Studi Perencanaan Sistem Jaringan Seluler Indoor

STUDI PERENCANAAN SISTEM JARINGAN SELULER INDOOR

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan

pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh :

SILPINA ABMI SIREGAR 100422010

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

ABSTRAK

Sistem Jaringan seluler indoor sudah menjadi suatu kebutuhan mutlak di area tertutup berupa gedung. Ketika cakupan sinyal yang dipancarkan BTS makro lemah untuk masuk dalam gedung maka perencanaan sistem jaringan seluler

indoor merupakan solusi yang baik. Tujuan perencanaan ini untuk mendapatkan cakupan sinyal dalam gedung dan kapasitas trafik sesuai kebutuhan. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut dilakukan suatu perencanaan dengan tiga metode yaitu drive test/pengukuran, perhitungan, dan perencanaan dengan mengubah posisi antena. Hasil dari ketiga metode ini berdasarkan parameter link budget

yaitu EIRP , RSL, dan FSL. Dengan adanya nilai tersebut maka dapat dibandingkan level sinyal dari kelima antena indoor. Level sinyal juga dipengaruhi redaman di sekitar antena yang akan mengakibatkan perbedaan nilai RSL secara drive test, teori, dan perencanaan.

Dari hasil analisis diperoleh bahwa antena LD3 yang terbaik secara drive test dengan FSL -53,9217 dB dan RSL -59 dBm. Secara perhitungan antena LD2 yang terbaik dengan RSL -49 dBm dan FSL -117,4217 dB, dan dari hasil perencanaan antena LD5 yang terbaik level sinyalnya dengan RSL -84,2081 dBm dan FSL -37,4217 dB. Sedangkan untuk antena LD1 adalah antena yang kurang baik kualitas sinyalnya baik secara drive test, perhitungan, maupun perencanaan dengan nilai RSL -40 dBm (secara drive test), FSL -9,5783 dB dan RSL -56,3645 dBm (secara perhitungan), FSL 4,5783 dB dan RSL -51,3647 dBm (secara perencanaan).

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

Adapun Tugas Akhir ini berjudul “ Studi Perencanaan Jaringan Seluler

Indoor “. Pelaksanaan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan yang harus dipenuhi oleh setiap mahasiswa dalam menyelesaikan pendidikan program S-1 Teknik Elektro / Program Studi Teknik Telekomunikasi di Universitas Sumatera Utara Medan.

Dalam penulisan laporan ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan masukan dari berbagai pihak, khususnya dari pembimbing Tugas Akhir. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi selaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Ir. Rahmad Fauzi, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Maksum Pinem, ST.MT, selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan saran serta motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Ir. Zahiful Bahri, M.Sc selaku Dosen Wali Teknik Elektro / Teknik Telekomunikasi USU Medan.

5. Seluruh Dosen dan staf pengajar di Jurusan Teknik Elektro/ Teknik Telekomunikasi USU Medan.

6. Bapak dan Ibu tercinta serta seluruh keluarga tersayang atas dukungannya berupa motivasi, semangat dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

7. Seluruh rekan-rekan penulis yang telah membantu dan memberikan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari dalam penulisan Tugas Akhir ini, masih banyak kekurangan dan kesalahan, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca untuk penyempurnaan Tugas Akhir ini di masa yang akan datang.

Pada akhirnya penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, 19 Mei 2013

Penulis

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... …. i

Kata Pengantar ... …. ii

Daftar Isi………..iv

Daftar Gambar……….vii

Daftar Tabel……….ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... …. 1

1.2 Rumusan Masalah……… . …. 2

1.3 Tujuan Penulisan……….. 2

1.4 Batasan Masalah ... …. 2

1.5 Metode Penulisan ... …. 3

1.6 Sistematika Penulisan ... …. 3

BAB II KOMUNIKASI SELULER INDOOR 2.1 Umum………. 5

2.2.1 Karakteristik seluler Indoor ... …. 7

2.2.2 Penetrasi Sinyal Luar Gedung ke dalam Gedung ... …..7

2.2.3 Alokasi Frekuensi ... …..8

2.3 Prinsip Kerja Komunikasi Seluler Indoor ... …..9

2.4 Propagasi Jaringan Indoor ... … 10

2.4.1 Karakteristik Propagasi Sinyal ... …..13

2.2.1 Karakteristik seluler Indoor ... …. 7

2.2.2 Penetrasi Sinyal Luar Gedung ke dalam Gedung ... …..7

2.2.3 Alokasi Frekuensi ... …..8

2.3 Prinsip Kerja Komunikasi Seluler Indoor ... …..9

2.4 Propagasi Jaringan Indoor ... … 10

2.4.1 Karakteristik Propagasi Sinyal ... …..13

2.4.2 Efek Propagasi Gelombang Radio ... …..14

2. 5 Konfigurasi Sistem Antena ... …..16

2.6 Loss ... …...18

BAB III PERENCANAAN SELULER INDOOR 3.1 Umum……… 20

3.2 Pertimbangan Dasar Perencanaan Seluler Indoor………..20

3.2.1 Perencanaan Frekuensi Indoor ... …..21

3.2.2 Interferensi dari luar kedalam gedung ... …..21

3.2.3 Interferensi Keluar Gedung ... …..22

3.2.4 Cakupan Dimensi ... …..22

3.3 Perencanaan Seluler Indoor... …..23

3.4 Link Budget Seluler Indoor ... …..25

3.4.1 Effective Isotropic Radiated Power ( EIRP ) ... …..25

3.4.2 Free Space Loss ( FSL ) ... …..26

3.4.3 Received Level Signal ( RSL ) ... …..27

3.5 Drive Test ... …..28

3.5.1 Alat-alat yang digunakan ... …..28

3.5.2 Langkah – Langkah Drive Test ... …..30

BAB IV ANALISIS PERENCANAAN LINK BUDGET PADA JARINGAN SELULER INDOOR 4.1 Umum……… 31

4.2.1 Perencanaan Perubahan posisi antena ... …..33

4.3 Analisa perencanaan Link Budget Seluler Indoor ... …..34

4.3.1 EIRP ... …..35

4.3.2 Path Loss ... …..35

4.3.3 Received Level Signal ... …..37

4.4 Hasil Drive Test... …..38

4.5 Analisis Perbandingan Hasil Perhitungan dan Hasil Pengukuran…42 BAB VKESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... …...45

5.2 Saran ... …...45

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem Propagasi Jaringan indoor ... …...11

Gambar 2.2 Antena Omnidirectional……….17

Gambar 2.3 Sel sektoral Pancaran Antena Indoor………..18

Gambar 3. 1 Konfigurasi Instalasi di dalam ruangan………24

Gambar 3.2 Konfigurasi sistem Drive Test………29

Gambar 3.3 Peralatan Drive Test………...29

Gambar 3.4 Flowchat Drive Test………...30

Gambar 4.1 Denah Ruangan di dalam Gedung ………32

Gambar 4.2 Perangkat Indoor………....33

Gambar 4.3 Perencanaan Perubahan posisi Antena………..34

Gambar 4.4 Hasil Walk Test Antena LD4 ………39

Gambar 4.5 Hasil Walk Test Antena LD3 ………40

Gambar 4.6 Hasil Walk Test Antena LD1 ………41

Gambar 4.7 Hasil Walk Test Antena LD2 ………41

Gambar 4.8 Hasil Walk Test Antena LD5 ………42

Gambar 4.9 Grafik Hasil Walk Test ……….………44

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Alokasi Jaringan GSM 900 dan DCS 1800 Mhz………...8

Tabel 2.2 Nilai Material Konstruksi umum………..………13

Tabel 2.3 Nilai Redaman Material………..………..………19

Tabel 3.1 Redaman Material Bahan………..………36

Tabel 4.1 Nilai Path Loss Antena Indoor ……….36

Tabel 4.2 Nilai Path Loss perubahan posisi Antena Indoor ……….36

Tabel 4.3 Nilai RSL Antena Indoor ……….37

Tabel 4.4 Nilai RSL Perubahan posisi Antena Indoor ……….38

ABSTRAK

Sistem Jaringan seluler indoor sudah menjadi suatu kebutuhan mutlak di area tertutup berupa gedung. Ketika cakupan sinyal yang dipancarkan BTS makro lemah untuk masuk dalam gedung maka perencanaan sistem jaringan seluler

indoor merupakan solusi yang baik. Tujuan perencanaan ini untuk mendapatkan cakupan sinyal dalam gedung dan kapasitas trafik sesuai kebutuhan. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut dilakukan suatu perencanaan dengan tiga metode yaitu drive test/pengukuran, perhitungan, dan perencanaan dengan mengubah posisi antena. Hasil dari ketiga metode ini berdasarkan parameter link budget

yaitu EIRP , RSL, dan FSL. Dengan adanya nilai tersebut maka dapat dibandingkan level sinyal dari kelima antena indoor. Level sinyal juga dipengaruhi redaman di sekitar antena yang akan mengakibatkan perbedaan nilai RSL secara drive test, teori, dan perencanaan.

