Model Topologi Jaringan Antena Base Transceiver Station Berbasis Ramah Lingkungan di Kota Medan
MODEL TOPOLOGI JARINGAN ANTENA BASE TRANSCEIVER
STATION BERBASIS RAMAH LINGKUNGAN
DI KOTA MEDAN
DISERTASI
Oleh
SINDAK HUTAURUK
118106001
Program Doktor (S3)
Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
MODEL TOPOLOGI JARINGAN ANTENA BASE TRANSCEIVER
STATION BERBASIS RAMAH LINGKUNGAN
DI KOTA MEDAN
DISERTASI
SINDAK HUTAURUK
118106001
Program Doktor (S3)
Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
MODEL TOPOLOGI JARINGAN ANTENA BASE TRANSCEIVER
STATION BERBASIS RAMAH LINGKUNGAN
DI KOTA MEDAN
DISERTASI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
dalam program Doktor Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
Oleh
SINDAK HUTAURUK
118106001
Program Doktor (S3)
Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Judul Disertasi
: MODEL TOPOLOGI JARINGAN ANTENA BASE
TRANSCEIVER STATION BERBASIS RAMAH
LINGKUNGAN DI KOTA MEDAN
Nama Mahasiswa : Sindak Hutauruk
Nomor Pokok
: 118106001
Program Studi : Doktor (S3) Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
Menyetujui,
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Herman Mawengkang
Promotor
Prof. Dr. Ir. Usman S. Ba’afai
Co-Promotor
Prof. Dr. Nasruddin Noer, M.Eng.Sc.
Co-Promotor
Ketua Program Studi,
Direktur,
Dr. Delvian, SP, MP.
Prof. Dr. Robert Sibarani, MS.
Tanggal Lulus : 29 Agustus 2016
Universitas Sumatera Utara
Diuji pada Ujian Disertasi Terbuka (Promosi)
Hari / Tanggal : Senin / 29 Agustus 2016
PANITIA PENGUJI DISERTASI
Pemimpin Sidang :
Prof. Dr, Runtung Sitepu, SH., M.Hum.
(Rektor USU)
Ketua
(Guru Besar USU)
: Prof. Dr. Herman Mawengkang
Anggota : Prof. Dr. Robert Sibarani, MS
Prof. Dr. Usman S. Ba’afai
Prof. Dr. Nasruddin M.N., M.Eng.Sc.
Prof. Dr. Monang Sitorus, M.Si.
Dr. Delvian, Sp., MP.
Dr. dr. Wirsal Hasan, MPH.
(Direktur Sekolah Pascasarjana USU)
(Guru Besar USU)
(Guru Besar USU)
(Guru Besar UHN)
(Ketua Prodi S2/S3 PSL USU)
(Staf Pengajar USU)
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
Judul Disertasi
“MODEL TOPOLOGI JARINGAN ANTENA BASE TRANSCEIVER STATION
BERBASIS RAMAH LINGKUNGAN DI KOTA MEDAN”
Dengan ini penulis menyatakan bahwa disertasi ini, yang disusun sebagai syarat untuk
memperoleh gelar Doktor (S3) Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Universitas
Sumatera Utara adalah benar merupakan hasil karya penulis sendiri.
Adapun pengutipan-pengutipan yang penulis lakukan pada bagian-bagian tertentu dari
hasil karya orang lain dalam penulisan disertasi ini, telah penulis cantumkan sumbernya
secara jelas sesuai dengan norma, kaidah, dan etika penulisan ilmiah.
Apabila dikemudian hari ternyata ditemukan seluruh atau sebagian disertasi ini bukan
hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam bagian-bagian tertentu, penulis bersedia
menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang penulis sandang dan sanki-sanksi lainnya
sesuai dengan peraturan perundangan yang berlaku.
Medan, 14 Agustus 2016
Penulis,
Sindak Hutauruk
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Menara antena BTS (Base Transceiver Station) ditempatkan pada seluruh wilayah
kelurahan di kota Medan dengan jumlah keseluruhan hampir mencapai 5.000
antena. Antena-antena tersebut dibangun oleh operator-operator telepon selular
pada tempat yang berdekatan dengan pemukiman, pusat perbelanjaan, sekolah,
rumah sakit bahkan pada rumah ibadah. Antena BTS memancarkan sinyal
gelombang medan elektromagnetik (EMF, Electromagnetic Field)) yang dapat
mencapai radius 3 sampai 9 km. Bila power density (PD) dari EMF tersebut
melampaui nilai ambang batas (4,5 watt/m2 untuk frekuensi 900 MHz. dan 9
watt/m2 untuk frekuensi 1800 MHz.), maka akan menimbulkan efek negatif
terhadap lingkungan hidup yang berada pada coverage area (CA) BTS tersebut.
Lebih dari 80 % antena-antena BTS di kota Medan berada di atas nilai ambang
batas pada jarak sampai dengan sekitar 100 meter dari antena BTS. Sementara
Peraturan daerah kota Medan tentang Rencana Tata Ruang dan Wilayah (RTRW)
tidak mengatur pembangunan antena BTS yang melindungi lingkungan hidup dari
paparan radiasi EMF antena BTS. Oleh sebab itu peneliti melakukan perlindungan
lingkungan hidup khususnya kesehatan masyarakat dari efek negatif radiasi EMF
yaitu dengan melakukan pemodelan topologi antena BTS berbasis ramah
lingkungan di kota Medan. Pemodelan dilakukan dalam bentuk matematis dengan
menggunakan Mixed-Integer Linear Programming (MILP). Model tersebut
menggabungkan masalah pemilihan lokasi BTS (BTSL), masalah ketersediaan
Frequency Channel Assigment (FCA), dan koneksi BTS ke jaringan yang
semuanya berbasis nilai ambang batas power density sehingga ramah terhadap
lingkungan hidup khususnya terhadap kesehatan masyarakat pada area CA BTS.
Model yang diperoleh ini dapat meminimalkan biaya, jaminan koneksitas, dan
perlindungan lingkungan hidup secara penuh terhadap bahaya radiasi EMF antena
BTS. Model ini dapat memberikan kontribusi sebagai masukan kepada pemerintah
kota Medan untuk membuat sebuah regulasi dalam menata menara antena BTS
telepon seluler berbasis ramah lingkungan di kota Medan.
Kata kunci : antena BTS, power density, lingkungan hidup, MILP.
