jurnal ilmiah 3

16
PERENCANAAN DAN ANALISIS JARINGAN TRANSMISI MICROWAVE MENGGUNAKAN PATHLOSS 4.0 STUDI KASUS DI PT. ALITA PRAYA MITRA JAKARTA SELATAN Planning and Analysis Microwave Transmission Network using Pathloss 4.0 Case Study at PT. Alita Praya Mitra, South Jakarta Alfin Hikmaturokhman 1 , Eka Wahyudi 2 , Triana Haslinda Perdana Wati 3 Program Studi Diploma III Teknik Telekomunikasi, Purwokerto 1,2,3 Akademi Teknik Telekomunikasi Sandhy Putra Purwokerto 1 [email protected] , 2 [email protected] , 3 [email protected] ABSTRAK Dalam melakukan transmisi gelombang mikro terdapat pengaruh redaman dan fading, maka banyak propagasi yang tidak Line Of Sight. Oleh karena itu, diperlukan cara untuk mengatasinya dengan melakukan perencanaan jaringan transmisi gelombang mikro dengan space diversity. Pada jalur BTS Departemen Agama dengan BTS Cikini Suroso akan dilakukan perencanaan dan analisis link budget. Analisis dilakukan dengan melakukan komparasi antara hasil perhitungan dengan perencanaan non diversity maupun space diversity. Perhitungan link budget digunakan untuk memastikan bahwa level daya penerima lebih besar dari level daya threshold agar sinyal cukup kuat untuk diterima dengan baik dan nilai availability sebagai tolak ukur untuk memastikan sistem dapat berfungsi dengan baik dalam mengatasi redaman dan fading. Dari hasil analisis diperoleh nilai daya terima -30,28 dBm, lebih besar dari nilai Rx threshold level -83,00 dBm (RSL ≥ Rx TH ) dan nilai availability non diversity 99,99999991%, sedangkan nilai availability space diversity 99,99999999793%. Pada space diversity mendapatkan nilai availability lebih besar, maka dapat disimpulkan bahwa sistem dapat melakukan komunikasi jaringan transmisi gelombang mikro dengan lebih baik pada konfigurasi space diversity dan dilakukan secara optimal. Perencanaan dan analisis link budget menggunakan Pathloss 4.0. Kata kunci : Link budget, Non diversity, Space diversity, Availability, Pathloss 4.0 ABSTRACT In microwave transmission there are attenuation and fading effect, so there are so many propagation that is not Line of Sight. Therefore, it is needed a way to solve with network planning microwave transmission with space diversity. This project will analyze the link between Departemen Agama and Cikini Suroso BTS with link budget analysis and planning. Analysis done by doing comparison between the calculation result with both non diversity and space diversity planning. Link budget calculation used to ensure that the receiver power level is greater than the threshold level so the signal is strong enough to receive with enough power and the availability as a guidance to ensure the system can operate well in overcoming the attenuation and fading. From the results obtained by analysis of -30.28 dBm received power value is greater than the value of -83.00 dBm Rx threshold level (RSL RxTH) and the value availability of non diversity 99.99999991%, while the value availability of space diversity 99.99999999793%. In the space diversity gain values greater availability, so it can be concluded that the system can communicate with the microwave transmission network is better in

Upload: febry-setyadillah

Post on 10-Apr-2016

637 views

Category:

Documents


19 download

TRANSCRIPT

Page 1: jurnal ilmiah 3

PERENCANAAN DAN ANALISIS JARINGAN TRANSMISI MICROWAVE MENGGUNAKAN PATHLOSS 4.0 STUDI KASUS DI PT. ALITA PRAYA MITRA

JAKARTA SELATANPlanning and Analysis Microwave Transmission Network using Pathloss 4.0 Case Study

at PT. Alita Praya Mitra, South Jakarta

Alfin Hikmaturokhman1, Eka Wahyudi2, Triana Haslinda Perdana Wati3

Program Studi Diploma III Teknik Telekomunikasi, Purwokerto1,2,3 Akademi Teknik Telekomunikasi Sandhy Putra Purwokerto

1 [email protected] , 2 [email protected] , 3 [email protected]

ABSTRAKDalam melakukan transmisi gelombang mikro terdapat pengaruh redaman dan fading, maka banyak

propagasi yang tidak Line Of Sight. Oleh karena itu, diperlukan cara untuk mengatasinya dengan melakukan perencanaan jaringan transmisi gelombang mikro dengan space diversity. Pada jalur BTS Departemen Agama dengan BTS Cikini Suroso akan dilakukan perencanaan dan analisis link budget. Analisis dilakukan dengan melakukan komparasi antara hasil perhitungan dengan perencanaan non diversity maupun space diversity. Perhitungan link budget digunakan untuk memastikan bahwa level daya penerima lebih besar dari level daya threshold agar sinyal cukup kuat untuk diterima dengan baik dan nilai availability sebagai tolak ukur untuk memastikan sistem dapat berfungsi dengan baik dalam mengatasi redaman dan fading. Dari hasil analisis diperoleh nilai daya terima -30,28 dBm, lebih besar dari nilai Rx threshold level -83,00 dBm (RSL ≥ RxTH) dan nilai availability non diversity 99,99999991%, sedangkan nilai availability space diversity 99,99999999793%. Pada space diversity mendapatkan nilai availability lebih besar, maka dapat disimpulkan bahwa sistem dapat melakukan komunikasi jaringan transmisi gelombang mikro dengan lebih baik pada konfigurasi space diversity dan dilakukan secara optimal. Perencanaan dan analisis link budget menggunakan Pathloss 4.0.