Dari hasil analisis diperoleh bahwa antena LD3 yang terbaik secara drive test dengan FSL -53,9217 dB dan RSL -59 dBm. Secara perhitungan antena LD2 yang terbaik dengan RSL -49 dBm dan FSL -117,4217 dB, dan dari hasil perencanaan antena LD5 yang terbaik level sinyalnya dengan RSL -84,2081 dBm dan FSL -37,4217 dB. Sedangkan untuk antena LD1 adalah antena yang kurang baik kualitas sinyalnya baik secara drive test, perhitungan, maupun perencanaan dengan nilai RSL -40 dBm (secara drive test), FSL -9,5783 dB dan RSL -56,3645 dBm (secara perhitungan), FSL 4,5783 dB dan RSL -51,3647 dBm (secara perencanaan).

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Gedung-gedung perkantoran, pusat perbelanjaan, rumah sakit dan tempat parkir di basement yang memiliki area yang luas dan memiliki desain interior bangunan yang tertutup, mengakibatkan sinyal dari BTS terdekat tidak dapat menembusnya. Hal ini berakibat pada pengguna telepon seluler yang berada di gedung tersebut sering tidak terlayani karena tidak mendapat sinyal. Sedangkan kecenderungan orang yang sering menghabiskan waktunya di dalam ruangan dari pada di luar ruangan, memaksa operator seluler untuk meningkatkan pelayanan kepada pelanggan yang berada di dalam ruangan.

Untuk memperbaiki kualitas sinyal di dalam gedung tersebut, perlu dibangun jaringan seluler indoor yang disebut In building coverage system, yaitu suatu sistem dengan perangkat pemancar dan penerima yang dipasang di dalam gedung dan bertujuan untuk melayani kebutuhan telekomunikasi baik kualitas sinyal, cakupan (coverage) maupun kapasitas trafiknya.

Keunggulan suatu sistem telekomunikasi tidak hanya ditentukan oleh kualitas pemancar dan penerima saja, namun juga sangat dipengaruhi oleh kualitas pemancaran dan penerimaan antena. Setiap antena dipasang setiap lantai gedung sesuai kebutuhan.

Dalam kenyataannya, frekuensi yang dipancarkan oleh BTS tidak mampu mengcover seluruh area. Gedung-gedung tinggi serta dataran yang tidak rata pun jadi beberapa penyebab jangkauan BTS menjadi terbatas. Drive test digunakan untuk mengecek kekuatan sinyal, daya terima, tingkat kegagalan akses (originating dan terminating), tingkat panggilan yang gagal (drop call) yang dipancarkan oleh BTS ataupun antena indoor. Kegiatan drive test harus dilakukan secara berkala dan berkesinambungan untuk menjamin kualitas jaringan yang baik, yang pada akhirnya demi untuk kepuasan pelanggan dalam berkomunikasi[1].

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah Tugas Akhir adalah :

1. Apa prinsip kerja sistem jaringan seluler indoor secara umum. 2. Apa karakteristik propagasi sistem komunikasi jaringan indoor.

3. Bagaimana pengukuran Link Budget yaitu EIRP, Loss, RSL secara umum dan sederhanapada jaringan Indoor secara matematis.

4. Bagaimana perbandingan analisis perhitungan link budget dengan hasil

Walk Test dalam gedung.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini untuk menganalisa kualitas transmisi sinyal berdasarkan rancangan link budget yang dibutuhkan untuk mendapatkan sistem kerja yang baik dan mengacu pada standar performansi yang telah ditetapkan.

1.4 Batasan Masalah

Untuk menghindari pembahasan yang meluas maka penulis akan membatasi masalah sebagai berikut :

1. Hanya membahas konsep jaringan seluler indoor secara umum.

2. Membahas Parameter–parameter Link Budget ( EIRP , RSL dan FSL )

jaringan seluler indoor.

3. Hanya melakukan Pengukuran dan perhitungan Link Budget ( EIRP , RSL

dan FSL ) jaringanseluler indoor.

1.5 Metode Penulisan

Metodologi penulisan yang digunakan oleh penulis pada penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Studi Literatur, yaitu dengan membaca dan mengumpulkan teori – teori dasar serta teori pendukung yang berhubungan dengan Tugas Akhir, baik yang dimiliki oleh penulis maupun dari buku – buku referensi, situs–situs dari internet dan lain –lain.

2. Diskusi, yaitu berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak Departemen Teknik Elektro USU mengenai masalah-masalah yang timbul selama penulisan Tugas Akhir berlangsung.

3. Melakukan penelitian Drive Test di Gedung Millenium Plaza Medan. 4. Studi Perhitungan, yaitu melakukan perhitungan link budget perencanaan

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika pembahasan dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penulisan, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II SISTEM KOMUNIKASI SELULER INDOOR

Bab ini menjelaskan tentang konsep dasar dan karakteristik komunikasi seluler indoor secara umum.

BAB III PERENCANAAN SELULER INDOOR

Bab ini membahas mengenai perencanaan perhitungan parameter

link budget indoor EIRP, RSL dan Walk Test.

BAB IV ANALISIS PERENCANAAN LINK BUDGET PADA

JARINGAN SELULER INDOOR

Bab ini berisikan hasil pengukuran yang telah dilakukan, perhitungan link budget indoor dan perbandingan perhitungan link budget dengan walk test.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran-saran sebagai penutup dari keseluruhan penulisan Tugas Akhir .

BAB II

KOMUNIKASI SELULER INDOOR

2.1 Umum

Komunikasi jaringan indoor merupakan suatu sistem yang diterapkan dalam gedung untuk mendukung sistem luar gedung (makrosel dan mikrosel

outdoor) dalam memenuhi layanan seluler dan wireless. Perencanaan sel dalam gedung (Indoor coverage) meliputi perencanaan area cakupan sesuai dengan komitmen area, kapasitas trafik sesuai kebutuhan dan kualitas sinyal yang memuaskan pelanggan, dan dengan interferensi yang kecil.

Pemenuhan akan kebutuhan sinyal dalam gedung sudah merupakan sebuah kebutuhan mendasar. Aplikasi sistem ini sangat populer dikota megapolitan dimana banyak bangunan superblock terintegrasi, gedung tinggi, tunnel dimana kondisi di dalam gedung tersebut sangat sulit menerima sinyal dari tower telekomunikasi bahkan tidak dapat menerima sinyal sama sekali.

Prinsip kerja sistem ini secara sederhana adalah memanfaatkan sistem distribusi antena indoor untuk mendistribusikan sinyal dari BTS/Repeater, sehingga semua sisi bangunan dapat terjangkau sinyal dengan baik. Secara sederhana, sebuah sistem Indoor coverage terdiri atas dua bagian yaitu yang pertama adalah sumber sinyal Macrocell BTS, Picocell BTS, Repeater. Dan yang kedua adalah Distributed Antenna System yaitu Passive Distribution Mode, Active Distribution Mode, Optical Fiber Distribution Mode, Leaky Cable Distribution Mode.

Aplikasi In-building coverage sangat variatif dan spesifik mengikuti kebutuhan. Hal ini erat kaitannya dengan kondisi lingkungan dan kebutuhan konsumen disetiap gedung yang unik. Dampak positifnya, berbagai kemajuan telah dicapai dalam rekayasa RF Design, dan perkembangan teknologi perangkat terintegrasi yang mendukung aplikasi multi-sistem, multi-carrier dan multi-band[1].

2.2 Sistem Komunikasi Jaringan Indoor

Prosedur dari perencanaan sel antara lain adalah cakupan dan analisa interferensi, perhitungan trafik, perencanaan frekuensi, dan parameter sel. Beberapa hal yang harus diperhatikan di dalam membuat suatu perencanaan sel adalah[1]:

1. Cakupan 2. Kapasitas 3. Kualitas

Sistem jaringan selular indoor dapat dikembangkan dengan berbagai alasan kebutuhan. Ketika cakupan yang berasal dari sel (BTS) yang berada di luar gedung lemah atau kulitas rendah, sehingga pengembangan sistem jaringan selular

indoor merupakan solusi yang baik. Suatu gedung dengan tingkat trafik komunikasi selular tinggi, seperti gedung konferensi, perkantoran, pusat swalayan dan airport memerlukan sistem jaringan indoor untuk menjaga kelangsungan komunikasi selular. Aplikasi sistem jaringan seluler indoor juga bertujuan untuk melengkapi maupun menggantikan sistem jaringan telepon tetap (fixed) yang jumlahnya belum sebanding dengan pengguna di Indonesia.

Tujuan dari pengembangan sistem jaringan selular indoor hampir sama dengan perencanaan sel biasa atau outdoor yaitu untuk mendapatkan cakupan yang baik dan kapasitas yang sangat memadai sesuai dengan kebutuhan pelanggan dengan tetap mengusahakan tingkat interferensi yang kecil.