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Antenna tower BTS (Base Transceiver Station) is placed on the entire territory of
the village in the city of Medan with a total of nearly 5,000 antennas. These
antennas were built by telephone cellular operators I n the space close to residential
areas, shopping centers, schools, hospitals and even houses of worship. BTS
antenna emits a signal of Electromagnetic Field (EMF) wave that can reach a
radius of 3 to 9 km. When the power density (PD) of the EMF exceeded the
threshold value (4.5 watts / m2 for a frequency of 900 MHz, and 9 watts / m2 for a
frequency of 1800 MHz.), It will have a negative effect on the environment which
are in the coverage area (CA) of BTS. More than 80 % of antennas of base stations
in the city of Medan is above the threshold value at a distance of about 100 meters
away from BTS antennas. While the Regulation of Spatial Plan of medan city does
not regulate the BTS antenna development that protects the environment from
exposure to EMF radiation BTS antennas. So researchers do environmental
protection, especially public health, from the negative effects of EMF radiation that
is by modeling the topology of the antenna BTS based on Eco-Friendly in the city
of Medan. Modelling done in mathematical form by using Mixed-Integer Linear
Programming (MILP). The model incorporates the BTS site selection problem
(BTSL), Channel Frequency availability problems assigment (FCA), and the
connection to the network base stations, all based power density threshold value
that is safer to the environment, especially on public health in the CA of BTS. The
model is to minimize the costs, guarantees connectivity, and full protection of the
environment against the dangers of EMF radiation BTS antennas. This model can
contribute to the Medan city government to create a regulation in managing the
environmental based BTS antenna tower-of cellular phone.
Keywords : BTS antenna, power density, environment, MILP.
ii
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Nama
Tempat / Tgl. Lahir
Alamat
: Sindak Hutauruk
: Medan / 14 Agustus 1959
: Jl. Karya Rakyat No. 29 G
Kelurahan Sei Agul Medan 20117
Pendidikan,
1971
1974
1977
1984
1991
:
:
:
:
Lulus SD Kartika Chandra Kirana Persit Kodam II BB
Lulus SMP PKM Methodist 1 Jalan Hang Tuah, Medan
Lulus SMA PKM Methodist 1 Jalan Hang Tuah, Medan
Sarjana Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas
Trisakti, Jakarta.
: Magister Teknik Elektro, Program Pascasarjana Institut Teknologi
Bandung (ITB).
Pekerjaan,
1986 - sekarang : Dosen Tetap Fakultas Teknik Universitas HKBP Nommensen.
1992 - 1994
: Kepala Pusat Sistem Informasi Universitas HKBP
Nommensen.
1994 - 1997
: Wakil Dekan I Fakultas Teknik Universitas HKBP
Nommensen.
2000 - 2004
: Dekan Fakultas Teknik Universitas HKBP Nommensen.
2005 - 2006
: Wakil Rektor III Universitas HKBP Nommensen.
2007 - 2011
: Ketua Prodi Tek. Elektro Fak. Teknik Universitas HKBP
Nommensen.
2013 - 2014
: Menajer Proyek PT. Kudaka Automation Indonesia untuk Area
Sumatera
2013 - 2016
: Menajer Proyek PT. Transdata Satkomindo untuk Area
Sumatera
2015 - 2017
: Kepala Pusat Sistem Informasi Universitas HKBP
Nommensen.
2015 - 2019
: Wakil Rektor III Universitas HKBP Nommensen, Perioda
tahun 2015 - 2019.
iii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis haturkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Disertasi
ini dengan judul “
Model Topologi Jaringan Antena Base Transceiver Station Berbasis Ramah
Lingkungan di Kota Medan”. Penyusunan Disertasi ini merupakan salah satu syarat
dalam rangka penyelesaian studi program Doktor pada Program Studi Pengelolaan
Sumber Daya Alam dan Lingkungan Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera
Utara.
Pada kesempatan ini dengan rasa penuh hormat, penulis menyampaikan
ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah banyak
membantu penulis sehingga Disertasi ini dapat penulis selesaikan dengan baik.
Ucapan terimakasih ini secara khusus penulis sampaikan kepada :
1. Prof. Dr, Runtung Sitepu, SH., M.Hum., Rektor Universitas Sumatera Utara.
2. Prof. Dr. Robert Sibarani, MS., Direktur Sekolah Pascasarjana USU.
3. Dr. Delvian, Sp., MP., Penguji dan juga Ketua Program Studi PSL USU yang
telah banyak membantu, memotivasi, memberikan masukan, dan memfasilitasi
penulis selama menempuh pendidikan Doktor.
4. Prof. Dr. Herman Mawengkang, Promotor
yang telah banyak sekali
membimbing, mendorong, memotivasi, dan selalu menerima kedatangan
penulis dikantor dengan senyum lebar walaupun dalam kesibukannya.
5. Prof. Dr. Usman S. Ba’afai, Co-Promotor yang selalu menyediakan waktunya
memberikan masukan dan dorongan kepada penulis untuk kesempurnaan
Disertasi.
6. Prof. Dr. Nasruddin, M.N., M.Eng.Sc., Co-Promotor yang selalu dengan ramah
dan senang hati menerima penulis datang ke kantor untuk meminta masukan
dan bimbingan.
7. Dr. dr. Wirsal Hasan, MPH., Penguji yang selalu dengan ramahnya
memberikan masukan dan koreksi terhadap Disertasi penulis.
8. Prof. Dr. Monang Sitorus, M.Si., Penguji yang dalam kesibukannya selalu
dapat memberikan waktunya dalam memberikan masukan dan koreksi Disertasi
penulis.
9. Dr. Ir. Mukhlis, MS., Sekretaris Program Studi PSL USU beserta seluruh Staf
Adminstrasi yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan proses
administrasi dan menyediakan fasilitas selama menempuh pendidikan Doktor.
iv
Universitas Sumatera Utara
10. Seluruh Dosen Pengajar pada Program Studi PSL USU yang telah membimbing
dan mendidik penulis selama menempuh pendidikan Doktor.
11. Dr. Yolanda Sitompul, Sp.Rad, istri tercinta yang selalu memberikan dorongan,
semangat, dan doa selama masa studi dan sepanjang penulisan Disertasi ini.
12. Ananda Ricardo Marcelino Hutauruk dan Alaxander Dionisius Hutauruk
tercinta yang rela menerima dengan tulus dan ikhlas tersitanya waktu penulis
untuk selalu bersama mereka dikala mereka butuhkan.
13. Ir. Nurdin Tampubolon, ketua Yayasan Universitas HKBP Nommensen yang
telah memberikan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan pendidikan
Doktor.
14. Dr. Ir. Sabam Malau, Rektor Universitas HKBP Nommensen yang telah
memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan
pendidikan strata 3.
15. Dr. Haposan Siallagan, SH, MH. (Wakil Rektor 1 UHN), Drs. Charles Sianturi,
MSBA. (Wakil Rektor 2 UHN), Dr. Hilman Pardede, S.Pd., M.Pd. (Wakil
Rektor 4 UHN) yang telah memberikan dukungan dan semangat kepada penulis
dalam menyelesaikan pendidikan Doktor.
16. Dr. Richard Napitupulu, St., MT. (Dekan Fak. Teknik UHN), Ir. Jamser
Simanjutak, MT. (Ketua Program Studi Teknik Elektro UHN) dan seluruh staf
pengajar program studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas HKBP
Nommensen yang telah memberikan dorongan dan semangat kepada penulis
selama masa pendidikan Doktor.