Kata kunci : Link budget, Non diversity, Space diversity, Availability, Pathloss 4.0

ABSTRACT

In microwave transmission there are attenuation and fading effect, so there are so many propagation that is not Line of Sight. Therefore, it is needed a way to solve with network planning microwave transmission with space diversity. This project will analyze the link between Departemen Agama and Cikini Suroso BTS with link budget analysis and planning. Analysis done by doing comparison between the calculation result with both non diversity and space diversity planning. Link budget calculation used to ensure that the receiver power level is greater than the threshold level so the signal is strong enough to receive with enough power and the availability as a guidance to ensure the system can operate well in overcoming the attenuation and fading. From the results obtained by analysis of -30.28 dBm received power value is greater than the value of -83.00 dBm Rx threshold level (RSL≥RxTH) and the value availability of non diversity 99.99999991%, while the value availability of space diversity 99.99999999793%. In the space diversity gain values greater availability, so it can be concluded that the system can communicate with the microwave transmission network is better in space diversity configuration and performed optimally. Planning and in link budget analysis using Pathloss 4.0.

Keyword : Link budget, Non diversity, Space diversity, Availability, Pathloss 4.0

1. PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang

Komunikasi microwave sebagai sarana transmisi memiliki peran penting dalam telekomunikasi termasuk telepon nirkabel. Hal tersebut karena komunikasi radio microwave dapat diterapkan sebagai penghubung antar Base

Transceiver Station (BTS) atau Base System Control (BSC) dalam pengiriman informasi dengan kapasitas yang besar. Penerapan komunikasi radio microwave sebagai penghubung antar BTS ini akan sulit mendapatkan kondisi sistem komunikasi yang bekerja dengan optimal pada jalur LOS di mana masih terdapat

Page 2: jurnal ilmiah 3

redaman (pengurangan energi) dan fading (pudaran) sehingga dapat mengganggu sistem komunikasi microwave tersebut.[2]

Upaya yang dilakukan untuk memberikan pelayanan terjamin, utamanya kualitas sinyal tetap bagus pada komunikasi radio microwave adalah dengan melakukan diversity yaitu space diversity untuk menambah antena penerima diversity. Selain itu diperlukan adanya analisa terhadap besarnya link budget setelah perencanaan dilakukan pada jaringan transmisi microwave tersebut agar komunikasi microwave mendapatkan kondisi sistem komunikasi yang bekerja dengan optimal. Dalam melakukan perencanaan dan perhitungan link budget tersebut penulis menggunakan alat bantu software Pathloss 4.0.

1.2. Rumusan MasalahBerdasarkan uraian diatas, maka

dapat diketahui beberapa permasalahan yang dapat dikaji lebih lanjut, yaitu:1. Bagaimana perencanaan jaringan

microwave dan analisis link budget agar memenuhi kondisi sistem komunikasi yang bekerja dengan optimal dalam melakukan performansi komunikasi radio microwave?

2. Apakah konfigurasi space diversity dapat digunakan pada sistem komunikasi microwave untuk mengatasi gangguan akibat efek yang terjadi di lingkungan seperti redaman dan fading?

1.3. Tujuan PenulisanAdanya tujuan dari penulisan tugas

akhir ini, yaitu:1. Melakukan perencanaan jaringan dan

analisis link budget agar memenuhi kondisi sistem komunikasi yang bekerja dengan optimal dalam melakukan performansi komunikasi radio microwave.

2. Mengetahui apakah konfigurasi space diversity dapat digunakan pada sistem komunikasi microwave untuk mengatasi gangguan akibat efek yang terjadi di lingkungan seperti redaman dan fading.

1.4. Batasan Masalah1. Perencanaan dan analisis dilakukan

pada satu hop link BTS Departemen Agama dengan BTS Cikini Suroso (Jakarta).