Sistem dalam gedung sangat berbeda dengan sistem luar gedung, hal yang paling mendasar adalah model perancangan sistem radio dan distribusi antenanya harus disesuaikan dengan karakteristik gedung tempat sel tersebut terpasang. Pada sistem sel dalam gedung dibutuhkan teknik khusus untuk mengatasi kondisi propagasi dalam ruangan. Tidak sama dengan area ruang kosong, sistem dalam gedung mengalami banyak rugi seperti kepadatan material dalam gedung, konstruksi gedung, kepadatan orang dalam gedung, dan terbatasnya celah antar ruangan seperti jendela dan pintu. Beberapa karakteristik sel dalam gedung sebagai berikut[1]:

a. Area cakupan sel kecil

b. Sinyalnya terbatas sampai pada sisi gedung c. Daya pemancar yang digunakan rendah d. Antena dipasang di dalam gedung e. Ukuran antena kecil

2.2.2 Penetrasi sinyal luar gedung ke dalam gedung

Komunikasi mobile dan nirkabel adalah kebutuhan dasar dalam masyarakat modern. Statistik menunjukkan bahwa di banyak negara seluler penetrasi telepon sudah lebih tinggi dari yang tetap. Ponsel mobile digunakan di

mana-mana, tidak hanya di luar ruangan, tetapi juga lebih yaitu dalam ruangan.Dalam lingkungan ini, pelanggan menuntut baik cakupan maupun kualitas layanan.

Sinyal dari BTS makrosel untuk kondisi tertentu bisa saja sangat kuat, misalnya untuk gedung berlantai tinggi dimana sudut datang dari posisi BTS dan penerima dalam gedung sangat kecil, hal lain yang mempengaruhi adalah loss

sinyal dari BTS luar karena dinding luar gedung hanya dari kaca.

Maka untuk mempertahankan prioritas cakupan sel dalam gedung, perlu ditetapkan level sinyal dari transmitter dalam gedung lebih tinggi dari level daya pancar transmitter dari BTS luar. Hal ini untuk menghindari agar trafik makrosel tidak digunakan oleh pelanggan dalam gedung dan juga untuk menghindari terjadinya handover dari BTS mikro indoor ke BTS makro atau sebaliknya jika pelanggan masih berada[1].

2.2.3 Alokasi Frekuensi

Alokasi frekuensi jaringan GSM 900 MHz dan 1800 MHz ditunjukkan pada Tabel 2.1[2].

Tabel 2.1 Alokasi Jaringan GSM 900 dan DCS 1800 Mhz

Parameter GSM 900 Mhz GSM 1800 Mhz

Frekuensi Kerja 8890 - 960 MHz 1710 - 1880 MHz Uplink ( dari MS ke BTS 890 - 915 MHz 1710 - 1785 MHz Downlink ( dari BTS ke MS ) 935 - 960 MHz 1805 - 1880 MHz

RF Carier 25 MHz 75 MHz

Bandwith setiap kanal 200 KHz 200 KHz

Kanal Frekuensi 124 Kanal 374 Kanal

Frekuensi Duplex 45 MHz 95 MHz

Isi satu Frekuensi Carier 8 timeslot 8 timeslot Kecepatan Pengiriman 13 kbps ( suara ) 13 kbps ( suara )

Suatu jaringan telekomunkasi yang berbasis GSM (1800 MHz) didalam gedung yaitu mempunyai solusi untuk mendesain/planning jaringan telekomunikasi di dalam gedung, menyediakan sinyal bagi pengguna agar dapat menggunakan suatu alat telekomunikasi (celluler phone) dimana saja berada terutama di dalam gedung yang sulit dijangkau oleh sinyal luar (outdoor).

2.3 Prinsip Kerja Komunikasi Seluler Indoor

Sistem seluler jaringan indoor yaitu suatu sistem dengan perangkat pemancar dan penerima (transceiver) yang dipasang di dalam gedung yang bertujuan untuk melayani kebutuhan telekomunikasi dalam gedung tersebut baik kualitas sinyal, cakupan (coverage) maupun kapasitas trafficnya. Sebenarnya sistem ini memiliki prinsip yang sama BTS dengan sel standar, dengan perangkat pemancar dan penerima ( transceiver ), dengan menggunakan frekuensi 890-945 MHz dan menggunakan sel mikro. Basis kapasitas trafik biasanya digunakan untuk[3]:

1. Public Access area (mall, bandara, stadion hotel, rumah sakit dan lain lain) Merupakan tempat-tempat umum yang sering dikunjungi tiap harinya.

2. Business/Offices area (daerah perkantoran, pusat perbisnisan ) Dituntut adanya

indoor cell yang memungkinkan tingkat telekomunikasi yang tinggi. Penyaluran sistem komunikasi seluler indoor dapat dibagi dua:

1. Penyaluran sistem antena menggunakan komponen pasif seperti spliter,

2. Penyaluran sistem antena menggunakan komponen aktif seperti amplifier,

repeater.

Keuntungan dari komunikasi seluler indoor antara lain:

1. Meningkatkan coverage area dan meningkatkan layanan ke pelanggan 2. Menyediakan konnektivitas wireless ke pelanggan

3. Meningkatkan kualitas suara

4. Merupakan solusi alternatif lain dari jaringan fixed telekomunikasi.

2.4 Propagasi Jaringan Indoor

Model propagasi pada umumnya bertujuan untuk memprediksi kekuatan sinyal yang diterima pada jarak tertentu dari pemancar, juga perubahan kekuatan sinyal yang dekat dengan lokasi tertentu. Propagasi sinyal dalam representasi waktu dan jarak dari satu titik ke titik lainnya akan mengalami benturan dan rintangan dengan benda-benda disekitarnya. Akibatnya sinyal yang sampai di penerima tidak hanya dari satu lintasan, melainkan dari banyak lintasan. Hal ini menyebabkan sinyal yang diterima Mobile Station (MS) mengalami penaikan dan penurunan sinyal.

Karakteristik propagasi pada jaringan bergerak (seluler) berbeda dibandingkan dengan karakteristik propagasi jaringan tetap. Pada jaringan bergerak fading yang terjadi lebih hebat dan fluktuatif dibandingkan dengan jaringan tetap. Untuk menghitung path loss pada propagasi jaringan seluler telah banyak dilakukan percobaan dan penelitian. Beberapa diantaranya yang sering dipakai adalah[4]:

1. Model Hata

2. Model Walfisch-Ikegami ( COST-231 )

3. Model Okumura

Karakteristik utama dari propagasi indoor yang membedakannya dengan kondisi outdoor adalah multipath yang cenderung lebih banyak, bahkan path yang

line of sight bisa jadi tidak ada. Selain itu kondisi lingkungan dapat berubah secara drastis dalam waktu maupun jarak yang singkat. Jarak yang discover cukup sempit, berkisar pada 100 meter atau kurang. Dinding, pintu, furniture, dan manusia dapat menyebabkan redaman yang cukup signifikan. Gambar 2.1 berikut menunjukkan sistem propagasi jaringan indoor[4].

Gambar 2.1 Sistem Propagasi jaringan indoor

Kekuatan sinyal di dalam gedung dapat berubah ubah tergantung pada kondisi pintu di dalam bangunan tersebut (terbuka atau tertutup). Letak antena juga berpengaruh pada large scale path loss. Antena yang diletakkan di ketinggian setingkat meja di dalam kantor yang disekat sekat akan menerima sinyal yang berbeda bila dibandingkan dengan antena yang ditempatkan di langit-langit.

Model propagasi ruang bebas (Free Space Loss) digunakan untuk memprediksi kekuatan sinyal yang diterima ketika pemancar dan penerima

memiliki LOS (line of sight) atau memiliki jalur lintasan yang segaris pandang. Daya di ruang bebas yang diterima oleh sebuah antena penerima dengan jarak tertentu dari antena pemancar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.1 berikut[4]:

Pr (d) = (2.1)

Dengan :

Pt = Daya yang ditransmisikan oleh pemancar

Pr(d) = Daya yang diterima dalam watt

Gr = Penguatan antena pemancar

Gt = Penguatan antena penerima

d = Jarak pemancar dan penerima (meter) L = Faktor rugi atau redaman

Lingkungan indoor sangat dipengaruhi oleh multipath, dalam kaitannya dengan beberapa mekanisme propagasi ( Reflection, Diffraction dan Scattering), yang tergantung pada posisi dinding bangunan, bahan-bahan bangunan, ukuran dan bentuk bangunan. Path loss atau pelemahan sinyal RF terjadi apabila jarak antara pemancar dan penerima semakin jauh, serta adanya rintangan antar pemancar dan penerima. Jumlah attenuasi bervariasi tergantung dari halangan jenis material dan kepadatan gedung. Untuk menghitung cakupan bukan LOS (line of sight) dengan teliti sangat sulit dilakukan, karena meliputi banyak penghalang dan variabel yang mengakibatkan pantulan. Penurunan sinyal yang terdapat pada material dinding sehingga mengurangi kekuatan sinyal dari antena. Dinding gedung juga mempunyai rugi-rugi (loss), bahan dasar dinding seperti

nilai loss yang berbeda. Pelemahan sinyal karena terhalang oleh suatu material ditunjukkan pada Tabel 2.2. Diharapkan dengan tabel tersebut, dapat memprediksi daya terima yang dipancarkan oleh antena setelah melewati material di dalam gedung.