17. Ir. Wiyanto Soegiarto dan pimpinan PT. Transdata Satkomindo Jakarta yang
telah banyak membantu penulis selama masa penelitian.
18. Ir. M.O. Hutauruk / br. Saragih dan keluarga besar Hutauruk Sipaettua kota
Medan yang selalu mendukung dan mendorong penulis dalam menyelesaikan
pendidikan Doktor.
19. Nyonya B.O. Sitompul br Pandiangan, Berto Sitompul, Lando Sitompul, Fayola
br. Sitompul, dan Yvonne br. Sitompul yang mendukung dan memberikan
semangat kepada penulis selama masa pendidikan Doktor.
20. Keluarga alm. Ir. Harun Simanjutak / alm. Sondang br. Hutauruk, keluarga alm.
Pdt. J. Aruan, S.Th. / Dra. S. br. Hutauruk Apt., MSi, keluarga alm. T.
Panggabean / alm. Y br. Hutauruk, S.Pd. serta seluruh keponakan yang telah
memberikan dukungan semangat kepada penulis selama masa pendidikan
Doktor.
21. Seluruh Staf Wakil Rektor III Universitas HKBP Nommensen yang telah
banyak membantu penulis dalam menyelesaikan pendidikan Doktor.
22. Seluruh rekan Alumni, dan rekan-rekan Mahasiswa Program Studi PSL USU
yang telah banyak memberikan semangat dan dorongan dalam menyelesaikan
pendidikan Doktor.
Penulis menyadari Disertasi ini masih banyak memiliki kekurangan dan
jauh dari sempurna, namum harapan penulis semoga disertasi ini dapat
v
Universitas Sumatera Utara
bermanfaat bagi masyarakat, operator telepon selular, dan pemerintah kota
Medan dalam menata menara antena BTS yang ramah lingkungan melalui
regulasi pemerintah kota Medan. Semoga kiranya Tuhan Yang Maha Esa
memberkati kita semua. Amin.
Medan, Agustus, 2016
Sindak Hutauruk
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK …………………………………………………………………. i
ABSTRACT …………………………………………………………………. ii
RIWAYAT HIDUP ………………………………………………………… iii
KATA PENGANTAR ……………………………………………………… iv
DAFTAR ISI ……………………………………………………………...... vii
DAFTAR TABEL………………………………………………………….... x
DAFTAR GAMBAR ….…………………………………………………...
xi
DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………….. xii
DAFTAR SINGKATAN ……………………………………………………. xiii
BAB I. PENDAHULUAN …………….………………………………….
1.1. Latar Belakang .........................................................................
1.1.1. Efek negatif terhadap kesehatan masyarakat .................
1.1.2. Efek negatif terhadap hewan dan tumbuhan ..................
1.1.3. Penolakan warga terhadap pembangunan antena BTS ...
1.2. Formulasi Masalah ...................................................................
1.3. Tujuan Penelitian .....................................................................
1.4. Manfaat Penelitian ....................................................................
1.5. Hasil Keluaran yang Diharapkan (Novelty) ..............................
1.6. Kerangka Berpikir ....................................................................
1.7. Batasan Masalah ........................................................................
1
1
3
5
6
7
13
13
13
13
15
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA …………………………...........................
2.1. Jaringan Telepon Seluler ……………………………………...
2.2. Frequency Channel Assignment (FCA) .....................................
2.3. Lokasi BTS ……………………………………………………
2.4. Radiasi Gelombang EMF ……………………………………..
2.4.1. Power density ………......................................................
2.4.2. Pengaruh gelombag EMF terhadap lingkungan hidup …
2.4.2.1. Pengaruh gelombang EMF terhadap kesehatan
manusia ...............................................................
2.4.2.2. Pengaruh gelombang EMF terhadap kesehatan
hewan .................................................................
2.4.3. Nilai ambang batas paparan radiasi EMF …………….…
2.4.4. Besarnya power density EMF yang dipancarkan
antena BTS ……………………………………………..
16
16
17
19
24
25
28
2.4.4.1. Pemodelan power density mengguakan
powersim ...........................................................
2.4.4.2. Pemodelan power density menggunakan
estimator ITU .....................................................
2.5. Mitigasi Radiasi dari Antena BTS ……..……………………...
2.5.1. Menurunkan kekuatan pemancar ……………………….
28
30
31
32
33
35
38
38
vii
Universitas Sumatera Utara
2.5.2. Menambah ketinggian antena ………………………….. 39
2.5.3. Menurunkan kemiringan (downtilt) VRP ….…………. 41
2.5.4. Mengatur directivity antena BTS ………..……………. 41
BAB III. METODE PENELITIAN …………………..…………….……….
3.1. Lokasi Penelitian ……………………..………………………
3.2. Populasi dan Sampel ……………………………..…….……..
3.3. Parameter yang di ukur …………..…………………….…….
3.4. Alat Ukur yang Digunakan ……..……………………….……
3.5. Tahapan Penelitian ……………....…………………….……..
3.6. Metode Pengukuran …………..……………………….………
3.7. Rancangan Model …………..…………………….…………..
3.8. Program Linear …………..…………………..……………….
3.8.1. Program integer ………………………………………..
3.8.2. Metode solusi dalam integer programming
Pendekatan Pembulatan…………………………………
3.8.3. Pendekatan Grafik ……………………………………..
3.8.4. Pendekatan Gomory ……………………………………
3.8.5. Kendala Gomory ( Pure Integer Programming ) ……....
3.8.6. Metode Branch dan Bound …………………………….
43
43
43
43
43
43
44
45
49
50
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN …………….…………………….
4.1. Pemodelan Matematis ..............................................................
4.1.1. Model power density ………………………………………
4.1.2. Hasil pengukuran EMF dan efek negatifnya terhadap
Lingkungan hidup …………………..…………………….
4.2. Konsep Dasar Model yang Digunakan ………..…….……..
4.3. M o d e l .................................................................................
4.3.1. Melakukan formulasi dari fungsi tujuan ……………..
4.3.1.a. Model biaya instalasi BTS ………………….
4.3.1.b. Model biaya koneksi BTS yang dipilih ke hub.
4.3.1.c. Model biaya koneksi BTS yang dipilih
dengan switch ………………………………..
4.3.1.d. Model biaya koneksi hub dengan switch ……..
4.3.1.e. Model biaya pemindahan BTS ………………..
4.4. Algoritma Penyelesaian Model …………….……..…………
4.5. Simulasi Model ……………………………………………...
4.5.1. Simulasi perlindungan lingkungan hidup pada
hubungan komunikasi antar MS pada BTS yang
berbeda dalam satu switch …………………………....
4.5.2. Simulasi perlindungan lingkungan hidup pada
hubungan omunikasi antar MS pada BTS yang
berbeda dalam satu hub ……………………………….