2. Tidak membahas modulasi link transmisi dan data yang ditransmisikan.

3. Konfigurasi yang dilakukan adalah non diversity dan space diversity.

4. Software yang digunakan untuk membuat perencanaan adalah Pathloss 4.0.

5. Parameter yang dianalisis dan untuk menghitung link budget meliputi :a. Gainb. Free Space Loss (FSL)c. Effective Isotropic Radiated

Power (EIRP)d. Isotropic Received Level (IRL)e. Received Signal Level (RSL)f. Hoplossg. Availabilityh. Fade Margin

2. DASAR TEORI2.1. Sistem Komunikasi Gelombang Mikro

Komunikasi gelombang mikro adalah komunikasi tanpa kabel yang memanfaatkan udara bebas sebagai media transmisi untuk membawa sinyal informasi. Sistem komunikasi gelombang mikro terdiri atas dua bagian pokok, yaitu pemancar (transmitter) dan penerima (receiver). Dalam perjalanannya dari antena pemancar ke antena penerima, gelombang radio melalui berbagai lintasan dengan mekanisme perambatan dasar Line of Sight (LOS) seperti yang ditunjukan pada Gambar 1.[3]

Gambar 1. Propagasi LOS [1]

2.2. Efek Atmosfer dan Fading Pada Komunikasi Gelombang Mikro1. Efek Atmosfera. Absorption (Penyerapan)

Page 3: jurnal ilmiah 3

Absorption dapat disebabkan oksigen dalam atmosfer, hujan dan kabut. Hal ini menyebabkan energi yang dipropagasikan mengalami redaman tetapi redaman yang diberikan kecil pengaruhnya.

b. Refraction (Pembiasan)Refraction merupakan pembelokan gelombang radio karena perubahan karakteristik atmosfer seperti perubahan temperatur, kerapatan dan kelembaban.

c. Ducting (jebakan atmosfer)

Ducting adalah peristiwa di mana terperangkapnya gelombang mikro dalam sebuah atmosfer waveguide. Ini biasa terjadi pada ketinggian yang rendah dengan lapisan atmosfer yang sangat padat dan terjadi di dekat atau di atas permukaan air.

2. Efek FadingFading merupakan fluktuasi yang

terjadi pada propagasi gelombang radio, mengakibatkan turunnya daya yang diterima dan rusaknya kualitas transmisi.

Multipath Fading merupakan diterimanya gelombang yang merambat melalui jalan yang berbeda, sehingga terjadi saling interferensi.

2.3. Panangulangan FadingDiversity adalah operasi yang

dilakukan oleh dua atau lebih pada sistem secara bersamaan. Ini bisa dijelaskan sebagai peralatan (equipment) yang bersifat redundancy.

Space Diversity (Diversitas Ruang) dapat digunakan untuk mengatasi efek akibat fading. Space Diversity menerima sinyal dari dua atau lebih antena yang terpisah secara vertikal. Setelah sinyal diterima oleh masing-masing antena kemudian secara simultan dihubungkan ke diversity combiner. Antena, yang dipasang secara vertikal antara antena utama dan antena diversity berjarak 100 λ – 200 λ.[4]

Sistem transmisi menggunakan teknik Space Diversity untuk mengatasi fading akan diperoleh faktor perbaikan dengan persamaan sebagai berikut[1] :

Isd = 20 log s + 10 log f - 10 log D + FM – v – 29,1 …......… (1)

dengan,Isd = faktor perbaikan (dB)s = jarak antar antena (m)v = beda gain antena (dB)D = panjang lintasan (km)f = frekuensi (GHz)FM= Fading Margin (dB)

Gambar 2. Sistem Space Diversity [6]

2.4. Perhitungan Link Budget1. Gain Antena

Gain mengukur kemampuan antena untuk mengirimkan gelombang yang diinginkan ke arah tujuan. Secara komersial, efisiensi antena parabola antara 50% hingga 70%. Besarnya nilai gain dapat dicari menggunakan persamaan[6] :

G = 20 log f + 20 log d + 10 log η + 20,4 …………………….……… (2)

dengan,G = penguatan antena (dBi) d = diameter antena (m)η = efisiensi antena (55%)f = frekuensi antena (GHz)

2. Free Space Loss (FSL)FSL adalah redaman yang ada

sepanjang ruang antara antena pemancar dan penerima. Pada ruang ini tidak diijinkan adanya penghalang, karena transmisinya berkarakter LOS. Besarnya FSL dapat dihitung dengan persamaan berikut[7] :

FSL = 92,45 + 20 log(fGHz) + 20 log(DKm) …………............ (3)

dengan,FSL = Free Space Loss (dB)f = frekuensi (Ghz)D = jarak (km)

3. Effective Isotropic Radiated Power (EIRP)

EIRP merupakan daya maksimum gelombang sinyal mikro yang keluar

Page 4: jurnal ilmiah 3

dari antena, dalam arti lain daya tersebut sudah mengalami penguatan. EIRP diperoleh dengan menjumlahkan daya output dari antena pemancar dengan gain antena lalu dikurangkan oleh loss atau dapat dituliskan seperti persamaan berikut[4], [7] :

EIRP = PTx + Gant – LTx ..………..... (4)

dengan,EIRP = EIRP (dBm)PTx = daya pancar (dBm)Gant = Gain antenna (dBi)LTx = Transmitter loss (dB)

4. Isotropic Received Level (IRL)IRL merupakan nilai level daya

isotropic yang diterima oleh stasiun penerima. Besar nilai IRL didapatkan dari persamaan berikut[4] :