Tabel 2.2 Nilai Material Konstruksi Umum Pada Pelemahan 1800 MHz[7]

Material Redaman ( dBm )

Kayu / Wood 2,5

Beton / Concrete 8,0

Σ ( redaman material ) 10,5

2.4.1 Karakteristik Propagasi Sinyal

Mekanisme yang terjadi dibalik propagasi gelombang elektromagnetik secara umum terdapat 3 jenis yaitu pemantulan (reflection), pembelokan

(difraction), dan penghamburan (scattering). Mekanisme propagasi tersebut dapat mengakibatkan pelemahan gelombang (attenuasi) atau pelenyapan sinyal secara gradual (fading) yang bersifat merusak sinyal dan telah menjadi permasalahan umum pada suatu kanal propagasi[7].

1. Pemantulan sinyal (reflection)

Sinyal radio bisa memantul bila menemui cermin/kaca. Biasanya banyak terjadi pada ruangan kantor yang di sekat. Pemantulan tergantung dari frekuensi sinyalnya. Ada beberapa frekuensi yang tidak terpengaruh sebanyak frekuensi yang lainnya. Dan salah satu efek dari pemantulan sinyal ini adalah terjadi multipath. sinyal datang dari 2 arah yang berbeda. Karakteristiknya adalah penerima kemungkinan menerima sinyal yang sama beberapa kali dari arah yang berbeda. Ini tergantung dari panjang gelombang dan posisi penerima.

2. Pemecahan sinyal (scattering)

Pemecahan sinyal terjadi saat sinyal dikirim dalam banyak arah. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa objek yang dapat memantulkan sinyal dan ujung yang lancip, seperti partikel debu di air dan udara. Ilustrasinya dalah menyinari lampu ke pecahan kaca. Cahaya akan dipantulkan ke banyak arah dan menyebar. Dalam skala besar adalah bayangkan saat cuaca hujan. Hujan yang besar mempunyai kemampuan memantulkan sinyal.Oleh karena itu disaat hujan , sinyal wireless dapat terganggu.

3. Pembelokan Sinyal (Refraction)

Refraction adalah perubahan arah, atau pembelokan dari sinyal disaat sinyal melewati sesuatu yang beda massanya. Sebagai contoh sinyal yang melewati segelas air. Sinyal ada yang di pantulkan dan ada yang dibelokkan.

2.4.2Efek Propagasi Gelombang Radio

Adanya pemantulan dari berbagai macam objek menyebabkan gelombang elektromagnetik menempuh jalur (path) yang berbeda-beda panjangnya. Interaksi antar gelombang yang terpisah ini menyebabkan multipath fading (fading yang disebabkan oleh multipath). Suatu kanal yang memiliki karakteristik multipath

tersebut disebut multipathchannel[7]. 1. Pemudaran (Fading)

Fading didefinisikan sebagai perubahan fase, polarisasi, atau level suatu sinyal yang ditransmisikan terhadap waktu. Fading merupakan fenomena yang diakibatkan oleh mekanisme-mekanisme propagasi yang ada.

Jarak yang ditempuh gelombang dan mekanisme perambatan yang telah dialami gelombang menyebabkan gelombang yang datang memiliki amplitude

dan fase yang berbeda satu sama lain. Kondisi lingkungan yang selalu berubah dari waktu ke waktu juga mengakibatkan amplitude dan fase gelombang radio yang diterima berubah-ubah (bervariasi) dari waktu ke waktu. Keadaan ini dikenal dengan istilah pemudaran (fading).

Secara umum, fading terbagi atas dua jenis short term fading dan long term fading. Short term fading terjadi pada periode waktu dan jarak yang pendek dan disebabkan oleh pantulan multipath suatu sinyal yang ditransmisikan seperti akibat pemantulan oleh rumah-rumah, gedung-gedung, hutan atau pepohonan. Sedangkan long term fading terjadi pada periode waktu dan jarak yang panjang seperti akibat pada pemantulan oleh gunung atau bukit.

2. Multipath

Multipath dapat didefinisikan secara sederhana sebagai fenomena perambatan dari sinyal yang dikirimkan melalui lintasan yang bervariasi. Dengan kata lain, multipath merupakan fenomena diterimanya sinyal-sinyal yang mengalami fading oleh penerima. Karena adanya fenomena ini maka sinyal yang datang dari Tx akan diterima oleh Rx dengan level daya dan waktu kedatangan yang bervariasi dimana sinyal secara LOS (langsung) akan diterima oleh Rx dengan waktu kedatangan yang lebih awal dan level daya yang lebih besar dibandingkan sinyal yang berpropagasi secara NLOS (tidak langsung). Oleh karena itu total sinyal yang diterima oleh Rx merupakan penjumlahan dari masing-masing komponen sinyal yang melalui lintasan dengan berbagai macam mekanisme propagasi. Ini berarti daya yang diterima oleh penerima merupakan jumlahan

(vektor) dari seluruh gelombang radio yang datang tersebut yang memiliki kemungkinan untuk saling menguatkan atau malah melemahkan.

2.5 Konfigurasi Sistem Antena

Konfigurasi antena untuk sistem aplikasi indoor dapat dibagi menjadi 4 kategori, yaitu[8]:

1. Antena integrasi, dimana antena tersebut terintegrasi di dalam base station. Area indoor yang dicakup dapat dilakukan pada satu lokasi, seperti tempat atau ruangan yang terbuka dimana memungkinkan untuk menempatkan RBS pada salah satu dinding . Contoh aplikasi ini dapat diterapkan pada arena olahraga dan stasiun kereta.

2. Antena distribusi , dengan menggunakan jaringan coax.

Antena distribusi dengan konfigurasi ini merupakan aplikasi yang sering dipergunakan. Hal ini disebabkan adanya beberapa keuntungan, yaitu biaya instalasi yang murah, fleksibilitas di dalam mendesain cakupan, kuat dan telah teruji.

3. Kabel terbuka ( Leaking cable)

Kabel terbuka merupakan salah satu alternatif antena distribusi yang digunakan untuk beberapa aplikasi, seperti pada terowongan kereta maupun kenderaan. Kabel terbuka juga dapat digunakan untuk jaringan selular indoor. Dibandingkan dengan antena distribusi (coaxial), maka biaya instalasi dan peralatan kabel terbuka lebih mahal.

a. Longitudinal loss

Longitudinal loss hampir sama dengan loss pada penghubung biasa. Kabel terbuka memiliki loss yang sedikit lebih tinggi dibandingkan kabel coaxial

normal.

b. Coupling loss

Coupling loss adalah perbedaan rata rata antara level sinyal di dalam kabel dan power yang diterima oleh antena dipole.

4. Antena distribusi dengan menggunakan jaringan fiber optik

Solusi yang berbeda tergantung dari fiber optik yang digunakan pada sistem jaringan indoor. Tujuan utama dari konfigurasi ini adalah untuk mengatasi masalah loss yang terjadi pada kabel penghubung coaxial yang panjang. Terdapat beberapa tipe antena yang biasa digunakan pada aplikasi jaringan selular indoor. Tipe antena yang sering digunakan dalam aplikasi ini adalah:

a. Antena omnidirectional

Antena jenis ini paling banyak digunakan dalam perencanaan indoor. Antena omni memiliki karakteristik propagasi melingkar 3600. Gambar 2.2 menunjukkan antenna omnidirectional.

b. Antena directional

Antena directional memiliki karakteristik propagasi sektoral. Antena jenis ini memiliki peningkatan gain pada satu atau beberapa arah, akan tetapi mengalami pengurangan gain pada arah yang lain. Antenna directional pada perencanaan indoor, biasanya digunakan pada bangunan yang memiliki lorong – lorong.

c. Antena bidirectional

Antena jenis ini memiliki karakteristik propagasi yang sama dengan antena directional yaitu sektoral, tetapi antena bidirectional memancar dua arah, sehingga cocok digunakan untuk area yang memanjang dimana antena directional tidak dapat mencapai areanya ( areanya terlalu panjang ).

Antena yang digunakan pada sistem indoor ini adalah antena omnidirectional keluaran Kathrein. Berdasarkan jenis antena yang digunakan, sel dapat dibagi menjadi dua yaitu sel omnidireksional dan sel sektoral seperti terlihat pada Gambar 2.3. Sel omnidirectional hanya mampu melayani dengan luasan yang sempit. Pada sel sektoral terdapat tiga arah pancaran, yang masing-masing melingkupi area sebesar 1200[1].

