Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Analisis Drop Call Pada Jaringan Telekomunikasi Berbasis Teknologi CDMA 2000 (Studi Kasus : Jaringan Telkom Flexi di Kabupaten Banggai)
Analisis Drop Call Pada Jaringan Telekomunikasi
Berbasis Teknologi CDMA 2000
(Studi Kasus : Jaringan TELKOMFLEXI di Kabupaten Banggai)
Artikel Ilmiah
Peneliti:
Tesar Kurniawan yuwono (672013721)
Dian W. Chandra, S.Kom., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2014
Pernyataan
Artikel Ilmiah berikut ini :
Judul
: Analisis Trafik dan Performa Jaringan Telekomunikasi
Berbasis Teknologi CDMA 2000 (Studi Kasus : Jaringan
TELKOMFLEXI di Kabupaten Banggai)
Pembimbing : Dian Widiyanto Chandra. S.Kom., M.Cs.
adalah benar hasil karya saya :
Nama
NIM
:
:
Tesar Kurniawan Yuwono
672013721
Saya menyatakan tidak mengambil sebagian atau seluruhnya dari hasil karya
orang lain kecuali sebagaimana yang tertulis pada daftar pustaka.
Pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya sesuai dengan ketentuan yang
berlaku dalam penulisan artikel ilmiah.
Salatiga, 1 September 2014
Tesar Kurniawan Yuwono
Analisis Drop Call Pada Jaringan Telekomunikasi
Berbasis Teknologi CDMA 2000
(Studi Kasus : Jaringan TELKOMFLEXI di Kabupaten Banggai)
1)
Tesar Kurniawan Yuwono, 2)Dian W. Chandra
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia
Email: 1)tesar200388@gmail.com, 2) dian.chandra@staff.uksw.edu
Abstract
CDMA is one of the communication technology that claimed to provide stability
in communication process, better than other technologies. But in fact, this technology that
run by TelkomFlexi in Banggai district, is not like that. Frequently drop call events that
occurs is the biggest problem. One of the important efforts that made to resolve, is to
perform a traffic analysis process by using the association and the comparative method,
to see the relationship between the existing parameters and the drop call. The result of
this research is, it is known that the causes of the drop call is a cell breathing events, no
power control mechanism, and no neighboring cells.
Keyword: CDMA, Drop Call, TelkomFlexi, Cell Breathing, Power control
Abstrak
CDMA merupakan teknologi komunikasi seluler yang diklaim mampu
memberikan kestabilan proses komunikasi yang lebih baik dari teknologi lainnya.
Namun, teknologi CDMA yang dijalankan oleh TelkomFlexi di kabupaten Banggai, tidak
begitu. Sering terjadinya gagal komunikasi (drop call) menjadi masalah terbesar. Upaya
yang dilakukan untuk menyelesaikan masalah ini adalah melakukan proses analisis trafik
dengan metode asosiasi dan komparatif, untuk melihat hubungan antara parameter yang
ada, terhadap drop call yang terjadi. Dari hasil penelitian yang dilakukan, diketahui
bahwa penyebab dari drop call adalah peristiwa cell breathing, tidak adanya mekanisme
power kontrol, dan tidak adanya sel tetangga pada BTS yang diteliti.
Kata Kunci: CDMA, Drop Call, TelkomFlexi, Cell Breathing, Power kontrol
1) Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana
2) Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana
1. Pendahuluan
Dunia mengenal dua teknologi seluler digital, yaitu; Global System for Mobile
Communication (GSM) dan Code Division Multiple Access (CDMA). Dari jumlah
penggunanya, GSM lebih unggul jika dibandingkan dengan CDMA. Hal ini
dikarenakan GSM digunakan lebih awal dan dengan menerapkan standar terbuka
yang dapat dikembangkan siapa saja. Sedangkan CDMA, baru dikembangkan
belakangan dan meledak ketika versi CDMA 2000 1x dikembangkan. [1]
Teknologi CDMA awalnya digunakan oleh militer Amerika Serikat karena
memiliki sistem pengkodean yang unik sehingga aman dari crosstalk atau
interferensi, dan juga karena memiliki kapasitas spektrum yang besar sehingga
mampu melayani pengguna lebih banyak dari sistem seluler lainnya. Namun
seiring dengan ditetapkannya CDMA sebagai standar internasional, maka
dimulailah penggunaan CDMA secara luas di berbagai Negara, termasuk di
Indonesia.
