tidak memonitor Control Channel.
Active State: AN transmit dan AT menerima Control Channel.
SC: Synchronous Control Channel capsule.
AC: Asynchronous Control Channel capsule.
Initial State
(AT)Initial State
(AN)
Rx Deactivate
(AT Only)
Rx Activate
(AT Only)
Inactivestate
Activestate
MAC Protocol for the Access Channel
Access Channel MAC Protocol menyediakan prosedur dan message yang diperlukan untuk operasi Access Channel.
Protokol ini mempunyai 2 kondisi :
Inactive State: AT tidak melakukan komunikasi pada Access Channel. AN menunggu active command dari AT pada saat AT baru saja mengakuisisi jaringan
Active State: AT transmit pada Access Channel.
Inactive state
Active state
Rx Activate(AT only)
Rx Deactivate(AT only)
Initial State
(AT)Initial State
(AN)
Access Channel Probing
AT hanya dapat mulai mengrimkan probe pada awal Access Channel Cycle
Pada access probe, AT pada mulanya hanya mengirimkan pilot (I-channel), sebagai preamble. Setelah preamble, AT juga mengirimkan Q-channel untuk membawa message.
Durasi preamble : (PreambleLength ×16 slots) message capsule dapat mempunyai panjang hingga : CapsuleLengthMax ×16 slots
AT harus mengirimkan probe yang lain, kecuali salah satu hal berikut terjadi : AT menerima suatu ACAck message. AT menerima suatu Deactivate command AT sudah mengirimkan jumlah maksimum probe per sequence (ProbeNumStep)
Sebelum mengirimkan probe yang pertama, AT melakukan pengetesan untuk menghindari kongesti pada Access Channel. Test juga dilakukan antar probe sequences.
MAC Protocol for The Forward Traffic Channel
Forward Traffic Channel MAC Protocol menyediakan prosedur dan message yang diperlukan untuk pengoperasian Forward Traffic Channel, dengan menetapkan : Forward Traffic Channel addressing Forward Traffic Channel rate control.
Mempunyai 3 kondisi : Inactive State
Variable Rate State: FTC dikirimkan dengan laju bervariasi, yang direquest melalui DRC
Fixed Rate State: FTC dikirimkan ke AT dari satu sektor tertentu, pada laju tertentu.
Inactive stateVariable
rate state
Fixedrate state
Deactivate
Activate
Deactivate
AT Dependent
Initial State
AT Dependent
MAC Protocol for The Reverse Traffic Channel
Reverse Traffic Channel MAC Protocol menetapkan aturan transmisi dan rate kontrol untuk Reverse traffic Channel.
Protokol ini mempunyai 3 kondisi : Inactive State: AT tidak mempunyai Reverse
Traffic Channel. Untuk mendapatkan RTC tsb, AT harus mengirimkan Activate command.
Setup State: AT melakukan negosiasi untuk suatu sesi, dan telah mendapatkan power control command dari AN, tetapi belum diijinkan untuk mengirimkan data pada RTC.
Open State: AT dapat mengirimkan data dan melakukan negosiasi laju transmisi pada RTC.
Inactive statesetup state
open state
Rx Activate
Rx Deactivate Tx/Rx RTCAck
Rx Deactivate orTimer expires
Initial State
Reverse Traffic Channel Rates and Payload
Physical Layer
35
Physical Layer menetapkan parameter-parameter seperti:
Frekuensi
Power Output
Struktur kanal
Encoding
Modulasi
TERIMA KASIH
36