(a) Omnidireksional ( b ) sektoral Gambar 2.3 Sel Sektoral Pancaran Antena Omnidireksional

2.6 Loss

Loss jaringan seluler indoor dapat dilihat dari spesifikasi material yang digunakan. Loss ini berpengaruh terhadap sinyal output antena dan besarnya

throughput data yang diterima oleh user di dalam gedung dengan menggunakan antena microcell dimana antena mempunyai nilai EIRP dan semuanya tergantung dari material yang digunakan. Untuk mendapatkan hasil perhitungan Link Budget

diperlukan adanya beberapa komponen Loss yang terdapat pada jaringan GSM

indoor yaitu[6] :

1. Panjang Kabel Feeder ( coaxial Cable ) dan 2. Jumper loss yang dibutuhkan.

Setiap kabel baik dari segi jenis dan juga merk mempunyai rugi-rugi (loss) yang berbeda-beda. Semakin besar diameter kabel yang dipakai, maka rugi-rugi (loss) yang didapat semakin kecil dan secara tidak langsung akan mempengaruhi daya yang dipancarkan oleh antena. Kabel yang digunakan pada perencanaan cakupan indoor adalah kabel koaksial, ½” dan 7/8”. Jumper berfungsi untuk menghubungkan antara feeder / kabel dengan antena. Pada ujung-ujung kabel

jumper yang elastis terdapat sebuah konektor. Untuk Besarnya nilai redaman pada masing-masing kabel dapat dilihat pada Tabel 2.3[6].

Tabel 2.3 Redaman Pada Cabel Coaxial dan Jumper

Tipe Kabel Panjang Kabel Nilai Loss Total Loss

½ 50 m 7,12 dB/m 7,0225 dB

7/8 50 m 4,72 dB/m 10,593 dB

Jumper ½ 1 m 1 dB/m 1 dB

BAB III

PERENCANAAN SELULER INDOOR

3.1 Umum

Pada umumnya sebuah gedung perkantoran, mal atau hotel mempunyai ketebalan dinding yang berbeda beda. Semakin tebal dinding, maka komunikasi yang diharapkan akan mengalami gangguan, karena cakupan tidak dapat dijangkau oleh jaringan outdoor. Propagasi indoor berbeda dengan propagasi

outdoor yang memiliki beberapa faktor untuk mendapatkan kualitas sinyal yang diharapkan antara lain ketebalan dari dinding suatu gedung, bentuk ruang, difraksi, pantulan. Maka dibutuhkan suatu perencanaan yang matang untuk mendapatkan kualitas sinyal yang baik sehingga dapat memuaskan para pelanggan.

3.2 Pertimbangan Dasar Perencanaan Sistem Indoor

Untuk melakukan perencanaan dan perancangan sel maka yang perlu diperhatikan adalah mempertimbangkan hal-hal yang berpengaruh pada unjuk kerja sistem, dan pemilihan perangkat jaringan yang digunakan dalam proses perancangan. Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan sebelum melakukan desain sistem dalam gedung adalah[11]:

1. Perencanaan frekuensi indoor (Uplink dan Co-channel interferensi).

3. Interferensi keluar gedung, handover dan penggunaan ulang frekuensi dalam gedung.

4. Cakupan dimensi (Coverage Dimensioning).

3.2.1 Perencanaan Frekuensi Indoor (Uplink dan Co-channel interferensi)

Frekuensi yang digunakan khusus untuk indoor adalah band frekuensi GSM 1800, namun bila band ini tidak tersedia maka perencanaan frekuensi harus lebih hati-hati untuk meminimalkan interferensi antar kanal frekuensi yang sama dan kanal frekuensi yang bersebelahan. Namun perubahan perencanaan frekuensi harus dengan kesepakatan pihak operator, dan harus sesuai dengan kebutuhan operator seluler yang bersangkutan[11].

3.2.2 Interferensi dari luar ke dalam gedung

Jika jaringan dalam gedung direncanakan, perlu dilakukan survey terhadap frekuensi yang tidak digunakan di sekitar area gedung. Frekuensi carrier outdoor

sangat memungkinkan menimbulkan interferensi, jika menembus masuk ke dalam gedung tidak mengalami redaman yang cukup tinggi atau jika berada terlalu dekat dengan gedung.

Sinyal dari BTS makrosel untuk kondisi tertentu bisa saja sangat kuat, misalnya untuk gedung berlantai tinggi dimana sudut datang dari posisi BTS dan penerima dalam gedung sangat kecil. Hal lain yang mempengaruhi adalah loss

sinyal dari BTS luar karena dinding luar gedung hanya dari beton.

Maka untuk mempertahankan prioritas cakupan sel dalam gedung, perlu ditetapkan level sinyal dari transmitter dalam gedung lebih tinggi dari level daya

pancar transmitter dari BTS luar. Hal ini untuk menghindari agar trafik makrosel tidak digunakan oleh pelanggan dalam gedung dan juga untuk menghindari terjadinya handover dari BTS mikro indoor ke BTS makro atau sebaliknya jika pelanggan masih berada pada area dalam gedung[11].

3.2.3 Interferensi Keluar Gedung, Handover dan Penggunaan Frekuensi Reuse Dalam Gedung

Untuk memastikan pelanggan dalam gedung dilayani oleh sistem indoor coverage, maka harus dirancang agar level sinyal yang dihasilkan antena dalam gedung lebih tinggi dari sistem luar gedung. Namun ini bisa menimbulkan interferensi keluar yang sangat kuat terutama jika sebuah MS bergerak dari dalam keluar. Meskipun jarak dari gedung sudah jauh namun karena level sinyalnya masih kuat sehingga proses handover belum terlaksana, artinya MS tersebut masih dilayani oleh sistem indoor. Akibat dari ini adalah jelas adanya interferensi di luar gedung akibat sinyal indoor. Oleh karena itu perlu dipertimbangkan besar penguatan antena terutama untuk gedung dengan dinding kaca, dan perencanaan proses handover yang sesuai[11].

3.2.4 Cakupan Dimensi (Coverage Dimensioning)

Lingkungan indoor sangat dipengaruhi oleh multipath, dalam kaitannya dengan beberapa mekanisme propagasi ( Reflection, Diffraction dan Scattering), yang tergantung pada posisi dinding bangunan, bahan-bahan bangunan, ukuran dan bentuk bangunan. Path losses pada letak geografis yang berbeda pada jarak yang sama dari pemancar memperlihatkan suatu variabilitas yang alami dalam

kaitannya dengan pelemahan propagasi. Variabilitas ini menghasilkan brown log-normal yang bayang-bayang (Distribusi Gaussian dalam dB), yang dimana maksud dari pathloss itu adalah characterised oleh suatu harga rata-rata bergantung jarak dan suatu simpangan[11].

3.3 Perencanaan Seluler Indoor

Dalam perencanaan sistem jaringan seluler indoor yang harus dilakukan adalah[11]:

a. Sistem Antena

Menentukan sistem antena, konfigurasi antena, memaksimalkan cakupan desain sesuai area yang direncanakan ( coverage desain ), membuat skema desain (schematik desain ). Untuk perencanaan di dalam ruangan, biasanya dipakai dua jenis antena seperti antena omnidirectional dan antena directional. Antena omnidirectional sendiri ditempatkan diatap ruangan sedangkan antena directional untuk pemasangan di dinding. Dalam penelitian ini penulis menggunakan antena omnidirectional buatan kathrein dengan Gain sebesar 2 dbi. Penempatan antena baik itu di atas atap maupun di dinding harus memastikan cakupan yang baik disamping memastikan jarak yang aman antara

user dengan Electromagnetic Radiation (EMR) yang dipancarkan antena. b. Konfigurasi Antena

Konfigurasi antena untuk sistem antena indoor dapat dibedakan ke dalam empat kategori, yaitu antena terintegrasi, distribusi antena dengan jaringan kabel coaxial, radiasi (leaking) kabel, penyaluran antena dengan jaringan fiber

menjangkau area. Sistem antena terdistribusi ini terbagi dalam dua bagian yakni antena distribusi aktif dan pasif. Perbedaannya terletak pada kelebihannya di dalam jangkauan, dimana antena distribusi aktif memiliki peralatan aktif seperti bidirectional amplifier (BDA) yang berfungsi untuk menguatkan sinyal. Sebagai contoh tahapan di dalam merancang antena indoor

dapat dilihat pada Gambar 3.1 yang akan menunjukkan konfigurasi instalasi peralatan dalam ruangan meliputi antena donor, antena coverage, repeater, splitter maupun lokasi antena serta jalur kabel yang dipakai[11].

Gambar 3.1 Konfigurasi Instalasi Peralatan dalam Ruangan

c. Coverage Desain

Cakupan area (Coverage area) jelas akan mempengaruhi jumlah antena dan material pendukung lainnya. Untuk penentuan area cakupan sistem yang akan dipasang, dibutuhkan plot area untuk memutuskan area mana yang akan dicakupi. Setelah area cakupan disetujui maka dirancanglah penempatan antena dan jalur distribusinya untuk memenuhi area tersebut. Setiap penempatan antena harus diperhatikan supaya dapat diperolehnya area cakupan yang maksimum.

d. Design RF untuk Sistem Jaringan Indoor

Tujuan utama dariindoor adalah

bagaimana cara mendistribusikan daya dari BTS ke setiap antena pada setiap lantai dalam bangunan, dimulai dari daya keluaran dari BTS, dan kemudian ke redaman sepanjang jalur kabel. Setelah posisi antena dan jalur feeder

ditentukan.