4.5.3. Simulasi perlindungan lingkungan hidup pada
hubungan komunikasi antar MS dalam satu BTS
pada sel yang berbeda .………………………………..
4.5.4. Simulasi perlindungan lingkungan hidup pada
Hubungan komunikasi antar MS dalam satu BTS
dan sel yang sama …………………………………….
62
62
62
51
54
55
56
56
67
74
78
80
81
82
82
83
83
90
91
92
93
94
95
viii
Universitas Sumatera Utara
4.6. Perlindungan Lingkungan Hidup Sebelum dan Sesudah
Penerapan Model ……………………………………………
96
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ………….………………..……...
5.1. Kesimpulan …………….……………………………………
5.2. Saran ………………..……………………………………….
98
98
99
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………
101
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
1.1.
1.2.
2.1.
2.2.
2.3.
Judul
Halaman
Persentase pengaruh power density dari antena BTS terhadap gender .. 5
Kasus penolakan warga terhadap pembangunan menara BTS ……….. 6
Rentang frekuensi spektrum gelombang EMF ………………………………. 24
Nilai ambang batas power density untuk beberapa negara …..……….. 31
Besarnya power density sebagai fungsi dari jarak menggunakan
powersim …………………………………………………………….... 35
2.4.
Besarnya power density sebagai fungsi dari jarak menggunakan estimator … 36
3.1.
3.2.
3.3.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
45
53
56
70
70
74
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
Jumlah sampel antena BTS ……………………………………..…….
Tabulasi penyelesaian masalah program integer ……………………...
Optimum masalah LP dengan metoda Gomory ………………………
Persentase jumlah PD di bawah batas ambang,batas …………..……...
Dampak EMF diatas nilai ambang batas terhadap lingkungan hidup ....
Rpeak terdekat dan terjauh ……………………………………..……….
Komunikasi MS antar BTS dalam satu switch berbasis perlindungan
lingkungan hidup ……………………………………………………....
Komunikasi MS antar BTS dalam satu hub berbasis perlindungan
lingkungan hidup ………………………………………………..….…
Komunikasi antar MS dalam satu BTS pada sel yang berbeda berbasis
perlindungan lingkungan hiudp …........................................................
Komunikasi antar MS dalam satu BTS dan sel yang sama berbasis
perlindungan lingkungan hidup ………………………….. ………….
Perbandingan hasil simulasi model dengan kondisi riil lapangan ……
92
94
94
96
97
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
1.1.
1.2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.12.
2.13.
2.14.
2.15.
2.16.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
Judul
Halaman
Coverage Area BTS ……………………………………………….
2
Kerangka berpikir …………………………………………………. 14
FCA pada sebuah jaringan telepon seluler ………………………...
16
Arsitektur UMTS tipe bintang 3 level …………………………….. 21
Power Density ……………………………………………………..
25
Pola radiasi Omnidirectional untuk antena vertikal ……………….
26
Pola radiasi spherical bersumber dari satu titik pancar …..……….
26
Paparan radiasi EMF dari antena BTS terhadap manusia ………....
27
Diagram alir power density dari BTS ……………………………... 34
Diagram simpal kausal power density dari BTS …………………..
34
Grafik power density sebagai fungsi dari jarak ……………………
35
Daya yang dipancarkan oleh sebuah antenna BTS ………….…….. 36
Power density dengan menggunakan software estimator ITU …..... 37
Kumulatif paparan dari 2 buah antena BTS ……….……………… 37
Korelasi power density dengan tinggi antena BTS ….…………….. 39
Distribusi power density untuk tinggi antena 20 m dan 35 m ..…….. 40
Distribusi power density dengan metode downlitlt VRP antena BTS . 41
Distribusi power density dengan gain antena yang berbeda ………. 42
Bagan alir fishbone metode penelitian …….………………………. 44
Hubungan antar BTS pada model .................................................... 46
Flowchart rancangan model ……………………………………… 48
Solusi grafik masalah ……………………………………………… 55
Hasil perhitungan dengan metoda Branch dan Bound ….…………. 61
Tiga zona power density pada antena parabolik …………………... 63
Grafik power density antena operator A untuk GSM 1800 Mhz. …. 67
Grafik power density antena operator A untuk GSM 900 Mhz. .….. 68
Grafik power density antena operator B untuk GSM 1800 Mhz. ….. 68
Grafik power density antena operator B untuk GSM 900 Mhz. ….... 69
Jarak batas aman power density operator A
pada frekuensi 1800 MHz. ………………………………………… 71
Jarak batas aman power density operator A
pada frekuensi 900 MHz. ………………………………………….. 72
Jarak batas aman power density operator B
pada frekuensi 1800 MHz.4.8. ……………………………………… 73
Jarak batas aman power density operator B
pada frekuensi 900 MHz. ………………………………………….. 73
Flowchart model yang diperoleh ………………………………….
88
Flowchart ketentuan yang dipersyaratkan pada model
yang diperoleh ………………………………………………..……
89
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Judul
Halaman
Hasil Pengukuran Koordinat dan Power Density
BTS Operator A ……………………………………………..………
113
Hasil Pengukuran Koordinat dan Power Density
BTS Operator B ……………………………………………………..
122
Data Keluhan Masyarakat yang Tinggal Dekat dengan Antena
BTS di Kelurahan Padang Bulan, Kecamatan Medan baru,
Kota Medan pada Tahun 2012 ……………………………………….
130
D.1. Dua belas Kendala pada Model yang diperoleh
Fischetti et. Al. (2001) …………………………….............................
135
D.2. Sembilan Kendala pada Model yang diperoleh
Kalvenes et. Al (2005) ………………………………………………..
138
A.
B.
C.