Seiring dengan kebutuhan dan jumlah pengguna yang terus meningkat akan sistem
seluler, sistem CDMA yang relatif lebih baru dibandingkan GSM, dianggap
mampu memecahkan masalah penggunaan frekuensi dan kebutuhan akan
kapasitas sistem yang bisa menyediakan kualitas komunikasi yang lebih baik.
Dikarenakan kapasitas spektrumnya yang lebih besar. Namun dalam
penerapannya, teknologi ini pun memiliki keterbatasan. Seperti yang terjadi di
kabupaten banggai dimana sistem seluler berbasis CDMA dengan nama Telkom
Flexi memiliki tingkat keluhan pelanggan yang tinggi dikarenakan terjadinya
putus komunikasi (drop call) dan rendahnya kualitas sinyal penerima. Oleh karena
itu, perlu dilakukan suatu proses analisis untuk mengetahui penyebab terjadinya
drop call yang mengakibatkan buruknya kemampuan jaringan, sehingga nantinya
bisa dilakukan perbaikan.
2. Tinjauan Pustaka
Penelitian ini dilakukan dengan mengacu pada penelitian terdahulu yang berjudul
“Analisis Trafik Pada Sistem Telekomunikasi berbasis CDMA 2000 1x di
Wilayah Semarang Kota” yang menggunakan metode analisis asosiatif pada
persamaan regresi untuk mengetahui seberapa besar pengaruh dari tiap parameter
terhadap terjadinya block call dan drop call di kota Semarang. Dengan
menerapkan hal tersebut, diharapkan mampu memberikan solusi yang lebih baik
dalam meningkatkan kualitas sistem seluler CDMA di kota Semarang yang
awalnya sering terjadi peristiwa block call dan drop call. [2]
CDMA (code division multiple access) adalah teknologi akses jamak berdasarkan
teknik komunikasi spektrum tersebar, pada frekuensi dan waktu yang sama,
digunakan kode – kode yang unik untuk mengindentifikasi masing – masing
pengguna. Pada teknologi CDMA-2000 1x, sinyal informasi pada transmitter dicoding dan disebar dengan bandwidth sebesar 1.25 MHz (spread spectrum), sama
dengan bandwidth yang digunakan pada CDMAone (IS–95). Lalu pada sisi
repeater dilakukan decoding sehingga didapatkan sinyal informasi yang
dibutuhkan. Setiap pengguna diberikan kode yang menyebar bandwidth sinyalnya
dalam suatu cara, sehingga hanya kode yang sama saja yang dapat me-recover
1
sinyal pada receiver. Sinyal yang kodenya tidak cocok, tidak akan di recover dan
sebagai hasilnya hanya menjadi noise interferensi. Keunggulan teknologi CDMA
dibandingkan dengan GSM, antara lain; teknologi CDMA sulit digandakan karena
setiap pengguna diberikan kode yang unik secara acak. Daya pancarnya yang
sangat rendah (1/100 GSM) memungkinkan handphone CDMA irit dalam
mengkonsumsi baterai, sehingga dapat beroperasi lebih lama untuk bicara maupun
stand by. Kapasitas pelanggan per BTS CDMA dapat mencapai 10 kali GSM
dikarenakan penggunaan frekuensi yang lebih irit. Ciri khas CDMA pada
komunikasi seluler; penggunaan frekuensi yang sama pada tiap sel, power kontrol
yang digunakan untuk mengatur besar daya yang digunakan penerima untuk
mentransmisikan informasi ke BTS, dan Cell Breathing.[3]
Telkom Flexi merupakan salah satu produk telepon fixed wireless yang
dikeluarkan oleh PT Telekomunikasi Indonesia, Tbk. Produk ini lebih dikenal
dengan nama "Flexi" . Pada mulanya, proses operasionalnya dikelola melalui
salah satu Divisi di Telkom, yaitu Divisi Fixed Wireless Network (DIV FWN).