IRL = EIRP – FSL ……...………... (5)

dengan,IRL = IRL (dBm)EIRP = EIRP (dBm)FSL = Free Space Loss (dB)

5. Received Signal Level (RSL)RSL merupakan level daya yang

diterima oleh piranti pengolah decoding. Nilai RSL ini dipengaruhi oleh rugi-rugi jalur di sisi antena penerima dan gain antena penerima. Dengan ini nilai RSL dapat dihitung dengan persamaan berikut[4] :

RSL = IRL + GRx – LRx ………....... (6)

dengan,RSL = Received Signal Level (dBm)IRL = Isotropic Received Level (dBm)GRx = Gain antenna (dBi)LRx = Receiver Loss (dB)

6. HoplossHoploss adalah perbedaan atau

selisih antara gain dan loss pada link microwave. besarnya Hoploss dinyatakan dengan persamaan 2.14.[5]

Lh = FSL + LTx + LRx + LAtm – (GTx + GRx) …………….……….…... (7)

dengan,

Lh = Hoploss (dB)FSL = Free Space Loss (dB)LTx = Transmitt loss (dB)LRx = Receive loss (dB)LAtm = Atmosphere loss (dB)GTx = Gain receive antenna (dBi)GRx = Gain transmit antenna (dBi)

7. Fading MarginDiperlukan cadangan daya yang

digunakan untuk mengatasi fading agar dapat mempertahankan level daya terima di atas level batas ambang (threshold). Cadangan daya tersebut sering disebut dengan fading margin. fading margin dapat dihitung dengan persamaan berikut[1] :

FM = 30 log D + 10 log (a.b.2,5.f) – 10 log UnAvpath - 60…........ (8)

Salah satu cara untuk mendapatkan cadangan daya adalah dengan menggunakan sistem space diversity. Setelah sistem mendapatkan perbaikan, maka didapatkan persamaan fading margin dengan Space Diversity.[1]

FM = 20 log D + 5 log (a.b.2,5) – 5

log UnAvpath – 10 log s + –

15,4 …………………..… (9)dengan,FM = fading margin (dB) D = panjang lintasan (km) f = frekuensi (GHz)s = jarak antena vertikal (m)v = beda gain antenna (dBi)a = faktor kekasaran bumi a : 4 = daerah halus, laut, danau, gurun a : 1 = daerah kekasaran rata-rataa : ¼ = daerah pegunungan b = faktor iklim b : ½ = daerah panas dan lembab b : ¼ = daerah normal b : 1/8= daerah pegunungan

Dalam perencanaan menggunakan kondisi terburuk yaitu, b : 1

UnAvpath = peluang terjadinya path unAvailability karena fading yang masih diperbolehkan.

Hubungan antara fading margin dengan Receive Signal Level sebagai berikut[7] :

Page 5: jurnal ilmiah 3

FM = RSL - RxTH .……….….. (10)

dengan,FM = Fading Margin (dB)RSL = Rx Level (dBm)RxTH = Rx Threshold Level (dBm)

8. AvailabilityUkuran kehandalan sistem sering

disebut sebagai availability. Secara ideal, semua sistem harus memiliki availability 100%. Tetapi hal tersebut tidak mungkin dipenuhi, karena dalam sistem pasti terdapat ketidakhandalan sistem (unAvailability). Availability sering disebut juga dengan reliability yang didefinisikan dengan kemampuan sistem dalam memberikan pelayanan.

Kebalikan dari availability adalah unAvailability atau outage time yang artinya kegagalan sistem dalam memberikan pelayanan. Availability dapat dinyatakan dengan persamaan[4] :

Avpath = (1–UnAvpath)x100% .... (11)

Sedangkan UnAvailability dinyatakan dengan persamaan berikut[4] :

UnAvpath = a x b x 2,5 x f x D3 x 10-6 x 10–FM/10 …..….....….. (12)

dengan,Avpath = kehandalan sistem UnAvpath = ketidakhandalan sistem FM = fading margin (dB) D = panjang lintasan (km) f = frekuensi kerja (GHz) a = faktor kekasaran bumi a : 4 = daerah halus, laut, danau, gurun a : 1 = daerah kekasaran rata-rataa : ¼ = daerah pegunungan b = faktor iklim b : ½ = daerah panas dan lembab b : ¼ = daerah normal b : 1/8= daerah pegunungan Dalam perencanaan menggunakan kondisi terburuk, b : 1

Untuk mendapatkan Availability Space Diversity, terlebih dahulu dihitung UnAvailability Space Diversity dengan persamaan [4] :

UnAvpathSD = …….…... (13)

Availability Space Diversity dapat dihitung dengan persamaan berikut[4] :