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGAKATAN
BTS
BTSL
CA
CME
CTND
EMF
EMR
FAP
FCA
GPS
GSM
ICNIRP
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
IMB
IW
KKOP
LOS
MILP
MS
OTS
PD
PLCC
RF
RJPD
RTJ
SAR
SIR
SIS
SITAC
TND
TP
WHO
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Base Transceiver Station
Base Transceiver Station Location
Coverage Area
Civil, Mecahnical, Electric
Cellular Topological Network design
Electromagnetic Field
Electromagnetic Radiation
Frequency Assigment Problem
Frequency Channel Assigment
Global Positioning System
Global System for Mobile Communication
International Commission on Non-Ionizing Radiation
Protection
Ijin Mendirikan Bangunan
Ijin Warga
Kawasan Keselamatan Operasi Penerbangan
Line of Sight
Mixed Integer Linear Programming
Mobile Station
Operator Telepon Selular
Power Density
Program Linier Cacah Campuran
Radio Frequency
Rancangan Jaringan berbasis Power Density
Rancangan Topologi Jaringan
Spesific Absortion Rate
Signal to Inteference Ratio
Site Investigation Survey
Site Aquisition
Topological Network Design
Tower Provider
World Health Organization
xiii
Universitas Sumatera Utara
STATION BERBASIS RAMAH LINGKUNGAN
DI KOTA MEDAN
DISERTASI
Oleh
SINDAK HUTAURUK
118106001
Program Doktor (S3)
Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
MODEL TOPOLOGI JARINGAN ANTENA BASE TRANSCEIVER
STATION BERBASIS RAMAH LINGKUNGAN
DI KOTA MEDAN
DISERTASI
SINDAK HUTAURUK
118106001
Program Doktor (S3)
Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
MODEL TOPOLOGI JARINGAN ANTENA BASE TRANSCEIVER
STATION BERBASIS RAMAH LINGKUNGAN
DI KOTA MEDAN
DISERTASI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
dalam program Doktor Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
Oleh
SINDAK HUTAURUK
118106001
Program Doktor (S3)
Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Judul Disertasi
: MODEL TOPOLOGI JARINGAN ANTENA BASE
TRANSCEIVER STATION BERBASIS RAMAH
LINGKUNGAN DI KOTA MEDAN
Nama Mahasiswa : Sindak Hutauruk
Nomor Pokok
: 118106001
Program Studi : Doktor (S3) Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
Menyetujui,
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Herman Mawengkang
Promotor
Prof. Dr. Ir. Usman S. Ba’afai
Co-Promotor
Prof. Dr. Nasruddin Noer, M.Eng.Sc.
Co-Promotor
Ketua Program Studi,
Direktur,
Dr. Delvian, SP, MP.
Prof. Dr. Robert Sibarani, MS.
Tanggal Lulus : 29 Agustus 2016
Universitas Sumatera Utara
Diuji pada Ujian Disertasi Terbuka (Promosi)
Hari / Tanggal : Senin / 29 Agustus 2016
PANITIA PENGUJI DISERTASI
Pemimpin Sidang :
Prof. Dr, Runtung Sitepu, SH., M.Hum.
(Rektor USU)
Ketua
(Guru Besar USU)
: Prof. Dr. Herman Mawengkang
Anggota : Prof. Dr. Robert Sibarani, MS
Prof. Dr. Usman S. Ba’afai
Prof. Dr. Nasruddin M.N., M.Eng.Sc.
Prof. Dr. Monang Sitorus, M.Si.
Dr. Delvian, Sp., MP.
Dr. dr. Wirsal Hasan, MPH.
(Direktur Sekolah Pascasarjana USU)
(Guru Besar USU)
(Guru Besar USU)
(Guru Besar UHN)
(Ketua Prodi S2/S3 PSL USU)
(Staf Pengajar USU)
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
Judul Disertasi
“MODEL TOPOLOGI JARINGAN ANTENA BASE TRANSCEIVER STATION
BERBASIS RAMAH LINGKUNGAN DI KOTA MEDAN”
Dengan ini penulis menyatakan bahwa disertasi ini, yang disusun sebagai syarat untuk
memperoleh gelar Doktor (S3) Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Universitas
Sumatera Utara adalah benar merupakan hasil karya penulis sendiri.
Adapun pengutipan-pengutipan yang penulis lakukan pada bagian-bagian tertentu dari
hasil karya orang lain dalam penulisan disertasi ini, telah penulis cantumkan sumbernya
secara jelas sesuai dengan norma, kaidah, dan etika penulisan ilmiah.
Apabila dikemudian hari ternyata ditemukan seluruh atau sebagian disertasi ini bukan
hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam bagian-bagian tertentu, penulis bersedia
menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang penulis sandang dan sanki-sanksi lainnya
sesuai dengan peraturan perundangan yang berlaku.
Medan, 14 Agustus 2016
Penulis,
Sindak Hutauruk
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Menara antena BTS (Base Transceiver Station) ditempatkan pada seluruh wilayah
kelurahan di kota Medan dengan jumlah keseluruhan hampir mencapai 5.000
antena. Antena-antena tersebut dibangun oleh operator-operator telepon selular
pada tempat yang berdekatan dengan pemukiman, pusat perbelanjaan, sekolah,
rumah sakit bahkan pada rumah ibadah. Antena BTS memancarkan sinyal
gelombang medan elektromagnetik (EMF, Electromagnetic Field)) yang dapat
mencapai radius 3 sampai 9 km. Bila power density (PD) dari EMF tersebut
melampaui nilai ambang batas (4,5 watt/m2 untuk frekuensi 900 MHz. dan 9
watt/m2 untuk frekuensi 1800 MHz.), maka akan menimbulkan efek negatif
terhadap lingkungan hidup yang berada pada coverage area (CA) BTS tersebut.
Lebih dari 80 % antena-antena BTS di kota Medan berada di atas nilai ambang
batas pada jarak sampai dengan sekitar 100 meter dari antena BTS. Sementara
Peraturan daerah kota Medan tentang Rencana Tata Ruang dan Wilayah (RTRW)
tidak mengatur pembangunan antena BTS yang melindungi lingkungan hidup dari
paparan radiasi EMF antena BTS. Oleh sebab itu peneliti melakukan perlindungan
lingkungan hidup khususnya kesehatan masyarakat dari efek negatif radiasi EMF
yaitu dengan melakukan pemodelan topologi antena BTS berbasis ramah
lingkungan di kota Medan. Pemodelan dilakukan dalam bentuk matematis dengan
menggunakan Mixed-Integer Linear Programming (MILP). Model tersebut
menggabungkan masalah pemilihan lokasi BTS (BTSL), masalah ketersediaan
Frequency Channel Assigment (FCA), dan koneksi BTS ke jaringan yang
semuanya berbasis nilai ambang batas power density sehingga ramah terhadap
lingkungan hidup khususnya terhadap kesehatan masyarakat pada area CA BTS.
Model yang diperoleh ini dapat meminimalkan biaya, jaminan koneksitas, dan
perlindungan lingkungan hidup secara penuh terhadap bahaya radiasi EMF antena
BTS. Model ini dapat memberikan kontribusi sebagai masukan kepada pemerintah
kota Medan untuk membuat sebuah regulasi dalam menata menara antena BTS
telepon seluler berbasis ramah lingkungan di kota Medan.
Kata kunci : antena BTS, power density, lingkungan hidup, MILP.