Akan tetapi setelah dilakukan transformasi di PT Telekomunikasi Indonesia, per
tanggal 1 Juli 2009, operasional dari Flexi ini dikelola oleh Divisi Telkom Flexi
(DTF). Saat ini, Flexi sudah menggunakan jaringan CDMA frekuensi 800 MHz
(CDMA 800) untuk seluruh wilayah di Indonesia. Sebelumnya untuk wilayah
Jakarta & Jawa Barat yang menggunakan frekuensi 1900 MHz (CDMA 1900)
sudah dimigrasi ke 800 MHZ sejak tanggal 31 Juli 2007. Sejalan dengan
pengaturan ulang frekuensi di Indonesia, frekuensi 1900 MHz sudah digunakan
sebagai frekuensi operator jaringan generasi ke-3 dan 3,5.
Flexi menggunakan Teknologi CDMA 1x dan CDMA 1xEV-DO Rev. A. Flexi
sendiri berlisensi Fixed Wireless Access atau Telepon Tetap Nirkabel. Sampai
saat ini, Flexi masih menjadi operator terbesar dalam layanan FWA di Indonesia,
dikarenakan jaringannya yang sangat luas.
Call setup adalah proses pembangunan hubungan antara mobile station (MS) atau
penerima, dengan BTS yang nantinya oleh MS akan digunakan untuk menerima
dan melakukan panggilan. Dalam proses call setup seperti yang terlihat pada
Gambar 1, MS dan BTS akan saling mengirim pesan melalui kanal tertentu. Pesan
ini sendiri merupakan kumpulan dari beberapa field binary data yang memiliki
panjang tertentu.
Gambar 1 Call Setup
2
BTS mengirimkan sinyal ke BSC, dan RAN otentikasi terjadi. Kemudian sinyal
akan melakukan perjalanan ke packet-switched core network (jaringan inti data)
atau ke circuit-switched core network (jaringan inti telpon/sms). Dalam sebuah
circuit-switched core network, Mobile Switching Centre (MSC) akan
menggunakan operasi radio-telekomunikasi antar sistem selular (yang sebelumnya
dikenal sebagai IS-41) untuk mengirim panggilan ke Home Location Register
(HLR) dan ke Authentication Centre (AC). Kemudian AC akan berbagi kunci 64bit yang unik dengan perangkat Mobile Station (MS) dan menggunakan kunci ini
untuk menghasilkan data rahasia bersama (Shared Secret Data /SSD), kode yang
nantinya digunakan untuk otentikasi perangkat MS. Setelah perangkat MS
dikonfirmasi, MSC mengarahkan panggilan melalui jaringan selular untuk
menyelesaikan panggilan.Dalam sebuah Packet-Switched core network, data
"dibungkus" dalam urutan tertentu dan akan "dibongkar kembali" dalam urutan
terbalik oleh penerima. PSDN (Packet Data Service Node) memfasilitasi proses
“pembungkusan”data ini. Data biasanya melalui jaringan IP pribadi dulu, baru
kemudian ke jaringan internet yang lebih besar. [4]
Parameter – parameter yang digunakan untuk mengetahui penyebab terjadinya
kegagalan dalam proses call setup : (1) Block Call : Panggilan yang tidak
terhubung karena tidak adanya kanal yang tersedia (Occupancy). (2) Drop Call :
Probabilitas koneksi terputus saat terjadi panggilan dalam suatu kurun waktu
selama periode panggilan pada mobile station yang ada dalam jaringan.
ℎ
100% … … … . . … .
(1)
=
ℎ
ℎ
Dalam penerapannya, hasil perhitungan dari drop call diupayakan agar kurang
dari 2%. Karena 2% merupakan persentase kualitas drop call dalam jaringan
kabel. Semakin kecil persentase drop call di jaringan mobile, semakin mendekati
kemampuan telepon kabel. (3) Call Attempt:Jumlah total panggilan yang datang
per satuan waktu. (4) Call Success : Panggilan yang berhasil masuk sampai pada
nada panggil.
−
100% … … … . .
(2)
=
(5) Call Completion : Probabilitas jumlah panggilan yang berhasil tersambung,
dan bisa menyelesaikan percakapan dengan normal.
−
=
100% … … . .
(3)
(6) Link budget, Path-Loss maksimum, propagasi loss dan coverage area
Link Budget : Perhitungan link budget dari perangkat sistem CDMA 2000 1X ini
diperlukan sebagai acuan dalam pengimplementasian BTS, agar hasil perencanaan
tidak melebihi kemampuan perangkat BTS dan MS. [5] Link budget pada CDMA
dibagi menjadi dua bagian, yaitu link reverse (dari MS ke BTS) dan link forward
(dari BTS ke MS). Data teknis reverse link dan forward link dari perangkat
diperlukan untuk mencari rugi lintasan (path-loss) maksimum.
