Buku Komunitas SDN-RG

TOWARD SOFTWARE-DEFINED CELULLAR NETWORK

by: Li Erran Li, Z. Moreley Mao, & Jennifer Rexford

Hamzah U. Mustakim

1. Pendahuluan

Pertumbuhan pesat pengguna smart-phone dan tablet diikuti juga oleh perkembangan jaringan seluler. Insfraksttuktur jaringan yang luas dan bentuk topologi yang kompleks memiliki beberapa kendala dalam proses konfigurasi setiap perangkat yang digunakan, karena menggunakan perangkat dari vendor yang berbeda, sehingga menjadi kurang fleksibel pada proses operasional. Penerapan SDN (Software Difined Network) pada jaringan seluler dapat menyederhanakan desain topologi dan pengelolaan insfrakstuktur jaringan seluler. Selain itu juga memungkinkan operator untuk menambahkan layanan baru kepada pelanggan.

2. Implementasi

Konsep SDN yang dipaparkan pada paper ini adalah dengan menambahkan kontroler, switch, dan base-station yang dapat mengoperasikan aplikasi kontroler dengan fungsi sebagai berikut: Mendefinisikan kebijakan dan aturan berdasarkan atribut / identitas pelanggan daripada alamat dan lokasi pelanggan. Melakukan proses kontrol secara real-time melalui local switch agent. Melakukan pemeriksaan terhadap setiap paket data dan header secara mendalam. Mengelola pembagian pada alokasi sumber daya base-station secara remote.

Gambar 1: Arsitektur 4G LTE (Long Term Evolution)

Pada arsitertur jaringan LTE (gambar 1) terdapat beberapa bagian (node) yang memiliki control plane dan data plane dengan fungsi tertentu. Diantara bagian-bagian tersebut adalah:

1. Base-station (eNodeB): berfungsi menghubungkan UE (user equipment) pada jaringan LTE dan meneruskan paket data dari UE kepada jaringan dan sebaliknya.
2. S-GW (Serving Gateway) : sebagai pusat mobilitas UE. Bagian ini selalu memonitor pergerakan UE serta bertugas mengalokasikan frekuensi dan alamat IP.
3. P-GW (Paket Data Gateway) : berfungsi mengatur parameter QoS dan memonitor trafik data yang masuk pada jaringan. Selain itu juga bertugas untuk mengubungkan UE kepada jaringan internet dan jaringan seluler yang lain.

Secara sederhana jaringan LTE dapat disederhanakan seperti gambar dibawah ini (gambar 2) :

Gambar 2 : Arsitertur jaringan LTE secara sederhana

Penerapan SDN pada jaringan seluler akan memberikan solusi dari beberapa masalah utama yang terjadi pada jaringan. Berikut ini adalah beberapa keuntungan yang didapatkan dari penerapan SDN:

1. SDN memberikan proses klasifikasi paket data yang masuk pada jaringan dan memberikan kempuan routing secara fleksibel. Operator dapat memonitor semua trafik secara real-time dan efektif.
2. SDN memberikan protokol yang dapat bekerja pada teknologi seluler yang berbeda sehingga membuat proses mobility management menjadi jauh lebih mudah.
3. SDN memungkinkan proses distribusi parameter QoS dan kebijakan keamanan menggunakan firewall.
4. SDN membuat penerapan jaringan virtual pada jaringan seluler menjadi mudah dengan cara membagi flow-space pada paket headers.
5. SDN dapat memusatkan proses kontrol dari beberapa base-station sehingga dapat menghemat daya listrik dan alokasi radio channel yang digunakan.

Dibutuhkan empat ekstensi utama yang perlu ditambahan pada jaringan seluler untuk proses penerapan SDN. Penambahan ekstensi tersebut akan mengubah bentuk arsitektur jaringan seluler seperti berikut ini (Gambar 3):

Gambar 3 : Arsiterkur jaringan SDN seluler

Keempat ekstensi tersebut adalah:

1. Kontroler : Membuat parameter aturan dan kebijakan dalam hal atribut pelanggan.
2. Aplikasi Switch : Local control agent.
3. Perangkat Switch : Memproses dan melakukan klasifikasi paket data secara flesibel berdasarkan header.
4. Base Station : BTS harus mendukung remote control untuk mengatur alokasi sumber daya pada jaringan virtual serta berfungsi untuk manajemen cell secara fleksibel.

3. Kesimpulan

Teknolologi SDN dapat membuat jaringan seluler yang kompleks menjadi lebih sederhana dan lebih mudah untuk diatur. Selain itu juga akan memberikan peluang kepada operator untuk membuat berbagai layanan baru kepada pelanggan yang dapat dioperasikan pada jenis jaringan nirkabel yang lain.

4. Referensi

E. Li et al.., “Toward Software-Defined Cellular Networks,” Proc. EWSDN, Darmstadt, Germany, 2012.