Protokol 1xEV-DO terdiri dari beberapa lapisan protokol mulai dari lapisan fisik hingga lapisan aplikasi. Lapisan-lapisan protokol tersebut meliputi protokol fisik, MAC, lapisan koneksi, sesi, aliran, dan aplikasi. Protokol-protokol default yang digunakan antara lain protokol sinyal, protokol paket, dan protokol aliran.

1. CDMA2000 1xEV-DO Protocol
“ Evolution - Data Only”
Rosmida Syarif Edvian

2. 1xEV-DO Protocol Stack
2
1xEV-DO Application Layer
Stream Layer
Session Layer
Connection Layer
Security Layer
MAC Layer
Physical Layer

3. 1xEV-DO Default Protocols
3
Default Default
Signaling Network Flow Control
Signaling Packet
Protocol Protocol
Application Application Application
Signaling Link Radio Link Location Update Layer
Protocol Protocol Protocol
Stream
Protocol
Stream
Layer
Session Configuration Address Management Session Management Session
Protocol Protocol Protocol
Layer
Air Link Management Initialization State Idle State Connected State
Protocol Protocol Protocol Protocol Connection
Packet Consolidation Route Update Overhead Messages Layer
Protocol Protocol Protocol
Security Key Exchange Authentication Encryption Security
Protocol Protocol Protocol Protocol
Layer
Control Channel Forward Traffic Channel Access Channel Reverse Traffic Channel MAC
MAC Protocol MAC Protocol MAC Protocol MAC Protocol
Layer
Physical Layer Physical
Protocol Layer

4. Protocol Interfaces
AT AN
Protocol A Protocol A
headers/ Layer X
Layer X Public Public
Public
messages
Data Data
Data
commands indications commands indications
Protocol B Protocol B
headers/
Layer Y Layer Y
Public messages Public
Data Data
 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

5. 1xEV-DO Protocol Layers
and Packet Encapsulation
5

6. System Protocol Stack
6
User BSC IP
BTS PDSN Server
Device Function Router
Application
TCP/UDP
IP
PPP
RLP
1xEV-DO
Air Link

7. Session versus Connection
7
Session (refer to radio session) Connection
• Terjadi hanya pada saat koneksi
terbuka, ketika dialokasikan resource
AT diberi suatu alamat pada arah forward dan reverse.
unicast
• Autentikasi dapat dilakukan untuk
memperoleh kembali akses ke suatu
Mempertahankan negosiasi sesi terbuka.
dan konfigurasi dari protokol
• Terdapat Active set
Selama suatu sesi, koneksi • Terdapat MACINDEX
dapat dibuka dan ditutup
• Terdapat Reverse Power Control
berulangkali. Channel
Suatu sesi dapat • Transmit pada kanal pilot - reverse
dan kanal DRC
dipertahankan untuk perioda
waktu yang lama. • Transmisi terjadi pada kanal trafik -
forward dan kanal data – reverse.

8. 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

9. Default Signaling Application:
Signaling Network Protocol
9
 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.

10. Default Packet Application
10
 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.

11. Stream Layer
11
 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.

12. Session Management Protocol
(Access Terminal)
Rx Activate Rx AddressManagement.Opened
Initial State
 Mengontrol aktivasi Address Management
Protocol dan Session Configuration
Inactive AMP setup Open
Protocol sebelum suatu sesi dibentuk. state state state
 Menyediakan suatu mekanisme
mempertahankan sesi. Tx SessionClose
 Mengatur penutupan sesi.
Tx SessionClose
 Terdapat empat kondisi : (Access Network)
 Inactive State : Initial State
 tidak ada komunikasi antara AT dan AN (berlaku
hanya untuk AT).
 AMP Setup State : AMP setup
 AT dan AN berkomunikasi pada Address Tx state
Management Protocol dan AN memberikan Session Rx AddressManagement.
suatu UATI kepada AT. Close Rx Opened
Session
 Open State : Close or
Rx
Session
 suatu sesi bersifat terbuka. timer Close
expired
 Close State :
 menunggu prosedur penutupan sesi Close Open
selesai.(berlaku hanya untuk AN) state state
Tx
Session
Close

13. Address Management Protocol
(Access Terminal) (Access Network)
Rx Activate Tx UATIComplete Rx UATIRequest Rx UATIComplete
Initial State Initial State
Inactive Setup Open Inactive Setup Open
state state State state state State
Rx Deactivate Rx Deactivate
Rx Deactivate Rx Deactivate
 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.