3.4 Link Budget Seluler Indoor

Link Budget merupakan sebuah cara untuk menghitung mengenai semua parameter dalam transmisi sinyal, mulai dari Gain dan Losses, dari Tx sampai Rx melalui media transmisi. Link merupakan parameter dalam merencanakan suatu jaringan yang menggunakan media transmisi. Link budget ini dihitung bedasarkan jarak antara transmitter (Tx) dan Receiver (Rx). Link Budget juga dihitung karena adanya penghalang antara Tx dan Rx, misalnya gedung atau pepohonan[10].

3.4.1 Effective Isotropic Radiated Power (EIRP)

Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) merupakan besaran yang menyatakan kekuatan daya pancar pada arah radiasi maksimum penguatan antena. EIRP dapat dihitung dengan rumus 3.1[10]:

EIRP = Txpower ( dBm ) + G Tx( dBi ) – L Tx( dB ) ……... ( 3.1 )

Dimana:

EIRP = Effective Isotropic Radiated Power ( dBm ) TxPower ( dBm ) = Transmited Power ( dBm )

L Tx = Total Loss pada kabel ( dB )

3.4.2 Free Space Loss ( FSL )

Penurunan kualitas gelombang akibat refraksi, defraksi, dan scattering

yang dihilangkan agar tidak mempengaruhi propagasi dari pengirim ke penerima. FSL biasanya disebabkan oleh pembelokan sinyal menyebar terlalu jauh pada suatu area tertentu. FSL antara dua titik dapat terjadi ketika dua antena pemancar dan penerima cukup tinggi, sehingga hanya sinyal langsung dapat mencapai antena penerima. Redaman ruang bebas atau FSL merupakan penurunan daya gelombang radio selama merambat diruang bebas. Redaman ini dipengaruhi oleh frekuensi dan jarak antara titik pengirim dan penerima. Besarnya nilai Path Loss

dapat dihitung dengan persamaan 3.2[10]:

LP ( FS ) = 32,45 + 20 log f ( MHz) + 20 log d ( km ) ……….. ( 3.2 )

Dimana :

LP ( FS ) = Ruang bebas rugi (dB)

f = Frekuensi pembawa ( MHz )

d = Jarak antara pengirim dan penerima (km )

Pada model propagasi Indoor, karakteristik utama yang membedakan antara propagasi RF indoor dengan outdoor adalah multipathnya yang cenderung berbeda. Dalam propagasi indoor redaman dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti dinding, furniture, dan manusia. Pada model Keenan Motley, path loss

didapatkan dengan menjumlahkan redaman free space, redaman dinding, redaman lantai yang dilewati oleh gelombang yang dipancarkan dari pemancar menuju ke penerima. Model Keenan Motley dapat dirumuskan pada persamaan 3.3[10]:

………(3.3) Dimana :

R = Jari – jari coverage antena

= Panjang gelombang ( m )

p = Jumlah soft partition antara transmitter dan receiver

q = Jumlah hard partition antara transmitter dan receiver

AF = Attenuation Factor / Nilai Redaman material ( dB )

3.4.3 Receive Signal Level (RSL)

Receive Signal Level (RSL) adalah level sinyal yang diterima di penerima dan nilainya harus lebih besar dari sensitivitas perangkat penerima ( RSL > Rth ). Sensitivitas perangkat penerima merupakan kepekaan suatu perangkat pada sisi penerima yang dijadikan ukuran Threshold. Nilai RSL dapat dihitung dengan persamaan3.4[10] :

RSL = EIRP + FSL + lg + G Tx + L ( R ) ……….…….. ( 3.4 )

Dimana :

RSL = Received Level Signal ( dBm )

EIRP = Effective Isotropic Radiated Power ( dBm) FSL = Free Space Loss

lg = Loss pada cabel

G Tx = Gain antena

3.5 Drive Test

Drive Test digunakan untuk outdoor (luar ruangan) karena dilakukan dengan berkendaraan ( drive ) mobil sedangkan Walk Test untuk indoor ( dalam ruangan ) karena dilakukan dengan berjalan. Namun istilah drive Test lebih umum digunakan daripada walk test. Tujuan drive test yaitu untuk menganalisis coverage

sebuah cakupan jaringan atau cakupan pada suatu daerah tertentu dengan cara menggunakan sampel data userperception pada coverage area tertentu. Parameter yang diamati pada saat melakukan drive test berupa kuat daya pancar dan daya terima, tingkat kegagalan akses ( ioriginating dan terminating ), tingkat panggilan yang gagal ( drop call ) serta Frame Error Rate (FER). Drive test terdiri dari 3 bagian yaitu planning, implementasi dan optimasi. Pada tugas akhir ini, akan menganalisa pada tahap implementasi yaitu melakukan pengecekan sinyal yang dipancarkan pada masing-masing antena[12].

3.5.1 Alat- alat yang digunakan

Alat yang dibutuhkan pada saat melakukan drive test yaitu[12]: 1. Soft ware TEMS (Test Mobil system) version 8.0.

2. Mobile Phone sony Ericson K880i dan kabel data 3. Laptop

4. GPS dan USB GPS 5. Dongle

6. Peta digital (map info)

Sistem drive test melakukan pengukuran, menyimpan data di komputer, dan menampilkan data menurut waktu dan tempat. Beberapa tipe sistem drive test

yang tersedia adalah drive test berbasis MS, berbasis receiver yang mampu mengukur semua sinyal plot yang ada dan kombinasi keduanya. Perangkat berbasis MS merupakan konfigurasi minimum yang dibutuhkan dalam melakukan

drive test. Pengukuran umum seperti panggilan gagal ataupun terputus dilakukan untuk mengetahui sejauh mana performa jaringan dari sudut pandang pelanggan. Gambar 3.2 dan Gambar 3.3 menunjukkan sistem peralatan drive test berbasis MS termasuk dengan receiver GPS untuk menentukan lokasi akurat suatu peristiwa yang dialami MS[12].

Gambar 3.2 Konfigurasi Perangkat drive test

3.5.2 Langkah-Langkah Drive test

Ada empat tahap dalam melakukan persiapan drive test, yaitu mempersiapkan perangkat drive test, pemetaan area, persiapan rute dan pengambilan data drive test. Keempat tahapan tersebut dapat dilihat pada

flowchart berikut[12]:

BAB IV

ANALISIS PERENCANAAN LINK BUDGET PADA JARINGAN SELULER INDOOR

4.1 Umum

Pada Tugas Akhir ini akan dibahas analisis perencanaan sistem jaringan seluler indoor bedasarkan perhitungan Link Budget yang berbasis GSM 1800 MHz. Perhitungan Link Budget ini dimaksudkan untuk dapat menghitung atau merencanakan kebutuhan daya sistem seluler sehingga kualitas sinyal di penerima memenuhi standar yang diinginkan.

4.2 Sistem Indoor Network

Suatu jaringan telekomunikasi mempunyai solusi dalam mendesain jaringan atau kualitas sinyal di dalam gedung. Ada 3 kriteria yang diperlukan dalam mendesain jaringan telekomunikasi di dalam gedung yaitu coverage area, kapasitas, dan signal level quality. Setiap gedung memiliki karakteristik yang berbeda-beda, hal ini dipengaruhi oleh desain gedung tersebut. Analisa jenis atau bentuk ruangan akan mempengaruhi kualitas sinyal untuk mencakupi semua lokasi. Ruangan yang tidak bersekat-sekat atau seperti halnya mendapatkan cakupan yang kualitas sinyalnya lebih bagus daripada ruangan yang bersekat-sekat. Desain bangunan dengan panjang 35 m, lebar ruangan 25 m, tinggi 12 m, jumlah antena yang digunakan pada bangunan ini adalah sebanyak 5 antena

Gambar 4.1. Denah Ruangan Di Dalam Gedung

Keterangan Gambar :

a. 1 LD 1 sampai 1 LD 5 : Antena Indoor buatan Catherin

b. : Beton

Perangkat indoor terdiri dari beberapa komponen seperti menara ( tiang sangga ) yang cukup tinggi, RBS, serta antena yang ditempatkan di atas menara atau tiang sangga tersebut. Salah satu perangkat indoor dapat dilihat pada Gambar 4.2[11].

Gambar 4.2 Perangkat Indoor

4.2.1 Perencanaan Perubahan Posisi Antena

Untuk meningkatkan kualitas level sinyal indoor building salah satu yang harus direncanakan yaitu letak antena di dalam gedung. Level sinyal di dalam gedung sangat berpengaruh terhadap kelima posisi antena LD1 sampai antena LD5. Perencanaan perubahan posisi antena dalam gedung dapat dilihat pada Gambar 4.3. Perencanaan Antena yang dimaksud adalah dengan mengubah letak Antena dari posisi antena yang sebenarnya.