Path-loss maksimum : Dengan melihat data teknis link budget perangkat, dapat
diketahui besaran path-loss maksimum yang diijinkan dengan menggunakan
rumus :
3
reverse
Arah
+
Dimana
ℎ
Arah
ℎ
forward
Dimana:
:
+
ℎ
+
:
ℎ
=
–
=
+
+
=
–
=
+
–
–
….
……………….………..…
–
–
.…
………………………….….
+
–
+
–
(4)
(5)
(6)
:
+
+
(7)
Dalam menentukan total EIRP, arah forward dan reverse menggunakan rumus:
=
+
–
…………………………..
(8)
Dimana : EIRP (equivalent isotropically radiated power), adalah energi efektif
yang didapat dari antena pengirim untuk menghasilkan tenaga (powerout) yang
maksimum untuk memancarkan daya ke segala arah. Daya pancar maksimum,
adalah daya pancar maksimum antena pengirim (transmitter) berdasarkan tenaga
(powerout) yang dikeluarkan. Dihitung dengan rumus :
= 10 log
……….……………………………
(9)
Gain antenna serta rugi kabel dan konektor dapat dilihat dari data teknis link
budget tiap perangkat.
Propagasi loss : Model propagasi biasanya memprediksikan rata-rata kuat sinyal
yang diterima oleh stasiun penerima, pada jarak tertentu dari BTS ke stasiun
penerima. Disamping itu model propagasi juga berguna untuk memperkirakan
daerah cakupan sebuah BTS sehingga ukuran sel dari BTS dapat ditentukan.
Model propagasi juga dapat menentukan daya maksimum yang dapat dipancarkan
untuk menghasilkan kualitas pelayanan yang sama pada frekuensi yang berbeda.
Perkiraan rugi lintasan propagasi yang dilalui oleh gelombang yang terpancar juga
dapat dihitung. [6] Dalam penelitian ini digunakan model propagasi OkumuraHata dengan rumus rumus redaman propagasi pada daerah urban datar adalah :
ℎ ) log
= +
log − 13,82 ℎ − (ℎ ) + (44,9 − 6,55
Dan redaman propagasi pada daerah rural dan suburban adalah :
=
log − 13,82 ℎ − (ℎ ) + (44,9 − 6,55 ℎ ) log −
….persamaan(10)
dimana :
C1 69,55 untuk 400 f 1500 (MHZ)
46,30 untuk 1500 f 2000 (MHZ)
4
C 2 26,16 untuk 400 f 1500 (MHZ)
33,90 untuk 1500 f 2000 (MHZ)
Lp redaman total propagasi sinyal f frekuensi operasi
hb tinggi efektif antena BTS hm tinggi antena MS
R jarak antara MS dan BTS
Faktor koreksi tinggi antena MS dinyatakan sebagai berikut :
Untuk wilayah kota kecil :
(ℎ ) = (1,1
− 0,7 )ℎ − (1,5 6
− 0,9 ) … … … . . .
(11)
Untuk wilayah kota besar :
(ℎ ) = 3,2(
11,75ℎ ) − 4,97 … … … … … … … … . . . .
(12)
Jika perambatan sinyal terjadi didaerah sub urban atau rural, maka perlu dilakukan
koreksi. Berdasarkan pendekatan matematis pada daerah suburban diperoleh
perbaikan sebesar :
(
) = 2 log( 28)
+ 5,4 … … … … … … … … … … … …
(13)
Pada daerah rural diperoleh perbaikan sebesar :
( ) = 4,78(
) − 18,33
+ 40,94 . . … … … … …
(14)
Luas maksimum suatu sel berbentuk hexagonal, dapat ditentukan dengan rumus
……………………………..
(15)
berikut : =
√3
Dimana :
= luas suatu sel berbentuk hexagonal
= jarak maksimum antara BTS dan MS
Kualitas komunikasi dalam sistem CDMA dihitung dengan rumus :
⁄ =
…………………………………….……..