14. Session Configuration (Access Network)
Protocol Initial State
Rx Deactivate
Inactive State AT Iniated State
 Mengatur konfigurasi dan negosiasi
protokol selama suatu sesi. Rx Deactivate
Rx Configuration
 Mendukung dua tahap negosiasi: Rx Deactivate Tx ConfigurationStar or Complete
Rx Activate Rx ConfigurationRequest or
 AT-initiated negotiation. Rx any InConfiguration msg.
 Pertukaran yang dimulai oleh AT untuk
merundingkan protokol digunakan di dalam sesi
dan beberapa parameter yang digunakan Open State AN Iniated State
(authentication key lengths, etc, dll).
 AN-initiated negotiation
 Pertukaran yang dimulai oleh AN untuk
mengesampingkan nilai default yang digunakan Tx ConfigurationComplete
oleh protokol yang dinegosiasikan.
(Access Terminal)
 Mempunyai empat kondisi : Initial State
Rx Deactivate
 Inactive State:
 menunggu suatu Activate command
 AT Initiated State:
Inactive State AT Iniated State
 negosiasi dilakukan atas inisiatif AT
 AN Initiated State:
 negosiasi dilakukan atas inisiatif AN Rx Deactivate
Tx Configuration
 Open State : Rx Deactivate Rx ConfigurationStar or Complete
 AT dapat memulai prosedur konfiguasi sesi pada Rx Activate Tx ConfigurationRequest or
Tx any InConfiguration msg.
setiap waktu dan AN dapat meminta AT untuk
melakukannya pada setiap waktu.
Open State AN Iniated State
Rx ConfigurationComplete

15. Session Configuration Protocol
Connection Establishment
Connection Establishment
Key Exchange
Key Exchange
Minimal Negotiation Extensive Negotiation Procedure
Procedure with Key Exchange

16. Connection Layer
 Koneksi antara AT dan AN dapat
dibagi atas :
Initialization Air Link Packet
 Koneksi Terbuka: State Management Consolidation
 AT ditetapkan suatu forward Protocol Protocol Protocol
Traffic Channel, Reverse Reverse
Rate Indicator, dan reverse traffic
channel.
 Komunikasi antara AT dan AN
dilakukan melalui kanal yang
ditetapkan tsb.
Connected Route Update Idle State
State Protocol Protocol Protocol
 Koneksi Tertutup:
 AT tidak ditetapkan resource
airlink yang dedicated.
 Komunikasi antara AT dan AN
dilakukan melalui Access Channel
dan Control Channel. Overhead
Messages
Protocol

17. Air Link Management Protocol
(Access Network)
Initial State
IdleState ConnectionOpened
 Memelihara keseluruhan koneksi
antara AT dan AN. Initialization Idle Connected
State State State
 Terdapat 3 kondisi: ConnectionClosed or
(one for all access terminal) ConnectionLost
 Initialization State: AT belum
mengakuisisi jaringan
 Idle State: AT mengakuisisi
jaringan tetapi koneksi tertutup
(Access Terminal)
 Connected State: AT mempunyai
Initial State
koneksi terbuka dengan AN. NetworkAcquired IdleState ConnectionOpened
 Tergantung pada kondisi tersebut, Initialization
State
Idle
State
Connected
State
airlink management protocol
mengaktivkan Initialization State NetworkRedirected or ConnectionClosed or
Protocol, Idle State Protocol, atau NetworkLost or
Supervision Failed
Supervision Failed
Connected State Protocol
NetworkRedirected

18. Initialization State Protocol
 mengatur proses yang
dilakukan AT dalam Initial state
activate
mengakuisisi jaringan.
Inactive Network
State Determination
 Protokol ini beroperasi pada State
empat kondisi:
 Inactive State: Sync Network
 protokol menunggu Activate message oke Pilot selected
timer expired
command.
 Network Determination State:
Synchronization
 AT memilih AN yang digunakan State Pilot Acqusition
untuk beroperasi. State
 Pilot Acquisition State:
 AT mengakuisisi Forward Pilot Pilot acquired
Channel.
 Synchronization State:
 AT melakukan sinkronisasi dengan
ControlChannel cycle, waktu sistem
dan menerima Sync message.

19. Idle State Protocol
(Access Network) Activate
Initial State
Inactive State Sleep State
 mengatur AT yang telah RouteUpdate
ConnectionOpened
periodic
berhasil mengakuisisi See text
jaringan, tetapi tidak Connection Monitor State
mempunyai koneksi terbuka. Setup State
Rx OpenConnection or
Rx RoueUpdate
 Mentracking lokasi AT dalam ConnectionInitiated
or Rx ConnectionRequest
mendukung efisiensi paging ( (Access Terminal)
menggunakan Route Update Initial State Rx Activate
Protocol)
 Melakukan prosedur yang Inactive State Monitor State
mendorong ke arah
pembukaan suatu koneksi Rx RouteUpdate
periodic
ConnectionOpened
See text
Connection
Setup State Sleep State
Rx OpenConnection

