Analisa Kinerja Local Multipoint Distribution Service (LMDS) Sebagai Akses Layanan Nirkabel Pita Lebar
ANALISA KINERJA LOCAL MULTIPOINT DISTRIBUTION SERVICE
(LMDS) SEBAGAI AKSES LAYANAN NIRKABEL PITA LEBAR O L E H RUDIANTO BM. HARIANJA
030402071
Tugas akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syaratuntuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2007
ABSTRAK
Kebutuhan pelanggan akan layanan komunikasi semakin meningkat, terutama pada komunikasi data untuk berbagai aplikasi internet. Besarnya alokasi spektrum yang digunakan memampukan sistem LMDS untuk mendukung layanan broadband. LMDS menyediakan layanan data berkecepatan tinggi, layanan suara, layananan video, video on demand, Interaktif video, seperti video conference, broadcast video, dan CDMA berbasis LMDS.
Dalam Perancangan sistem ada beberapa parameter yang harus diperhatikan seperti redaman, kualitas transmisi, daya pancar, EIRP(Equivalent Isotropic Radiated
Power), dan tinggi antena. Kinerja dari sistem meliputi level sinyal terima (RSL),
daya pancar, dan EIRP. Masalah yang sering terjadi adalah daya pancar yang kurang, level sinyal terima terlalu kecil, atau rugi-rugi lintasan yang terlalu besar. Hal ini akan mengakibatkan dilakukannya rekonstruksi ulang yang menambah biaya pembangunan sistem. Untuk itu perlu dilakukan Analisa parameter tersebut sehingga masalah tersebut bisa diatasi. Salah satu solusi untuk mengatasi masalah tersebut adalah pemilihan teknik modulasi yang digunakan. Kinerja dari sistem ini akan dianalisa untuk beberapa sistem yang menggunakan teknik modulasi phasa yang berbeda yaitu BPSK, QPSK, octal-PSK dan DQPSK.
Hasil analisa menunjukkan bahwa sistem yang menggunakan teknik modulasi DQPSK adalah lebih baik dari yang lain karena modulasi ini memiliki daya pancar yang lebih besar, level sinyal terima yang lebih besar dan EIRP yang lebih besar juga.
Hal ini disebabkan karena modulasi QPSK memiliki level modulasi yang lebih tinggi dibanding ketiga yang lainnya. Hasil analisa juga menunjukkan bahwa sistem dapat bekerja karena nilai RSL sistem lebih besar dibandingkan dengan RSL minimum.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan hidayah Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih kepada:
1. Kedua orangtuaku tercinta, Ayahanda Comman Harianja dan Ibunda Lamtosa Simamora, yang banyak memberikan dukungan moril, doa dan materi.
2. Bapak Ir. Sihar Parlinggoman Panjaitan, MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas dukungan, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
3. Bapak Ir. Edy Warman, selaku dosen wali atas motivasi dan arahan serta bimbingan selama kuliah.
4. Bapak Prof. DR. Ir. Usman Baafai selaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
6. Seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Rekan-rekan penulis di Laboratorium Sistem Pengaturan dan Komputer, serta rekan penulis di Ikatan Mahasiswa Teknik Elektro atas kerjasamanya selama ini.
8. Seluruh keluarga besar penulis tercinta, Ompung, Lae Bona, Bang Jansen (Indosat), Tulang Bona, Uda Dedy dan Uda Sumurung, Bang Hendra, Kak Helen, dan adik-adikku Ana, Benni, dan sikecil Grace atas dukungan, doa dan bantuannya.
9. Dewi tercinta, yang selalu menemani, mendukung, dan untuk perhatiannya.
10. Eka Jaya Ginting atas account Rapidshare-nya .
11. Teman-teman angkatan 2003, Fery, Paniel, Dewi Sie, Pian, Hedbien, Aan, Handhika, Irsan, Tigor, Oloan, Ganda, Gustian, Dwita, Mey, Faisal, Nora, Rudi, Brian, Iman, Adhit, dan teman-temanku lainnya yang tidak tercantum namanya.
12. Teman-teman angkatan 2002, 2004 dan 2005.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan- kekurangan, baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu penulis siap menerima kritik dan saran yang sifatnya membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis.
Medan, September 2007 Penulis .