(16)
Dimana :
= jumlah user
= bandwidth sebesar 1228.8Hz untuk IS-95
= bitrate sebesar 14.4kbps
= faktor gain sektorisasi antenna untuk antenna 3 sektor sebesar 2.4
= pola pengiriman sinyal. Bila tidak ada pembicaraan, data dikirimkan dengan
laju lambat. Sedangkan jika ada pembicaraan, akan dikirimkan dengan kecepatan
penuh. (untuk IS-95, sebesar 2.5).
=frequency reuse factor (interferensi dari sel tetangga), dengan rumus :
= ( ) (dimana adalah faktor pembebanan yang besarnya antara 0 - 100%.
Karena BTS luwuk dan Toili adalah sel tunggal, maka nilai F adalah 1)
Power kontrol sangat dibutuhkan dalam sistem CDMA agar seorang pengguna
tidak memancarkan daya yang tinggi sehingga menyebabkan melemahnya daya
pengguna lain karena penggunaan frekuensi yang sama pada waktu yang
bersamaan. Dalam CDMA ada dua teknik power kontrol, yaitu; closed loop power
control dan open loop power control. pada sistem BTS CDMA, kedua mekanisme
5
ini digunakan secara berurutan. Pertama yang digunakan adalah open loop power
control. Open loop power control menggunakan pengukuran daya yang diterima
oleh MS melalui link forward untuk mengendalikan daya pancar MS pada link
reverse. BTS mengirimkan daya pancar secara broadcast dengan menggunakan
CPICH (Common pilot channel), kemudian MS menggunakan informasi tersebut
untuk mengukur perkiraan daya pancar reverse berdasarkan daya pancar yang
diterima, sehingga diperoleh kesamaan antara level daya kirim dan terima. Open
loop power control hanya mampu memberikan perkiraan kasar dari daya ideal
yang seharusnya digunakan. Oleh karena itu, teknik ini hanya digunakan ketika
melakukan initial akses pertama kali ketika dari MS ke BTS (jaringan). Setelah
MS terdaftar pada jaringan, baru mekanisme Closed loop power control berjalan.
Mekanisme Closed loop power control menggunakan perkiraan daya yang
diterima BTS untuk mengirimkan perintah ke MS untuk mengubah daya
pancarnya. BTS mengukur nilai SIR (Signal-to-interference ratio) yang diterima
dan membandingkannya dengan nilai SIR ideal atau yang diinginkan. Kemudian
BTS memerintahkan MS untuk menurunkan daya pancar apabila nilai SIR terlalu
tinggi atau meninggikan daya pancar jika nilai SIR terlalu rendah.
Interferensi Near-Far Effect, terjadi karena adanya perbedaan jarak ke BTS
antara user yang satu dengan yang lain. Sinyal yang diterima oleh BTS dari user
yang lebih dekat, lebih kuat daripada sinyal yang diterima dari user yang lebih
jauh. Karena frekuensi yang sama digunakan pada saat yang bersamaan, maka
sinyal yang lebih kuat itu akan menutup sinyal yang lemah
Cell breathing. Merupakan suatu peristiwa mengembang dan menciutnya
cakupan area sel berdasarkan reverse link ketika terjadi perubahan tingkat
interferensi di dalam sel. Perubahan yang terjadi membuat BTS melalui
mekanisme power kontrol berusaha mengupayakan agar tiap MS memperoleh
) yang sama di dalam sel. Ketika jumlah pengguna
kualitas komunikasi (
frekuensi pada saat yang bersamaan meningkat, maka tingkat gangguan (noise)
pun meningkat. Dengan meningkatkan daya pancar MS melalui mekanisme power
kontrol, maka MS yang berada agak jauh dari BTS tentunya akan terputus karena
tidak mampu mengatasi interferensi noise yang terjadi dikarenakan kehabisan
daya pancar (sudah maksimum). Akibatnya, secara sistem dapat dilihat sebagai
menciutnya cakupan cell. Bila jumlah MS menurun, jumlah noise yang
ditimbulkan akan ikut turun. Karena noise berkurang, MS yang berada agak jauh
dari BTS dapat memperoleh sambungan kembali dengan BTS karena daya
pancarnya mampu mengatasi interferensi noise yang terjadi sehingga seolah-olah
ukuran cell menjadi mengembang.
3. Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan data sampel Telkom Flexi kab. Banggai selama tahun
2011. Proses analisis data dalam penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap.
yang pertama dilakukan dengan membaca data-data, tabel-tabel atau angka-angka
yang diperoleh dari laporan bulanan drop call. Yang kedua, menganalisis seberapa
besar pengaruh jumlah panggilan (call attempt), daya pancar, dan radius sel
6
terhadap tingkat Drop Call. Pengaruh ini dianalisis dengan menggunakan metode
analisis komparatif dan asosiatif, dengan tahapan seperti pada Gambar 2.
Gambar 2 Tahapan Penelitian
4. Hasil Penelitian dan Pembahasan
Proses penganalisaan data penelitian ini, dibuat dengan berdasarkan pada batasan
– batasan yang sudah ditetapkan oleh PT. Telkom. Dengan ketentuan antara lain ;
(1) Frekuensi tiap BTS melalui tiga channel. yaitu ; Channel 37, Channel 78, dan
Channel 119. Dengan izin frekuensi yang didapat oleh TelkomFlexi dengan tiga
carrier adalah sebagai berikut:
Tabel 1 Frekuensi yang digunakan
TX
873.5700 Mhz
872.3400 Mhz
871.1100 Mhz
RX
828.5700 Mhz
827.3400 Mhz
826.1100 Mhz
(2) Power Max tiap BTS adalah 60000 mw/sector. yang jika diubah ke dalam
dBm, dengan menggunakan persamaan(9), menjadi 47,78 dBm. (3) Tinggi BTS :
7
BTS TOILI_STO = 49 meter, BTS LUWUK_STO = 87 meter. (4) Kedua BTS
merupakan cell tunggal tanpa adanya cell tetangga. Komunikasi antara kedua BTS
tersebut dengan BSC, menggunakan media kabel.
Tabel 2 Block Call Bulanan dan Harian tahun 2011
Periode
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Mean Block Call
Perbulan (%)
Block Call bulanan
(%)
BTS
BTS
Luwuk
Toili
1.79
0
1.74
0
2.66
0
1.7
0
1.87
0
2.12
0
2.58
0
1.74
0
1.83
0
2.96
0
2.01
0
3.43
0
2.2025
Block Call Harian
(%)
BTS
BTS
Luwuk
Toili
0.057
0
0.062
0
0.085
0
0.056
0
0.06
0
0.07
0
0.083
0
0.056
0
0.061
0
0.095
0
0.067
0
0.11
0
0
Dari Tabel 2, dapat dilihat bahwa BTS TOILI_STO, tidak pernah mengalami
block call sepanjang tahun, dikarenakan jumlah pengguna yang sangat sedikit.
Jumlah kanal yang tersedia selalu bisa memenuhi banyaknya panggilan yang
datang. Sedangkan pada BTS LUWUK_STO, terjadi block call dengan total
persentase tertinggi pada bulan Desember. Sebesar, 3,43% dengan rata – rata
persentase block call hariannya sebesar 0,110%, dan rata – rata setahunnya
sebesar 2,2025%. Block call ini sebenarnya terjadi pada jam sibuk. Namun dalam
penelitian ini, tidak akan terlihat block call terjadi pada jam sibuk kapan,
dikarenakan data yang diperoleh dari Telkom berbentuk persentase block call
harian, bukan jam.
Dari Tabel 3 terlihat bahwa sepanjang tahun 2011, pada BTS LUWUK_STO,
jumlah call attempt tertinggi terjadi pada bulan Oktober, dengan jumlah panggilan
sebanyak 605205. Dan jumlah call attempt terendah pada bulan Februari sebanyak
506925. Sedangkan pada BTS TOILI_STO yang hanya memiliki sedikit user, call
attempt tertinggi terjadi pada bulan Agustus dengan jumlah panggilan 29841, dan
terendah pada bulan November sebesar 24717. Jumlah total call yang masuk,
sangat berpengaruh pada kapasitas sistem. Jumlah yang tinggi namun tidak bisa
diakomodasi dengan baik oleh sistem, akan menyebabkan block call.