AvpathSD= (1–UnAvpathSD)x100% .. (14)

dengan,UnAvpathSD= ketidakhandalan sistem

Space DiversityUnAvpath = ketidakhandalan sistem

non DiversityISD = faktor perbaikan sistem

Space Diversity

2.5. Software Pathloss 4.0Software pathloss digunakan untuk

melakukan RF planning dalam membuat suatu path-link dan link calculation (link budget). Untuk dapat menghitung link budget dengan menggunakan Pathloss 4.0 ada beberapa file penunjang yang harus digunakan. Beberapa file penunjang tersebut seperti base data hujan, informasi perangkat antena, radio dan pengkanalan frekuensi. Hal yang tidak kalah pentingnya adalah peta digital seperti Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). Akan tetapi untuk peta digital ini dapat digantikan dengan informasi topografi daerah secara manual.[9]

3. METODOLOGI PENELITIAN3.1. Metode Penelitian

1. Studi KasusStudi kasus melakukan penelitian terhadap perencanaan dan analisis jaringan transmisi microwave menggunakan Pathloss 4.0 pada link BTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso di PT. Alita Praya Mitra Jakarta Selatan.

2. Studi LiteraturStudi literatur dilakukan dengan mempelajari buku-buku yang memuat materi mengenai topik yang ada dalam tugas akhir ini.

3. InterviewInterview dilakukan kepada pembimbing lapangan dan dosen pembimbing dalam memberikan pengarahan tentang materi yang ada dalam tugas akhir ini.

3.2. Metode Analisis & Tahapan Penelitian

Page 6: jurnal ilmiah 3

Gambar 3. Flowchart Tugas Akhir

Metode analisis yang digunakan adalah perencanaan dan analisis jaringan transmisi microwave serta menghitung parameter link budget pada komunikasi microwave antara BTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso di Jakarta. Melakukan perbandingan antara data link budget dari PT. Alita Praya Mitra dengan report hasil link budget dari perencanaan jaringan transmisi microwave yang telah dilakukan baik pada konfigurasi non Diversity maupun Space Diversity.

4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN4.1. Tahap Perencanaan

Langkah-langkah di perencanaan jaringan transmisi microwave dengan menggunakan Software Pathloss 4.0 konfigurasi non diversity dan space diversity, yaitu :1. Memasukkan informasi lokasi site

BTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso.

Tabel 1. Informasi linkSite

NamesDepartemen

AgamaCikiniSuroso

Call Sign 241PX384 1253Latitude 060 11’ 01,80” S 060 11’ 26,50” S

Longitude 1060 49’ 21,20” E 1060 50’ 09,50” EElevation 18,01 m 2,82 m

2. Memberikan informasi topografi daerah dalam satu hop link jalur transmisi BTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso.

3. Memberikan informasi penghalang/ obstacle dalam jalur transmisi berupa gedung dan pepohonan.

4. Menentukan ketinggian minimum antena microwave.

5. Memberikan informasi mengenai perangkat yang akan digunakan, loss kabel, dearah hujan, reliability method dan faktor geografi.

6. Menampilkan hasil profil propagasi gelombang radio ruang bebas yang telah dikonfigurasi.

7. Menampilkan hasil perhitungan link budget BTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso.

Tabel 2. Link budget calculationDepartemen Agama Cikini Suroso

Elevation (m) 18.01 2.82Latitude 06 11 01.80 S 06 11 26.50 S

Longitude 106 49 21.20 E 106 50 09.50 ETrue azimuth (°) 117.07 297.07Vertical angle (°) -2.66 2.64

Antenna model VHLP2-142-0.6m VHLP2-142-0.6mAntenna height (m) 94.00 32.00Antenna gain (dBi) 37.10 37.10

Circ. branching loss (dB) 3.50 3.50

Frequency (MHz) 15000.00Polarization Vertical

Path length (km) 1.67Free space loss (dB) 120.43

Atmospheric absorption loss (dB) 0.05Net path loss (dB) 53.28 53.28

Radio model iPASO IHG 15G 53MB iPASO IHG 15G 53MBTX power (watts) 0.20 0.20TX power (dBm) 23.00 23.00

EIRP (dBm) 56.60 56.60Emission designator 14M00D7W 14M00D7WRX threshold criteria BER 10-6 BER 10-6

RX threshold level (dBm) -83.00 -83.00Maximum receive signal (dBm) -20.00 -20.00

RX signal (dBm) -30.28 -30.28Thermal fade margin (dB) 52.72 52.72

Dispersive fade margin (dB) 73.30 73.30Dispersive fade occurrence factor 1.00

Effective fade margin (dB) 52.68 52.68

Geoclimatic factor 8.22E-05Path inclination (mr) 46.26

Fade occurrence factor (Po) 2.61E-07Average annual temperature (°C) 25.00

Worst month - multipath (%) 100.00000 100.00000(sec) 3.70e-06 3.70e-06

Annual - multipath (%) 100.00000 100.00000(sec) 1.66e-05 1.66e-05

(% - sec) 100.00000 - 0.00

Rain region ITU Region P0.01% rain rate (mm/hr) 145.00

Flat fade margin - rain (dB) 52.72Rain rate (mm/hr) 379.78

Rain attenuation (dB) 52.72Annual rain (%-sec) 99.99994 - 18.21

Annual multipath + rain (%-sec) 99.99994 - 18.21

Fri, Mar 11 2011241PX384 Departemen Agama - 1253 Cikini Suroso iPaso 50Mbps 1+1 15GHz.pl4Reliability Method - ITU-R P.530-7/8Rain - ITU-R P530-78. Untuk tambahan konfigurasi space

diversity, tentukan ketinggian antena kedua dengan memperhitungkan jarak

Page 7: jurnal ilmiah 3

antara antena utama dan antena space diversity.