Gambar 4.3 Perencanaan Perubahan Posisi Antena

4.3 Analisa Perhitungan Link Budget Seluler Indoor

Link Budget juga merupakan patokan dalam rancangan radiasi maksimum antena, redaman total, fading margin dan daya yang diterima oleh user. Perhitungan Link Budget dimaksudkan untuk dapat menghitung atau merencanakan kebutuhan daya sistem seluler sedemikian rupa, sehingga kualitas sinyal di penerima memenuhi standar yang diinginkan. Perhitungan Link budget

sebenarnya untuk memastikan bahwa level daya penerimaan lebih besar atau sama dengan level daya threshold (RSL ≥ Rth) agar sinyal cukup kuat untuk diterima

receiver dengan baik. Perhitungan diawali dengan menghitung besaran yang menyatakan kekuatan daya pancar antena berupa EIRP kemudian mencari

besarnya RSL berupa level sinyal yang diterima di penerima. Berikut ini akan diperoleh perhitungan Link Budget pada jaringan seluler indoor[12].

4.3.1 EIRP

Bedasarkan parameter yang berpengaruh pada perhitungan Link Budget, maka EIRP diperoleh dengan menggunakan persamaan 3.1[10].

EIRP = Txpower ( dBm ) + G Tx( dBi ) – L Tx( dB )

= 44 dBm + 2 dBi - Σ ( Feeder + Jumper Loss ) = 44 dBm + 2 dBi + ( -18,6155 )

= 27,3845 dBm

4.3.2 Path Loss / Free Space Loss

Besarnya nilai FSL dengan jangkauan antena di dalam gedung yaitu 10 meter ( r = 10 m) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3.2 yaitu[10]:

LP ( FS ) = 32,45 + 20 log f ( MHz) + 20 log d ( km )

= 32,45 + 20 log 1800 Mhz + 20 log 0,01 = 57,5554 dB

Perhitungan Path Loss / nilai propagasi indoor ini akan dihitung pada kelima antena omnidirectional. SehinggaNilai Path Loss dapat diperoleh hasilnya menggunakan Persamaan 3.3.

L ( R ) =

= -65,4217 + 35 + 40 = 9,5783 dB

Dengan menggunakan cara yang sama untuk path loss antena LD1, maka nilai path loss untuk antena LD2, LD3, LD4 dan Antena LD5 dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Nilai Path Loss Antena Indoor

Antena Jumlah Nilai Bahan r ( m ) Path Loss ( dB )

p q

LD1 14 5 10 9,5783

LD2 8 4 10 -117,4217

LD3 3 1 10 -53,9217

LD4 12 1 10 -35,4217

LD5 13 1 10 -27,4217

Perhitungan Path Loss / nilai propagasi indoor juga dihitung pada keempat antena omnidirectional sesuai perencanaan perubahan posisi antena. Untuk lebih jelasnya nilai Path Loss dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Nilai Path Loss Perubahan Posisi Antena Indoor

Antena

Jumlah Nilai

Bahan r ( m ) Path Loss ( dB )

p q

LD1 16 5 10 14,5783

LD2 11 6 10 10,0783

4.3.3 Received Level Signal ( RSL)

Untuk mengetahui kualitas sinyal output dengan jarak dari antena ke MS sejauh 10 meter maka akan dilakukan perhitungan RSL bedasarkan Persamaan 3.4. Nilai RSL dengan jarak dari antena ke mobile station sejauh 10 meter yaitu[10]:

a. Antena LD1

RSL = EIRP + FSL + lg + G Tx + L ( R )

= 27,3845 dBm + ( -57,5554 ) + ( - 18,6155 ) + 2 dBi + ( -9.5783 ) = -56.3645 dBm

Dengan menggunakan cara yang sama nilai RSL pada antena LD1, dimana nilai EIRP adalah sama untuk kelima antena tersebut maka nilai RSL antena LD2, LD3, LD4 dan antena LD5 dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Nilai RSL Antena Indoor

LD4 11 0 10 -67,9217

LD5 3 1 10 -87,9217

Antena

Parameter

FSL (dB) RSL (dBm)

LD1 9,5783 -56,3645

LD2 -117,4217 -70,6353

LD3 -53,9217 -100,7081

LD4 -35,4217 -82,2081

Nilai RSL jika posisi antena indoor sesuai dengan perencanaan perubahan posisi dalam gedung yaitu :

a. Antena LD1

RSL = EIRP + FSL + lg + G Tx + L ( R )

= 27,3845 dBm + ( -57,5554 ) + ( - 18,6155 ) + 2 dBi + ( -14,5783 ) = -58,3647 dBm

Dengan menggunakan cara yang sama nilai RSL sesuai perencanaan perubahan posisi pada antena LD1, dimana nilai EIRP adalah sama untuk kelima antena tersebut maka nilai RSL antena LD2, LD3, LD4 dan antena LD5 dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4 Nilai RSL Perubahan Posisi Antena Indoor

4.4 Hasil Data Drive Test

Proses optimasi / planning termasuk didalamnya proses optimasi/

planning dengan menganalisa hasil drive test. Dengan drive test kita dapat mengukur kualitas sinyal yang dirasakan oleh user. Hasil data Walk Test dengan satuan dBm yang ditunjukkan pada legend ( warna hijau tua, hijau muda, kuning, orange, biru, merah ) pada lokasi atau tempat yang sudah ditentukan yaitu lantai

Antena Parameter

FSL (dB) RSL (dBm)

LD1 _14,5783 -58,3647

LD2 -117,4217 -73,6353

LD3 -15,9217 -59,7081

LD4 _-67,9217 -111,7081

dasar dengan memfokuskan pada kelima antena indoor yang sudah terpasang yaitu LD1, LD2, LD3, LD4, dan LD5. Hasil perhitungan Link Budget tersebut telah di simulasikan pada TEMS Investigation dan dapat dilihat hasilnya sebagai berikut:

a. Hasil Walk test dengan jarak 10 meter pada antena LD1 dengan RSL perhitungan – 56,3645 dBm dan RSL Walk Test -40 dBm dapat dilihat pada Gambar 4.4.

b. Hasil Walk test dengan jarak 10 meter pada antena LD2 dengan RSL perhitungan –60,2081 dBm dan RSL Walk Test -49 dBm dapat dilihat pada Gambar 4.5.

-40 dBm

-49

Gambar 4.5 Hasil Walk Test Jarak MS ke Antena 10 meter pada antena LD3

c. Hasil Walk test dengan jarak 10 meter pada antena LD4 dengan RSL perhitungan -82,2081 dBm dan RSL Walk Test -50 dBm dapat dilihat pada Gambar 4.6.

d. Hasil Walk test dengan jarak 10 meter pada antena LD3 dengan RSL perhitungan -100,7081 dBm dan RSL Walk Test -59 dBm dapat dilihat pada Gambar 4.7.

e. Hasil Walk test antenna LD5 dengan Jarak Mobile Station ke Antena 10 meter dengan RSL perhitungan -109,6298 dBm dan RSL Walk Test -62 dBm dapat dilihat pada Gambar 4.8.

-50 dBm

Gambar 4.6 Hasil Walk Test Jarak MS ke Antena 10 meter pada antena LD1

-59 dBm

-62dBm

Gambar 4.8 Hasil Walk Test Jarak MS ke Antena 10 meter pada antena LD5

4.5 Analisis Perbandingan Hasil Perhitungan dan Hasil Pengukuran

Setelah dilakukan perhitungan, perencanaan, dan pengukuran drive test jaringan seluler indoor pada GSM 1800 Mhz maka dapat dibandingkan hasil dari ketiga metode tersebut berdasarkan Tabel 4.5 yaitu :

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan dan Hasil Pengukuran ( Drive Test ) Pada GSM 1800 Mhz.

Antena FSL ( dB ) RSL (dBm)

Perencanaan Perhitungan Perencanaan Perhitungan Pengukuran

LD1 14,5783 9,5783 -58,3647 -56,3645 -40

LD2 -10,0783 -117,4217 -73,6353 -70,6353 -49

LD3 -15,9217 -53,9217 -59,7081 -100,7081 -59

LD4 -67,9217 -35,4217 -111,7081 -82,2081 -50

1. Dari Tabel 4.5 dengan nilai RSL perhitungan terbaik adalah antena LD5 dengan RSL -109,6298 dbm dan redaman -27,4217 dB. Nilai RSL ini berbeda dengan nilai pengukuran drive test yaitu sebesar -62 dBm dan merupakan nilai yang sesuai oleh telekomunikasi saat ini.

2. Nilai RSL pengukuran sebesar -40 dBm pada antena LD1 termasuk dalam kategori nilai terburuk karena dipengaruhi oleh material redaman.

3. Dalam perencanaan perubahan posisi antena LD1 juga merupakan antena terburuk dalam menerima sinyal dengan redaman / error sebesar 14,5783 dB dan level sinyal -58,3647 dbm.

4. Dari hasil Perbandingan RSL Perencanaan dengan RSL pengukuran maka antena LD3 yang paling baik dalam menerima sinyal dimana range nilai dari kedua metode tersebut sebesar -59 dbm.

5. Berdasarkan perbandingan RSL Perhitungan dengan RSL pengukuran maka antena LD1 yang paling baik dalam menerima sinyal dengan RSL -58,3647 dbm (perencanaan) dan -40 (pengukuran).