8
Tabel 3 Call Attempt
Periode
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Total call attempt
(total jumlah panggilan)
BTS Luwuk
BTS Toili
534591
28374
506925
24838
602095
26047
534650
26933
598416
26291
522361
27220
546721
29510
559416
29841
511923
25103
605205
25265
524943
24717
559079
27705
Tabel 4 Call Success Rate
Periode
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Mean Call Success
Rate Perbulan (%)
Call Success Rate
(%)
BTS
BTS
Luwuk
Toili
99.41
99.27
99.43
99.63
99.39
97.68
99.53
98.88
99.38
97.67
99.2
95.33
99.52
98.08
98.93
98.77
99.41
99.54
99.39
97.57
99.56
97.98
99.24
96.59
99.37
98.08
Dari hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan(2), persentase rata – rata
nilai call success pada BTS LUWUK_STO dan BTS TOILI_STO pada tahun
2011 seperti yang terlihat pada Tabel 4, adalah 99.37% dan 98.08%. Dengan nilai
persentase tertinggi dan terendah untuk LUWUK_STO, terjadi pada bulan
November (99.56%) dan bulan Agustus (98.93%). Sedangkan untuk BTS
9
TOILI_STO, nilai persentase tertinggi dan terendah terjadi pada bulan Februari
(99.63%) dan Juni (95.33%).
Tabel 5 Call Completion rate
Periode (Bulan)
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Mean Call Completion Rate Perbulan
(%)
Call Completion Rate (%)
BTS Luwuk
BTS Toili
99.4
99.26
99.43
99.62
99.38
97.62
99.53
98.87
99.38
97.61
99.2
95.1
99.52
98.04
98.92
98.75
99.41
99.54
99.39
97.51
99.55
97.93
99.23
96.48
99.36
98.03
Dari persamaan(3), dapat diperoleh nilai rata - rata Call Completion Rate selama
tahun 2011 pada BTS LUWUK_STO dan BTS TOILI_STO, seperti pada Tabel 5.
Besaran nilai call completion sangat mempengaruhi besar drop call yang terjadi.
Semakin tinggi tingkat call completion rate, maka persentase drop call akan
semakin menurun.
Tabel 6 Drop Call
Periode
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Rata – rata Drop
Call Setahun
Drop Call (%)
BTS
BTS
Luwuk
Toili
0.59
0.74
0.57
0.37
0.62
2.43
0.47
1.14
0.62
2.44
0.8
5.15
0.48
1.99
1.09
1.26
0.59
0.45
0.61
2.55
0.45
2.1
0.77
3.65
0.63
2.02
10
Dapat dilihat bahwa BTS LUWUK_STO memiliki kualitas jaringan yang baik,
dengan tingkat persentase tertinggi drop call yang terjadi hanya 1,09% (Agustus),
dengan rata – rata pertahun, hanya 0,63%. Sedangkan pada BTS TOILI_STO,
beberapa kali memiliki tingkat persentase drop call yang cukup tinggi dalam
setahun. Pada bulan Maret (2.43%), Mei (2.44%), Juni (5.15%), Oktober (2.55%),
November (2.10%) dan Desember (3.65%). Tingginya proses drop call yang
terjadi, menuntut adanya proses analisa untuk meningkatkan performa jaringan
tersebut. Sebelum melakukan perbaikan, perlu dilakukan terlebih dahulu
perhitungan link budget yang bertujuan agar optimasi jaringan yang dilakukan,
nantinya tidak melebihi kemampuan perangkat BTS dan MS. Link budget pada
CDMA dibagi menjadi 2 bagian, yaitu link reverse (dari MS ke BTS) dan link
forward (dari BTS ke MS). Pada arah reverse, MS bertindak sebagai transmitter,
sedangkan BTS menjadi receiver. Sedangkan pada arah forward, berlaku
sebaliknya.