Rudianto BM. Harianja NIM. 030402071
DAFTAR ISI ABSTRAK ............................................................................................................. i KATA PENGANTAR .......................................................................................... ii DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ viii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1. Latar Belakang Masalah .................................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ........................................................................................... 2
1.3. Tujuan Penulisan .............................................................................................. 2
1.4. Batasan Masalah ............................................................................................ 3
1.5. Metode Penulisan ...................................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan ..................................................................................... 3
BAB II SISTEM KOMUNIKASI NIRKABEL ................................. 5
2.1 Pendahuluan.......................................................................................................... 5
2.1.1 Evolusi Sistem Nirkabel ....................................................................... 6
2.1.2 Diagram Blok Sistem Komunikasi Nirkabel ........................................... 7
2.2 Standard Sistem Komunikasi Nirkabel................................................................. 8
2.2.1. Standar IEEE 802.11............................................................................. 9
2.2.2. Standar IEEE 802.16............................................................................. 10
2.3. Teknik Modulasi Sistem Komunikasi Nirkabel................................................ 10
2.3.1. BPSK, QPSK dan /4-DQPSK......................................................... 12
2.3.2. Modulasi 16QAM, 64QAM, 256QAM.............................................. 13
2.3.3. OFDM (Orthogonal Frekwensi Division Multiplexing)..................... 14
2.4. Teknik Akses Jamak (Multiple-access)..............................................................15
2.4.1. Duplexing………….............................................................................. 15
2.4.2. Frequency Division Multiple Access (FDMA)......................................16
2.4.3. Time Division Multiple Access (TDMA)............................................. 17
2.4.4. Code Division Multiple Access (TDMA)............................................. 19
2.5. Teknologi Sistem Komunikasi Nirkabel........................................................... 19
2.5.1. Bluetooth ……….................................................................................. 20
2.5.2. Infrared …………................................................................................ 21
2.5.3. Home Radio Frequency..........................................................................21
2.5.4. WiFi …………................................................................................ 22
2.5.5. GPRS …………................................................................................ 23
2.5.6. Fixed Wireless Access........................................................................... 24
2.5.7. Local Multipoint Distribution Service (LMDS).................................... 25
2.5.8. Multi-Channel Multipoint Distribution Service(MMDS)...................... 25
2.5.9. Laser Transmission…............................................................................ 26
2.5.10.Komunikasi Satelit…........................................................................... 26
2.6. Komunikasi Pita Lebar..................................................................................... 28
BAB III LOCAL MULTIPOINT DISTRIBUTION SERVICE...................... 31
3.1. Pendahuluan……..…………............................................................................ 31
3.2. Gambaran Umum Sistem LMDS....................................................................... 31
3.3. Alokasi Frekuensi ............................................................................................ 32
3.4. Jenis Layanan yang Disediakan........................................................................ 33
3.5. Standarisasi Sistem LMDS............................................................................... 33
3.6. Arsitektur Sistem LMDS.................................................................................. 34
3.7. Konfigurasi Sistem LMDS................................................................................ 36
3.8. Parameter Perencanaan LMDS.......................................................................... 37
3.8.1. Menentukan Prediksi Pelanggan........................................................... 37
3.8.2. Menentukan Link Budget.... .............................................................. 38
3.8.9. Redaman........................................................................................................ 38
3.9.1. Redaman Hujan..................................................................................... 39
3.9.1. Redaman Ruang Bebas(free space loss)................................................ 40
3.10.Kualitas Transmisi........................................................................................... 41
3.11. Daya Pancar (Power Transmit)........................................................................ 43
3.12. Receive Level Signal. .................................................................................... 43
3.13. EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power).................................................. 44
3.14. Konsep Sel Nirkabel LMDS............................................................................ 44
3.15. Sektorisasi. ..................................................................................................... 45
3.16. Frequency Reuse........ .................................................................................... 45
3.17. Site Planning ................................................................................................... 46
BAB IV ANALISA KINERJA LMDS……….................................................. 48
4.1. Umum………..……......................................................................................... 48
4.2. Parameter Analisis…………............................................................................49
4.3. Penentuan Link Budget……............................................................................ 49
4.4. Perhitungan Redaman Hujan........................................................................... 50
4.5. Perhitungan Redaman Ruangan Bebas……………. ..................................... 51
4.6. Perhitungan Kualitas Transmisi……………................................................... 51
4.7. Perhitungan Daya Pancar................................................................................ 55
4.8. Perhitungan Level Sinyal Terima (Receive Signal Level)................................58
4.9. Perhitungan EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power)............................ 60
4.10. Perhitungan Tinggi Menara…………....................…......................................62
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 64
5.1. Kesimpulan ..................................................................................................... 64
5.2. Saran ................................................................................................................ 65
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 66 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Band Frekuensi Wireless......................................................................... 6Tabel 2.2. Urutan Pola Bit DQPSK.......................................................................... 13Tabel 3.1. Parameter Link Budget………………………………………............... 38Tabel 3.2. Spesifikasi Teknis Sistem LMDS........................................................... 42Tabel 3.3. Persamaan Luas Sel................................................................................ 44Tabel 4.1. Parameter Link Budget............................................................................ 49Tabel 4.2. Nilai Konstanta Atenuasi Sesuai Rekomendasi CCIR.............................50Tabel 4.3. Nilai Redaman Ruang Bebas Berdasarkan Fungsi Jarak dan Frekuensi..51Tabel 4.4. Level Modulasi dan roll of factor............................................................ 52Tabel 4.5. Nilai Eb/No Noncoding untuk Beberapa jenis Modulasi........................52Tabel 4.6. Hasil Perhitungan C/N untuk Jenis Modulasi yang Berbeda................... 55Tabel 4.7. Hasil Perhitungan Daya Pancar............................................................... 57Tabel 4.8. Hasil Perhitungan RSL Minimum.......................................................... 58Tabel 4.9. Hasil Perhitungan RSL Sistem.................................. ........................... 59Tabel 4.10. RSL Sistem Empat Jenis Modulasi....................................................... 59Tabel 4.11. Perbandingan RSL Minimum dengan RSL Sistem ........................... 60Tabel 4.12. Perhitungan EIRP Berdasarkan Teknik Modulasi yang Digunakan...... 62Tabel 4.13. Tinggi Antena untuk Tinggi Obstacle yang Berbeda ......................... 63DAFTAR GAMBAR