9. Menentukan Faktor Perbaikan pada konfigurasi space diversity.

10.Menampilkan print profile dan link budget BTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso.

Gambar 4. Print profile link

4.2. Analisis Link Budget Antara BTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso1. Jalur Transmisi Microwave

a. Konversi Lintang dan Bujur koordinat BTS Departemen Agama yang terletak pada koordinat 060 11’ 01,80” LS dan 1060 49’ 21,20” BT.

Garis lintang = 6 + +

= 6,18383o

Garis bujur = 106 + +

= 106,82256o

b. Konversi Lintang dan Bujur koordinat BTS Cikini Suroso yang terletak pada koordinat 060 11’ 26,50” LS dan 1060

50’ 09,50” BT.

Garis lintang = 6 + +

= 6,190694o

Garis bujur = 106 + +

= 106,835972o

Menentukan jarak antara kedua BTS, untuk garis lintang dikalikan dengan nilai 110.33 km dan untuk garis bujur dikalikan dengan 111.32 km perderajat, maka jarak antar garis lintang dan garis bujur adalah :lintang = |6,18383 - 6,190694| * 110.3

= 0,757 Kmbujur = |106,82256-106,835972|*111.32

= 1,493 Km

Jarak antara BTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso adalah :

=

=

= 1,67 Km

2. Gain Antena (G)Besarnya Gain dipengaruhi

parameter antena microwave yang berdiameter 0,6 m dan frekuensi antena 15 GHz serta efisiensi antena yang biasanya dipakai adalah 55 %, sehingga besarnya gain antena yang didapat dengan persamaan 2 adalah:G = 20 log 15GHz + 20 log 0,6m +10

log 0,55 +20,4= 36,88 dBi

3. Free Space Loss (FSL)Besarnya nilai FSL dipengaruhi

oleh frekuensi kerja dan juga jarak antara transmitter dan receiver. Frekuensi yang digunakan pada transmisi microwave antara BTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso adalah frekuensi 15 GHz dengan jarak 1,67 Km, sehingga besarnya FSL yang didapat dengan persamaan 3 adalah:FSL = 92,45 + 20 log 15 GHz + 20

log 1,67 Km= 120,42 dB

4. EIRPEIRP diperoleh dengan

menjumlahkan daya keluaran dari antena pemancar dengan gain antena dan dikurangkan dengan loss saluran transmisi dari antena pemancar, masing-masing nilai tersebut untuk nilai daya pancar 23 dBm dan gain antena 37,10 dBi, serta loss antena pemancar 3,5 dB, sehingga besarnya nilai EIRP yang diperoleh dari persamaan 4 adalah sebagai berikut :EIRP = 23 dBi + 37,10 dBm – 3,50 dB

= 56,60 dBm

5. Isotropic Received Level (IRL)Nilai IRL ini dipengaruhi oleh

EIRP dan juga Free Space Loss, nilai EIRP 56,60 dBm dan nilai FSL 120,43

Page 8: jurnal ilmiah 3

dB. Dengan menggunakan persamaan 5, nilai IRL adalah sebagai berikut :IRL = 56,60 dBm - 120,43 dB

= -63,83 dBm

Kemudian nilai IRL -63,83 dBm digunakan untuk mencari nilai daya terima di sisi antena penerima.

6. Received Signal Level (RSL)Nilai RSL dipengaruhi oleh loss

saluran transmisi di sisi antena penerima, gain antena penerima dan IRL, sehingga besarnya nilai RSL dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 6 sebagai berikut :RSL = (-63,83dBm)+ 37,10dBi –

3,50dB= -30,23 dBm

7. HoplossHoploss merupakan selisih

antara gain dan loss pada link microwave. Parameter yang digunakan adalah FSL 120,43 dB, loss branching di sisi antena pemancar dan penerima 3,50 dB, dan loss atmosfer 0,05 dB, kemudian gain antena di sisi pemancar dan penerima 37,10 dBi. Dengan menggunakan persamaan 7, nilai hoploss adalah :Lh = 120,43dB + 3,50dB + 3,50dB +

0,05dB – (37,10dBi + 37,10dBi)= 53,28 dB

8. AvailabilityUntuk menghitung Unvailability

diasumsikan adalah frekuensi kerja 15 GHz dan jarak 1,67 Km serta thermal fading margin 52,72 dB, faktor kekasaran bumi adalah 1 untuk daerah kekasaran rata-rata dan faktor iklim 1 untuk kondisi terburuknya. Sehingga besarnya nilai unAvailability pada sistem ini diperoleh dari persamaan 8:UnAv = axbx2,5xfxD3x10-6x10–FM/10