Perbandingan hasil Drive Test, RSL perhitungan dan RSL perencanaan perubahan posisi antena lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 4.9 yaitu grafik perbandingan FSL dan Gambar 4.10 grafik perbandingan RSL[12].

Gambar 4.9 Grafik Hasil FSL dan perhitungan Antena pada gedung Indoor

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan :

1. Dari hasil pengukuran drive test diperoleh level sinyal yang terbaik terdapat pada antena LD5 dengan nilai level sinyal sebesar -62 dBm.

2. Dari hasil perhitungan teori diperoleh level sinyal yang terbaik terdapat pada antena LD5 dengan nilai level sinyal sebesar -109,6298 dBm dan redaman sebesar -27,4217 dB.

3. Dari hasil perencanaan diperoleh level sinyal yang terbaik terdapat pada antena LD5 dengan nilai level sinyal sebesar -131,7081 dBm dan redaman sebesar -87,9217 dB.

4. Dari hasil pengukuran, perhitungan dan perencanaan diperoleh level sinyal yang kurang bagus terdapat pada antena LD1. Level sinyal hasil perhitungan sebesar -56,3645 dBm dengan redaman -9,5783 dB, pada perencanaan diperoleh level sinyal -51,3647 dB dan redaman -4,5783 dB, sedangkan untuk hasil pengukuran level sinyal sebesar –40 dBm.

5. Metode yang paling baik menerima sinyal yaitu metode perencanaan karena

range dari nilai RSL nya lebih kecil dibandingkan metode perencanaan dan pengukuran.

5.2 Saran

Sebagai perbandingan perlu dilakukan adanya simulasi dari pembahasan seluler indoor.

DAFTAR PUSTAKA

1. Lingga Wardhana, 1997,” Cell Planning of GSM Indoor System”, LV/R-96: 247 Rev C, Ericsson.

2. Mishra, Ajay R, 2004,“Fundamental of Cellular Network Planning and Optimization :2G / 2.5G / Evolution to 4G. England: John Wiley & Sons, Ltd.2004.

3. Clint Smith P.E & Curt Gervelis,1996, “Cellular System Design and Optimization”, McGraw-Hill.

4. Anonim,2010,”Indoor Positioning System”, Applicability and Precision,

6. Holma Harri and Antti Toskala, 2004, “ WCDMA For UMTS”, Ltd. England.

diakses tanggal 20 januari 2013)

5. Ericsson, 2000, “ GSM Network Planning”,chapter 1.

7. Permatasari, Putri, 2008,”Instalasi WAN, ARP, dan EIRP”,

diakses tanggal 17 Desember 2012)

8. Chevallier Christoper, Christoper Brunner, Andrea Garavaglia, Kevin P. Murray, and Kenneth R. Baker, 2006, WCDA ( UMTS ) Deployment Handbook Planning and Optimization Aspects”, John Wiley and Sons, Ltd , USA.

9. Anonim, 1995,” Global System for Mobile Communication”,An Introduction to GSM,

diakses tanggal 17 Desember 2012)

10.Anonim,2007,”Perhitungan Link Budget pada Jaringan GSM di Indonesia”,

diakses tanggal 17 Desember 2012)

11.Anonim, 2011, “ Konsep Dasar Komunikasi Seluler”,Pengertian Komunikasi

Seluler,

diakses tanggal 15 Februari 2013)

12.Dornan, Andy,2001, “ The Essential Guide to Communication Applications”,

Prentice Hall Inc., NJ.

-62dBm

Gambar 4.8 Hasil Walk Test Jarak MS ke Antena 10 meter pada antena LD5

4.5 Analisis Perbandingan Hasil Perhitungan dan Hasil Pengukuran

Setelah dilakukan perhitungan, perencanaan, dan pengukuran drive test jaringan seluler indoor pada GSM 1800 Mhz maka dapat dibandingkan hasil dari ketiga metode tersebut berdasarkan Tabel 4.5 yaitu :

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan dan Hasil Pengukuran ( Drive Test ) Pada GSM 1800 Mhz.

Antena FSL ( dB ) RSL (dBm)

Perencanaan Perhitungan Perencanaan Perhitungan Pengukuran LD1 14,5783 9,5783 -58,3647 -56,3645 -40 LD2 -10,0783 -117,4217 -73,6353 -70,6353 -49 LD3 -15,9217 -53,9217 -59,7081 -100,7081 -59 LD4 -67,9217 -35,4217 -111,7081 -82,2081 -50 LD5 -87,9217 -27,4217 -131,7081 -109,6298 -62

1. Dari Tabel 4.5 dengan nilai RSL perhitungan terbaik adalah antena LD5 dengan RSL -109,6298 dbm dan redaman -27,4217 dB. Nilai RSL ini berbeda dengan nilai pengukuran drive test yaitu sebesar -62 dBm dan merupakan nilai yang sesuai oleh telekomunikasi saat ini.

2. Nilai RSL pengukuran sebesar -40 dBm pada antena LD1 termasuk dalam kategori nilai terburuk karena dipengaruhi oleh material redaman.

3. Dalam perencanaan perubahan posisi antena LD1 juga merupakan antena terburuk dalam menerima sinyal dengan redaman / error sebesar 14,5783 dB dan level sinyal -58,3647 dbm.

4. Dari hasil Perbandingan RSL Perencanaan dengan RSL pengukuran maka antena LD3 yang paling baik dalam menerima sinyal dimana range nilai dari kedua metode tersebut sebesar -59 dbm.

5. Berdasarkan perbandingan RSL Perhitungan dengan RSL pengukuran maka antena LD1 yang paling baik dalam menerima sinyal dengan RSL -58,3647 dbm (perencanaan) dan -40 (pengukuran).

Perbandingan hasil Drive Test, RSL perhitungan dan RSL perencanaan perubahan posisi antena lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 4.9 yaitu grafik perbandingan FSL dan Gambar 4.10 grafik perbandingan RSL[12].

Gambar 4.9 Grafik Hasil FSL dan perhitungan Antena pada gedung Indoor

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan :

1. Dari hasil pengukuran drive test diperoleh level sinyal yang terbaik terdapat pada antena LD5 dengan nilai level sinyal sebesar -62 dBm.

2. Dari hasil perhitungan teori diperoleh level sinyal yang terbaik terdapat pada antena LD5 dengan nilai level sinyal sebesar -109,6298 dBm dan redaman sebesar -27,4217 dB.

3. Dari hasil perencanaan diperoleh level sinyal yang terbaik terdapat pada antena LD5 dengan nilai level sinyal sebesar -131,7081 dBm dan redaman sebesar -87,9217 dB.

4. Dari hasil pengukuran, perhitungan dan perencanaan diperoleh level sinyal yang kurang bagus terdapat pada antena LD1. Level sinyal hasil perhitungan sebesar -56,3645 dBm dengan redaman -9,5783 dB, pada perencanaan diperoleh level sinyal -51,3647 dB dan redaman -4,5783 dB, sedangkan untuk hasil pengukuran level sinyal sebesar –40 dBm.

5. Metode yang paling baik menerima sinyal yaitu metode perencanaan karena range dari nilai RSL nya lebih kecil dibandingkan metode perencanaan dan pengukuran.

5.2 Saran

Sebagai perbandingan perlu dilakukan adanya simulasi dari pembahasan seluler indoor.

DAFTAR PUSTAKA

1. Lingga Wardhana, 1997,” Cell Planning of GSM Indoor System”, LV/R-96: 247 Rev C, Ericsson.

2. Mishra, Ajay R, 2004,“Fundamental of Cellular Network Planning and Optimization :2G / 2.5G / Evolution to 4G. England: John Wiley & Sons, Ltd.2004.

3. Clint Smith P.E & Curt Gervelis,1996, “Cellular System Design and Optimization”, McGraw-Hill.

4. Anonim,2010,”Indoor Positioning System”, Applicability and Precision,

6. Holma Harri and Antti Toskala, 2004, “ WCDMA For UMTS”, Ltd. England.

diakses tanggal 20 januari 2013)

5. Ericsson, 2000, “ GSM Network Planning”,chapter 1.

7. Permatasari, Putri, 2008,”Instalasi WAN, ARP, dan EIRP”,

diakses tanggal 17 Desember 2012)

8. Chevallier Christoper, Christoper Brunner, Andrea Garavaglia, Kevin P. Murray, and Kenneth R. Baker, 2006, WCDA ( UMTS ) Deployment Handbook Planning and Optimization Aspects”, John Wiley and Sons, Ltd , USA.

9. Anonim, 1995,” Global System for Mobile Communication”,An Introduction to GSM,

diakses tanggal 17 Desember 2012)

10.Anonim,2007,”Perhitungan Link Budget pada Jaringan GSM di Indonesia”,

diakses tanggal 17 Desember 2012)

11.Anonim, 2011, “ Konsep Dasar Komunikasi Seluler”,Pengertian Komunikasi

Seluler,

diakses tanggal 15 Februari 2013)

12.Dornan, Andy,2001, “ The Essential Guide to Communication Applications”, Prentice Hall Inc., NJ.