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Antenna tower BTS (Base Transceiver Station) is placed on the entire territory of
the village in the city of Medan with a total of nearly 5,000 antennas. These
antennas were built by telephone cellular operators I n the space close to residential
areas, shopping centers, schools, hospitals and even houses of worship. BTS
antenna emits a signal of Electromagnetic Field (EMF) wave that can reach a
radius of 3 to 9 km. When the power density (PD) of the EMF exceeded the
threshold value (4.5 watts / m2 for a frequency of 900 MHz, and 9 watts / m2 for a
frequency of 1800 MHz.), It will have a negative effect on the environment which
are in the coverage area (CA) of BTS. More than 80 % of antennas of base stations
in the city of Medan is above the threshold value at a distance of about 100 meters
away from BTS antennas. While the Regulation of Spatial Plan of medan city does
not regulate the BTS antenna development that protects the environment from
exposure to EMF radiation BTS antennas. So researchers do environmental
protection, especially public health, from the negative effects of EMF radiation that
is by modeling the topology of the antenna BTS based on Eco-Friendly in the city
of Medan. Modelling done in mathematical form by using Mixed-Integer Linear
Programming (MILP). The model incorporates the BTS site selection problem
(BTSL), Channel Frequency availability problems assigment (FCA), and the
connection to the network base stations, all based power density threshold value
that is safer to the environment, especially on public health in the CA of BTS. The
model is to minimize the costs, guarantees connectivity, and full protection of the
environment against the dangers of EMF radiation BTS antennas. This model can
contribute to the Medan city government to create a regulation in managing the
environmental based BTS antenna tower-of cellular phone.
Keywords : BTS antenna, power density, environment, MILP.
ii
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Nama
Tempat / Tgl. Lahir
Alamat
: Sindak Hutauruk
: Medan / 14 Agustus 1959
: Jl. Karya Rakyat No. 29 G
Kelurahan Sei Agul Medan 20117
Pendidikan,
1971
1974
1977
1984
1991
:
:
:
:
Lulus SD Kartika Chandra Kirana Persit Kodam II BB
Lulus SMP PKM Methodist 1 Jalan Hang Tuah, Medan
Lulus SMA PKM Methodist 1 Jalan Hang Tuah, Medan
Sarjana Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas
Trisakti, Jakarta.
: Magister Teknik Elektro, Program Pascasarjana Institut Teknologi
Bandung (ITB).
Pekerjaan,
1986 - sekarang : Dosen Tetap Fakultas Teknik Universitas HKBP Nommensen.
1992 - 1994
: Kepala Pusat Sistem Informasi Universitas HKBP
Nommensen.
1994 - 1997
: Wakil Dekan I Fakultas Teknik Universitas HKBP
Nommensen.
2000 - 2004
: Dekan Fakultas Teknik Universitas HKBP Nommensen.
2005 - 2006
: Wakil Rektor III Universitas HKBP Nommensen.
2007 - 2011
: Ketua Prodi Tek. Elektro Fak. Teknik Universitas HKBP
Nommensen.
2013 - 2014
: Menajer Proyek PT. Kudaka Automation Indonesia untuk Area
Sumatera
2013 - 2016
: Menajer Proyek PT. Transdata Satkomindo untuk Area
Sumatera
2015 - 2017
: Kepala Pusat Sistem Informasi Universitas HKBP
Nommensen.
2015 - 2019
: Wakil Rektor III Universitas HKBP Nommensen, Perioda
tahun 2015 - 2019.
iii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis haturkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Disertasi
ini dengan judul “
Model Topologi Jaringan Antena Base Transceiver Station Berbasis Ramah
Lingkungan di Kota Medan”. Penyusunan Disertasi ini merupakan salah satu syarat
dalam rangka penyelesaian studi program Doktor pada Program Studi Pengelolaan
Sumber Daya Alam dan Lingkungan Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera
Utara.
Pada kesempatan ini dengan rasa penuh hormat, penulis menyampaikan
ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah banyak
membantu penulis sehingga Disertasi ini dapat penulis selesaikan dengan baik.
Ucapan terimakasih ini secara khusus penulis sampaikan kepada :
1. Prof. Dr, Runtung Sitepu, SH., M.Hum., Rektor Universitas Sumatera Utara.
2. Prof. Dr. Robert Sibarani, MS., Direktur Sekolah Pascasarjana USU.
3. Dr. Delvian, Sp., MP., Penguji dan juga Ketua Program Studi PSL USU yang
telah banyak membantu, memotivasi, memberikan masukan, dan memfasilitasi
penulis selama menempuh pendidikan Doktor.
4. Prof. Dr. Herman Mawengkang, Promotor
yang telah banyak sekali
membimbing, mendorong, memotivasi, dan selalu menerima kedatangan
penulis dikantor dengan senyum lebar walaupun dalam kesibukannya.
5. Prof. Dr. Usman S. Ba’afai, Co-Promotor yang selalu menyediakan waktunya
memberikan masukan dan dorongan kepada penulis untuk kesempurnaan
Disertasi.
6. Prof. Dr. Nasruddin, M.N., M.Eng.Sc., Co-Promotor yang selalu dengan ramah
dan senang hati menerima penulis datang ke kantor untuk meminta masukan
dan bimbingan.
7. Dr. dr. Wirsal Hasan, MPH., Penguji yang selalu dengan ramahnya
memberikan masukan dan koreksi terhadap Disertasi penulis.
8. Prof. Dr. Monang Sitorus, M.Si., Penguji yang dalam kesibukannya selalu
dapat memberikan waktunya dalam memberikan masukan dan koreksi Disertasi
penulis.
9. Dr. Ir. Mukhlis, MS., Sekretaris Program Studi PSL USU beserta seluruh Staf
Adminstrasi yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan proses
administrasi dan menyediakan fasilitas selama menempuh pendidikan Doktor.
iv
Universitas Sumatera Utara
10. Seluruh Dosen Pengajar pada Program Studi PSL USU yang telah membimbing
dan mendidik penulis selama menempuh pendidikan Doktor.
11. Dr. Yolanda Sitompul, Sp.Rad, istri tercinta yang selalu memberikan dorongan,
semangat, dan doa selama masa studi dan sepanjang penulisan Disertasi ini.
12. Ananda Ricardo Marcelino Hutauruk dan Alaxander Dionisius Hutauruk
tercinta yang rela menerima dengan tulus dan ikhlas tersitanya waktu penulis
untuk selalu bersama mereka dikala mereka butuhkan.
13. Ir. Nurdin Tampubolon, ketua Yayasan Universitas HKBP Nommensen yang
telah memberikan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan pendidikan
Doktor.
14. Dr. Ir. Sabam Malau, Rektor Universitas HKBP Nommensen yang telah
memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan
pendidikan strata 3.
15. Dr. Haposan Siallagan, SH, MH. (Wakil Rektor 1 UHN), Drs. Charles Sianturi,
MSBA. (Wakil Rektor 2 UHN), Dr. Hilman Pardede, S.Pd., M.Pd. (Wakil
Rektor 4 UHN) yang telah memberikan dukungan dan semangat kepada penulis
dalam menyelesaikan pendidikan Doktor.
16. Dr. Richard Napitupulu, St., MT. (Dekan Fak. Teknik UHN), Ir. Jamser
Simanjutak, MT. (Ketua Program Studi Teknik Elektro UHN) dan seluruh staf
pengajar program studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas HKBP
Nommensen yang telah memberikan dorongan dan semangat kepada penulis
selama masa pendidikan Doktor.