= 1 x 1 x 2,5 x 15 GHz x 1,673

Km x 10-6 x 10–52,72/10

= 9,34 x 10-10

Nilai Availability pada sistem ini diperoleh dengan persamaan 9 :Avpath = (1 – UnAvpath) x 100%

= (1 - 9,34 x 10-10) x 100%

= 99,99999991%

Dengan memasang antena Space Diversity, maka Availability dihitung dengan persamaan 14, dengan terlebih dahulu menghitung unAvailability dari persamaan 13 seperti berikut :

UnAvpathSD =

=

= 2,07 x 10-11

Sehingga nilai Availability Space Diversity dapat dihitung dengan persamaan 14 seperti berikut :AvpathSD = (1 – UnAvpathSD) x 100%

= (1 – 2,07 x 10-11) x 100% = 99,99999999793%

9. Fading Margin (FM)FM dipengaruhi oleh faktor

kekasaran bumi 1, faktor iklim 1, frekuensi 15 GHz dan jarak 1,67 Km, serta faktor unAvailability pada sistem non diversity 9,34 x 10-10 , FM yang diperoleh dengan persamaan 8 adalah:FM = 30log 1,67Km + 10 log (1x1x2,5

x15GHz)– 10log 9,34x10-10 – 60= 52,72 dB

Untuk memperoleh fading margin pada konfigurasi Space Diversity menggunakan persamaan 9. Dengan jarak terletak secara vertikal sebesar 4m yang diperoleh dari perhitungan sebagai berikut :

λ = =

= 0,02 mKarena jarak antara kedua antena dengan menggunakan persamaan 200λ, maka: s = 200 λ

= 4 mDengan asumsi beda gain dianggap nol (v=0), maka nilai FM Space Diversity adalah:FM = 20 log 1,67 Km + 5 log (1 x 1 x

2,5) – 5 log 9,34 x 10-10 – 10

log 4 + – 15,4

= 30,17 dB

Page 9: jurnal ilmiah 3

Terdapat perbedaan hasil dari FM non diversity dan Space Diversity, nilai untuk FM non diversity adalah 52,72 dB sedangkan besarnya nilai FM Space Diversity adalah 30,17 dB. Nilai FM Space diversity lebih kecil dibandingkan dengan nilai FM non Diversity, karena pada konfigurasi Space Diversity mempergunakan antena tambahan yang standby sehingga daya yang digunakan pada konfigurasi Space Diversity akan lebih kecil.

Dengan menggunakan persamaan 1, pada konfigurasi Space Diversity diperoleh faktor perbaikan sebagai berikut :ISD = 20 log 4 + 10 log 15 GHz - 10 log

1,67 Km + 52,72 – 0 – 29,1 = 45,19 dB

Untuk mendapatkan nilai Rx Threshold Level, maka menggunakan persamaan 10 sebagai berikut :RxTH = (-30,23 dBm) - (52,72 dB)

= -82,95 dBmHasil perhitungan yang diperoleh

menunjukan bahwa nilai Rx Signal Level (RSL) -30,23 dBm, untuk nilai Rx threshold level (RxTH) adalah sebesar -82,95 dBm. Dengan demikian, komunikasi transmisi microwave antara BTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso dapat bekerja secara optimal karena nilai daya yang diterima lebih besar dibandingkan dengan nilai Rx threshold level (RSL ≥ RxTH).

Hasil perhitungan Link Budget dapat disimpulkan pada Tabel 3.

Tabel 3. Analisis Hasil Link BudgetBTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso

No Link Budget Standar Data

Konf. Non Diversity

Konf. Space Diversity Perhitungan

1 Path Lenght (Km) 1,67 1,67 1,67 1,672 Antenna Gain (dBi) 37,10 37,10 37,10 36,883 FSL (dB) 120,43 120,44 120,44 120,424 EIRP (dBm) 56,60 56,60 56,60 56,605 RSL (dBm) -30,28 -30,29 -30,29 -30,236 RxTH (dBm) -83,00 -83,00 -83,00 -82,957 Net Path Loss (dB) 53,28 53,29 53,29 53,28

8 Availability (%) 99,99994 99,99994 99,99994

Non Diversity 99,99999991Space Diversity 99,99999999793

9 Thermal Fading Margin (dB) 52,72 52,71 52,71 Non Diversity 52,71Space Diversity 30,17

10 RSL ≥ RxTH ya ya ya ya

Page 10: jurnal ilmiah 3

5. KESIMPULANBerdasarkan perencanaan dan

analisis Link Budget jaringan transmisi microwave menggunakan Pathloss 4.0, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Berdasarkan print profile dari Software Pathloss 4.0, hop link antara BTS Departemen Agama dengan BTS Cikini Suroso dalam kondisi Line Of Sight (LOS), baik pada konfigurasi Non Diversity maupun konfigurasi Space Diversity.