20. Connected State Protocol
(Access Terminal)
Initial State Rx Activate
 mengatur AT yang mempunyai
koneksi terbuka
 memanage radio link antara AT dan Inactive
AN. State Open State
 melakukan handoff via Route Update
Protocol
Rx Dectivate or
 Melakukan prosedur penutupan Tx ConnectionClose
koneksi.
 Connected State Protocol (Access Network)
Initial State
mempunyai 3 kondisi: Rx Activate
 Inactive State:
 protokol menunggu Activate command.
 Open State: Inactive
 AT dapat menggunakan Reverse Traffic State Open State
Channel dan AN dapat menggunakan
Forward Traffic Channel dan Control
Channel untuk trafik.
Rx ConnectionClose
 Close State: Rx ConnectionClose
Rx Dectivate or
 AN menunggu release dari resource Or timer expires
Tx ConnectionClose
koneksi.
Close
State

21. 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

22. Default Route Update Protocol
Rx Activate Tx/Rx TrafficChannelAssignment
Initial State
Inactive
state Idle Connected
state State
Rx Deactivate Rx Close
Rx Deactivate
 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.

23. Packet Consolidation Protocol
23
 Memprioritaskan paket untuk keperluan transmisi
sebagai fungsi dari prioritas yang ditetapkan dan
kanal transmisi yang ditargetkan.

24. Overhead Messages Protocol
Activate Initial State
Initial State
(AT Only) (AN)
(AT)
Inactive
state Active
state
Deactivate
(AT Only)
 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

25. Security Protocol
 Security Layer menyediakan: Security Layer Encapsulation
 Key Exchange: Connection
 AT dan AN mempertukarkan kunci sekuriti untuk Layer
autentikasi dan enkripsi. payload
 Authentication:
 Prosedur autentikasi trafik.
Encryption Encryption Encryption
 Encryption: Encryption
Protocol Protocol Protocol Protocol
 Prosedur enkripsi trafik. packet header payload trailer
 Security Layer terdiri dari: Authentication Authentication Authentication Authentication
 Key Exchange Protocol Protocol Protocol Protocol Protocol
 Authentication Protocol packet header payload trailer
 Encryption Protocol
 Security Protocol to provide these functions Security Protocol
Security Security Security
Packet
Or Protocol Protocol Protocol
 Security Protocol menyediakan variabel Security Layer header payload trailer
public yang dibutuhkan oleh authentication Packet
protocol dan encryption protocol (spt.,
cryptosynctime-stamp, dll.). MAC
Layer
payload

26. Key Exchange Protocol
26
 AN memulai pertukaran key
berdasarkan algoritma Diffie-Hellman
 Masing-Masing sisi menginformasikan
berapa lama waktu yang dibutuhkan
untuk menghitung key.
Key Exchange Call Flow

27. Authentication Protocol
27
 Melakukan prosedur autentikasi trafik antara
AT dan AN
 Terdapat 3 tipe autentikasi :
 1. IS-856 air interface authentication
 2. Access anthentication
 3. ISP Authentication

28. Encryption Protocol
28
 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 ).

29. MAC Layer
29
 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.

30. MAC Protocol for the Control Channel
Initial State Rx Activate
Initial State
(AT) (AT Only)
(AN)
Inactive Active
state state
Rx Deactivate
(AT Only)
SC: Synchronous Control Channel capsule.
AC: Asynchronous Control Channel capsule.
 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.

31. MAC Protocol for the Access Channel
Initial State Rx Activate Initial State
(AT only)
(AT) (AN)
Inactive Active
state state
Rx Deactivate
(AT only)
 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.

32. 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.

33. MAC Protocol for The
Initial State
Forward Traffic Channel Deactivate
Inactive state
Variable
rate state
Activate
AT Dependent
Deactivate
AT Dependent
 Forward Traffic Channel MAC Protocol Fixed
menyediakan prosedur dan message yang rate state
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.

34. MAC Protocol
for The Reverse Traffic Channel
Initial State Rx Activate
 Reverse Traffic Channel MAC Protocol
menetapkan aturan transmisi dan rate
kontrol untuk Reverse traffic Channel. Inactive state
setup state
 Protokol ini mempunyai 3 kondisi : Rx Deactivate or
Timer expires
 Inactive State: AT tidak mempunyai Reverse Rx Deactivate Tx/Rx RTCAck
Traffic Channel. Untuk mendapatkan RTC
tsb, AT harus mengirimkan Activate
command. open state
 Setup State: AT melakukan negosiasi untuk
suatu sesi, dan telah mendapatkan power
control command dari AN, tetapi belum Reverse Traffic Channel Rates and Payload
diijinkan untuk mengirimkan data pada RTC.
 Open State: AT dapat mengirimkan data dan
melakukan negosiasi laju transmisi pada
RTC.

35. Physical Layer
35
 Physical Layer menetapkan parameter-
parameter seperti:
 Frekuensi
 Power Output
 Struktur kanal
 Encoding
 Modulasi

36. 36
TERIMA KASIH