17. Ir. Wiyanto Soegiarto dan pimpinan PT. Transdata Satkomindo Jakarta yang
telah banyak membantu penulis selama masa penelitian.
18. Ir. M.O. Hutauruk / br. Saragih dan keluarga besar Hutauruk Sipaettua kota
Medan yang selalu mendukung dan mendorong penulis dalam menyelesaikan
pendidikan Doktor.
19. Nyonya B.O. Sitompul br Pandiangan, Berto Sitompul, Lando Sitompul, Fayola
br. Sitompul, dan Yvonne br. Sitompul yang mendukung dan memberikan
semangat kepada penulis selama masa pendidikan Doktor.
20. Keluarga alm. Ir. Harun Simanjutak / alm. Sondang br. Hutauruk, keluarga alm.
Pdt. J. Aruan, S.Th. / Dra. S. br. Hutauruk Apt., MSi, keluarga alm. T.
Panggabean / alm. Y br. Hutauruk, S.Pd. serta seluruh keponakan yang telah
memberikan dukungan semangat kepada penulis selama masa pendidikan
Doktor.
21. Seluruh Staf Wakil Rektor III Universitas HKBP Nommensen yang telah
banyak membantu penulis dalam menyelesaikan pendidikan Doktor.
22. Seluruh rekan Alumni, dan rekan-rekan Mahasiswa Program Studi PSL USU
yang telah banyak memberikan semangat dan dorongan dalam menyelesaikan
pendidikan Doktor.
Penulis menyadari Disertasi ini masih banyak memiliki kekurangan dan
jauh dari sempurna, namum harapan penulis semoga disertasi ini dapat
v
Universitas Sumatera Utara
bermanfaat bagi masyarakat, operator telepon selular, dan pemerintah kota
Medan dalam menata menara antena BTS yang ramah lingkungan melalui
regulasi pemerintah kota Medan. Semoga kiranya Tuhan Yang Maha Esa
memberkati kita semua. Amin.
Medan, Agustus, 2016
Sindak Hutauruk
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK …………………………………………………………………. i
ABSTRACT …………………………………………………………………. ii
RIWAYAT HIDUP ………………………………………………………… iii
KATA PENGANTAR ……………………………………………………… iv
DAFTAR ISI ……………………………………………………………...... vii
DAFTAR TABEL………………………………………………………….... x
DAFTAR GAMBAR ….…………………………………………………...
xi
DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………….. xii
DAFTAR SINGKATAN ……………………………………………………. xiii
BAB I. PENDAHULUAN …………….………………………………….
1.1. Latar Belakang .........................................................................
1.1.1. Efek negatif terhadap kesehatan masyarakat .................
1.1.2. Efek negatif terhadap hewan dan tumbuhan ..................
1.1.3. Penolakan warga terhadap pembangunan antena BTS ...
1.2. Formulasi Masalah ...................................................................
1.3. Tujuan Penelitian .....................................................................
1.4. Manfaat Penelitian ....................................................................
1.5. Hasil Keluaran yang Diharapkan (Novelty) ..............................
1.6. Kerangka Berpikir ....................................................................
1.7. Batasan Masalah ........................................................................
1
1
3
5
6
7
13
13
13
13
15
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA …………………………...........................
2.1. Jaringan Telepon Seluler ……………………………………...
2.2. Frequency Channel Assignment (FCA) .....................................
2.3. Lokasi BTS ……………………………………………………
2.4. Radiasi Gelombang EMF ……………………………………..
2.4.1. Power density ………......................................................
2.4.2. Pengaruh gelombag EMF terhadap lingkungan hidup …
2.4.2.1. Pengaruh gelombang EMF terhadap kesehatan
manusia ...............................................................
2.4.2.2. Pengaruh gelombang EMF terhadap kesehatan
hewan .................................................................
2.4.3. Nilai ambang batas paparan radiasi EMF …………….…
2.4.4. Besarnya power density EMF yang dipancarkan
antena BTS ……………………………………………..
16
16
17
19
24
25
28
2.4.4.1. Pemodelan power density mengguakan
powersim ...........................................................
2.4.4.2. Pemodelan power density menggunakan
estimator ITU .....................................................
2.5. Mitigasi Radiasi dari Antena BTS ……..……………………...
2.5.1. Menurunkan kekuatan pemancar ……………………….
28
30
31
32
33
35
38
38
vii
Universitas Sumatera Utara
2.5.2. Menambah ketinggian antena ………………………….. 39
2.5.3. Menurunkan kemiringan (downtilt) VRP ….…………. 41
2.5.4. Mengatur directivity antena BTS ………..……………. 41
BAB III. METODE PENELITIAN …………………..…………….……….
3.1. Lokasi Penelitian ……………………..………………………
3.2. Populasi dan Sampel ……………………………..…….……..
3.3. Parameter yang di ukur …………..…………………….…….
3.4. Alat Ukur yang Digunakan ……..……………………….……
3.5. Tahapan Penelitian ……………....…………………….……..
3.6. Metode Pengukuran …………..……………………….………
3.7. Rancangan Model …………..…………………….…………..
3.8. Program Linear …………..…………………..……………….
3.8.1. Program integer ………………………………………..
3.8.2. Metode solusi dalam integer programming
Pendekatan Pembulatan…………………………………
3.8.3. Pendekatan Grafik ……………………………………..
3.8.4. Pendekatan Gomory ……………………………………
3.8.5. Kendala Gomory ( Pure Integer Programming ) ……....
3.8.6. Metode Branch dan Bound …………………………….
43
43
43
43
43
43
44
45
49
50
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN …………….…………………….
4.1. Pemodelan Matematis ..............................................................
4.1.1. Model power density ………………………………………
4.1.2. Hasil pengukuran EMF dan efek negatifnya terhadap
Lingkungan hidup …………………..…………………….
4.2. Konsep Dasar Model yang Digunakan ………..…….……..
4.3. M o d e l .................................................................................
4.3.1. Melakukan formulasi dari fungsi tujuan ……………..
4.3.1.a. Model biaya instalasi BTS ………………….
4.3.1.b. Model biaya koneksi BTS yang dipilih ke hub.
4.3.1.c. Model biaya koneksi BTS yang dipilih
dengan switch ………………………………..
4.3.1.d. Model biaya koneksi hub dengan switch ……..
4.3.1.e. Model biaya pemindahan BTS ………………..
4.4. Algoritma Penyelesaian Model …………….……..…………
4.5. Simulasi Model ……………………………………………...
4.5.1. Simulasi perlindungan lingkungan hidup pada
hubungan komunikasi antar MS pada BTS yang
berbeda dalam satu switch …………………………....
4.5.2. Simulasi perlindungan lingkungan hidup pada
hubungan omunikasi antar MS pada BTS yang
berbeda dalam satu hub ……………………………….