2. Nilai Availability pada data link budget calculation adalah 99,99994% dan berdasarkan perhitungan nilai Availability non Diversity adalah 99,99999991%, sedangkan nilai Availability Space Diversity adalah 99,99999999793%, nilai ini membuktikan bahwa konfigurasi Space Diversity sistem mendapatkan kehandalan yang lebih baik, oleh karena itu penggunaan sistem konfigurasi Space Diversity ini akan lebih menguntungkan dalam mengatasi berbagai kondisi yang terjadi di

3. lingkungan agar sistem selalu dalam kondisi yang baik dan dapat melakukan komunikasi jaringan transmisi microwave dengan optimal.

4. Hasil perhitungan yang diperoleh menunjukan bahwa nilai Rx Signal Level (RSL) -30,23 dBm, sedangkan pada data link budget calculation nilai RSL -30,28 dBm dan pada link budget hasil perencanaan -30,29 dBm baik konfigurasi Non Diversity maupun Space Diversity, untuk nilai Rx threshold level (RxTH) adalah sebesar -83,00 dBm. Dengan demikian, komunikasi transmisi microwave antara BTS Departemen Agama dan BTS Cikini Suroso dapat bekerja secara optimal karena nilai daya yang diterima lebih besar dibandingkan dengan nilai Rx threshold level (RSL ≥ RxTH).

6. SARAN1. Untuk selanjutnya, perencanaan

jaringan transmisi dapat dilakukan sampai pada tahap interference dan melakukan penambahan repeater dalam satu hop jalur transmisi microwave pada sebuah perencanaan.

2. Perencanaan jaringan transmisi microwave selanjutnya dapat menggunakan Software Pathloss 5.0, dengan beberapa keunggulan yang terdapat pada Pathloss 5.0 diantaranya adalah:a. Link desain secara otomatis,

menentukan parameter peralatan

dan metode desain serta algoritma untuk sekelompok link dan menghasilkan profil lintasan dan melakukan analisis transmisi lengkap. Fitur ini juga digunakan pada jalur otomatis untuk point to point dan point to multipoint.

b. Pada Pathloss 5.0 terdapat sebuah aplikasi yang terpisah, yaitu ant_rad.exe yang digunakan untuk membuat dan mengedit radio dan data file antena.

c. Data file radio pada Pathloss 4.0 digunakan untuk aplikasi gelombang mikro saja. Namun pada Pathloss 5.0 digunakan untuk semua teknologi radio termasuk modulasi adaptif dan aplikasi bergerak darat.

3. Melakukan perbandingan reliability method Vigants–Barnet dan ITU-R P.530-7/8.

DAFTAR PUSTAKA[1] Hikmaturokhman, Alfin. Diktat Kuliah

Gelombang Mikro. AKATEL Sandhy Putra Purwokerto. 2007.

[2] Sudarmilah, Endah. Antisipasi Pengaruh Pemudaran Gelombang (Fading) Pada Transmisi Mikro Digital Dengan Space Diversity Dan Frequency Diversity. Surakarta : Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. September 2002.

Page 11: jurnal ilmiah 3

http://eprints.ums.ac.id/784/1/Emitor_EDS_AntisipasiPengaruhPemudaranGelombang.pdf .

[3] Anonymous.“Propagasi Gelombang Radio”.

http://student.eepisits.edu/~cahyadi/antena/Bab6-A%26P-REV.pdf .

[4] Roger L. Freeman. Telecomunication Transmission Handbook. New York, 1981.

[5] Mishra, R.A.“Advanced Cellular Network Planning and Optimisation (2G/2.5G/3G…Evolution to 4G)”. Nokia Network. 2007.

[6] Roger L. Freeman. Telecommunication System Engineering Analog And Digital Network Design. New York. 1980.

[7] Roger L. Freeman. Radio System Design for Telecomunications (1-100 GHz). New York. 1987.

[8] Anwar, Al. “Perancangan Jalur Gelombang Mikro 13 Ghz Titik ke Titik Area Prawoto – Undaan Kudus”. Semarang: Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang.

http://ejournal.undip.ac.id/index.php/transmisi/article/download/1604/1366 .

[9] Atta, Nagy. “Description On How To Use Pathloss Software As A Complete Microwave System Planner”. Nesic Cairo Office. May 2003.

[10] Widyaningrum Larasati, Shinta. Laporan Tugas Akhir Analisis Link Budget Pada Sistem Transmisi Microwave Antara BTS Pancasan Dengan BTS Ajibarang Dalam Cakupan BSC Gunung Depok Studi Kasus Di Pt. Indosat, Tbk Purwokerto. Purwokerto : Akademi Teknik Telekomunikasi Sandhy Putra Purwokerto. 2010.

Mengetahui,Pembimbing I Pembimbing II

Alfin Hikmaturokhman, ST. MT. Eka Wahyudi, ST NIDN : 0621087801 NIDN : 0617117601