4.5.3. Simulasi perlindungan lingkungan hidup pada
hubungan komunikasi antar MS dalam satu BTS
pada sel yang berbeda .………………………………..
4.5.4. Simulasi perlindungan lingkungan hidup pada
Hubungan komunikasi antar MS dalam satu BTS
dan sel yang sama …………………………………….
62
62
62
51
54
55
56
56
67
74
78
80
81
82
82
83
83
90
91
92
93
94
95
viii
Universitas Sumatera Utara
4.6. Perlindungan Lingkungan Hidup Sebelum dan Sesudah
Penerapan Model ……………………………………………
96
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ………….………………..……...
5.1. Kesimpulan …………….……………………………………
5.2. Saran ………………..……………………………………….
98
98
99
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………
101
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No.
1.1.
1.2.
2.1.
2.2.
2.3.
Judul
Halaman
Persentase pengaruh power density dari antena BTS terhadap gender .. 5
Kasus penolakan warga terhadap pembangunan menara BTS ……….. 6
Rentang frekuensi spektrum gelombang EMF ………………………………. 24
Nilai ambang batas power density untuk beberapa negara …..……….. 31
Besarnya power density sebagai fungsi dari jarak menggunakan
powersim …………………………………………………………….... 35
2.4.
Besarnya power density sebagai fungsi dari jarak menggunakan estimator … 36
3.1.
3.2.
3.3.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
45
53
56
70
70
74
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
Jumlah sampel antena BTS ……………………………………..…….
Tabulasi penyelesaian masalah program integer ……………………...
Optimum masalah LP dengan metoda Gomory ………………………
Persentase jumlah PD di bawah batas ambang,batas …………..……...
Dampak EMF diatas nilai ambang batas terhadap lingkungan hidup ....
Rpeak terdekat dan terjauh ……………………………………..……….
Komunikasi MS antar BTS dalam satu switch berbasis perlindungan
lingkungan hidup ……………………………………………………....
Komunikasi MS antar BTS dalam satu hub berbasis perlindungan
lingkungan hidup ………………………………………………..….…
Komunikasi antar MS dalam satu BTS pada sel yang berbeda berbasis
perlindungan lingkungan hiudp …........................................................
Komunikasi antar MS dalam satu BTS dan sel yang sama berbasis
perlindungan lingkungan hidup ………………………….. ………….
Perbandingan hasil simulasi model dengan kondisi riil lapangan ……
92
94
94
96
97
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No.
1.1.
1.2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.12.
2.13.
2.14.
2.15.
2.16.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
4.11.
Judul
Halaman
Coverage Area BTS ……………………………………………….
2
Kerangka berpikir …………………………………………………. 14
FCA pada sebuah jaringan telepon seluler ………………………...
16
Arsitektur UMTS tipe bintang 3 level …………………………….. 21
Power Density ……………………………………………………..
25
Pola radiasi Omnidirectional untuk antena vertikal ……………….
26
Pola radiasi spherical bersumber dari satu titik pancar …..……….
26
Paparan radiasi EMF dari antena BTS terhadap manusia ………....
27
Diagram alir power density dari BTS ……………………………... 34
Diagram simpal kausal power density dari BTS …………………..
34
Grafik power density sebagai fungsi dari jarak ……………………
35
Daya yang dipancarkan oleh sebuah antenna BTS ………….…….. 36
Power density dengan menggunakan software estimator ITU …..... 37
Kumulatif paparan dari 2 buah antena BTS ……….……………… 37
Korelasi power density dengan tinggi antena BTS ….…………….. 39
Distribusi power density untuk tinggi antena 20 m dan 35 m ..…….. 40
Distribusi power density dengan metode downlitlt VRP antena BTS . 41
Distribusi power density dengan gain antena yang berbeda ………. 42
Bagan alir fishbone metode penelitian …….………………………. 44
Hubungan antar BTS pada model .................................................... 46
Flowchart rancangan model ……………………………………… 48
Solusi grafik masalah ……………………………………………… 55
Hasil perhitungan dengan metoda Branch dan Bound ….…………. 61
Tiga zona power density pada antena parabolik …………………... 63
Grafik power density antena operator A untuk GSM 1800 Mhz. …. 67
Grafik power density antena operator A untuk GSM 900 Mhz. .….. 68
Grafik power density antena operator B untuk GSM 1800 Mhz. ….. 68
Grafik power density antena operator B untuk GSM 900 Mhz. ….... 69
Jarak batas aman power density operator A
pada frekuensi 1800 MHz. ………………………………………… 71
Jarak batas aman power density operator A
pada frekuensi 900 MHz. ………………………………………….. 72
Jarak batas aman power density operator B
pada frekuensi 1800 MHz.4.8. ……………………………………… 73
Jarak batas aman power density operator B
pada frekuensi 900 MHz. ………………………………………….. 73
Flowchart model yang diperoleh ………………………………….
88
Flowchart ketentuan yang dipersyaratkan pada model
yang diperoleh ………………………………………………..……
89
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No.
Judul
Halaman
Hasil Pengukuran Koordinat dan Power Density
BTS Operator A ……………………………………………..………
113
Hasil Pengukuran Koordinat dan Power Density
BTS Operator B ……………………………………………………..
122
Data Keluhan Masyarakat yang Tinggal Dekat dengan Antena
BTS di Kelurahan Padang Bulan, Kecamatan Medan baru,
Kota Medan pada Tahun 2012 ……………………………………….
130
D.1. Dua belas Kendala pada Model yang diperoleh
Fischetti et. Al. (2001) …………………………….............................
135
D.2. Sembilan Kendala pada Model yang diperoleh
Kalvenes et. Al (2005) ………………………………………………..
138
A.
B.
C.
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGAKATAN
BTS
BTSL
CA
CME
CTND
EMF
EMR
FAP
FCA
GPS
GSM
ICNIRP
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
IMB
IW
KKOP
LOS
MILP
MS
OTS
PD
PLCC
RF
RJPD
RTJ
SAR
SIR
SIS
SITAC
TND
TP
WHO
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Base Transceiver Station
Base Transceiver Station Location
Coverage Area
Civil, Mecahnical, Electric
Cellular Topological Network design
Electromagnetic Field
Electromagnetic Radiation
Frequency Assigment Problem
Frequency Channel Assigment
Global Positioning System
Global System for Mobile Communication
International Commission on Non-Ionizing Radiation
Protection
Ijin Mendirikan Bangunan
Ijin Warga
Kawasan Keselamatan Operasi Penerbangan
Line of Sight
Mixed Integer Linear Programming
Mobile Station
Operator Telepon Selular
Power Density
Program Linier Cacah Campuran
Radio Frequency
Rancangan Jaringan berbasis Power Density
Rancangan Topologi Jaringan
Spesific Absortion Rate
Signal to Inteference Ratio
Site Investigation Survey
Site Aquisition
Topological Network Design
Tower Provider
World Health Organization
xiii
Universitas Sumatera Utara