Tabel 7 Data Teknis Link Budget Perangkat Arah Reverse
Variabel
Transmitter mobile
station
Receiver Base Station
Faktor Eksternal
Parameter
Daya Pancar maksimum / kanal trafik
(dBm)
Rugi kabel dan konektor (dB)
Gain antenna pemancar (dBi)
Thermal Noise Density (dBm/Hz)
Noise figure penerima (dB)
Kecepatan informasi (dB.Hz)
Eb/No (kualitas kanal trafik) yang
dibutuhkan (dB)
Rise Over Thermal (dB)
Persentase beban (%)
Gain antenna penerima (dBi)
Rugi kabel dan konektor (dB)
Gain handoff (dB)
Fading margin
Rugi penetrasi bangunan (dB)
Nilai
23
3
0
-174
5
39,8
2.74
5,3
70
17
2
3,7
9
15
11
Tabel 8 Data Teknis Link Budget perangkat arah forward (dari BTS ke MS)
Variabel
Parameter
Nilai
Transmitter base
Daya Pancar maksimum / kanal trafik
station
(dBm)
47,78
Rugi kabel dan konektor (dB)
2
Gain antenna pemancar (dBi)
Receiver Mobile
Kerapatan total noise dan interferensi
0
Station
(dBm/Hz)
-174
Noise figure penerima (dB)
8
Kecepatan informasi (dB.Hz)
39,8
Eb/No (kualitas kanal trafik) yang
dibutuhkan (dB)
7,4
Gain antenna penerima (dBi)
0
Rugi kabel dan konektor (dB)
3
Gain handoff (dB)
3,7
Faktor eksternal
Fading margin (dB)
9
Dengan berdasarkan data teknis link budget pada tabel 7 dan tabel 8, yang
merupakan link budget yang digunakan Telkom Flexi Kabupaten Banggai dalam
melakukan perancangan sistem, dapat ditentukan nilai sebagai berikut:
Arah reverse
Dengan menggunakan persamaan(8),
= 23 + 0 − 3 =
20
Dengan Persamaan(5),
= (−174) + 39,8 + 5 + 5,3 +
2,74 = −121,16
Dan dengan persamaan(4), dapat ditentukan besaran path loss yang terjadi pada
arah
reverse.
= 20 – (−121.16) + 17 – 2 – 9 + 3,7 – 15 =
.
Arah forward
Dengan
persamaan(8),
= 47,78 + 0 – 2 =
45,78
Dengan persamaan(7)
= (−174) + 39,8 + 7,4 =
−126,8
Dan dengan persamaan(6), dapat diketahui besaran path loss yang terjadi pada
arah
forward.
= 45,78 – (−126,8) + 0 – 3 – 9 + 3,7 – 15 =
,
Setelah path-loss maksimum arah reverse dan arah forward diperoleh maka dapat
ditentukan radius sel (jarak terjauh MS yang dapat di-cover oleh BTS)
berdasarkan kemampuan perangkat dengan menggunakan persamaan (10). Radius
dapat dicari untuk tiga kondisi daerah, yaitu urban, sub urban dan rural. Dalam
penelitian ini hanya akan menggunakan perhitungan pada daerah sub urban dan
rural dikarenakan kondisi geografis kab. Banggai. Oleh karena itu, diperlukan
12
adanya koreksi tinggi antena MS dan perambatan sinyal untuk daerah sub urban
dan rural. Dengan menggunakan persamaan(11), ditentukan :
(ℎ ) = (1,1
(8 28,57)) 1,5 – (1,56
(828,57) – 0,9) = ,
Faktor koreksi perambatan sinyal di daerah rural, dapat ditentukan dengan
persamaan(14).
= 4,7 8(log(828,57)) − 18,33log(828,57) + 40,94 = ,
Faktor koreksi perambatan sinyal di daerah suburban. Dapat diketahui dengan
persamaan(13)
=2(
,
) + 5,4 = 9,7
Arah reverse:
BTS TOILI_STO (Struktur Morfologis : rural)
= 69,55 ; = 26,16; = 135,86; f = 828,57; ℎ = 1,5;
ℎ = 49
135,86 = 69,55 + 26,16
(828,57) – 13,82
(49) – 0,11262 +
(44,9 – 6,55
49)
– 28,15
= 41,593 33,83 = 1,23
=
,
BTS LUWUK_STO (Struktur Morfologis : suburban)
= 69,55 ; = 26,16; = 135,86; f = 828,57; ℎ = 1,5;
ℎ = 87
135,86 = 69,55 + 26,16
(828,57) – 13,82
(87) – 0,11262 +
(44,9 – 6,55
87)
– 9,7
135,86 – 109,27 = 32,2
= ,
Arah forward:
BTS TOILI_STO (Struktur Morfologis : rural)
149,28 = 69,55 + 26,16
(828,57) – 13,82
(44,9 – 6,55
49)
– 28,15
149,28 – 94,267 = 33,83
=
,
(49) – 0,11262 +
BTS LUWUK_STO (Struktur Morfologis : suburban)
(828,57 )– 13,82
(87)– 0,11262 +
149,28 = 69,55 + 26,16
(44,9 – 6,55
87)
– 9,7
149,28 – 109,27 = 32,2
=
,
13
Hasil dari perhitungan faktor koreksi tinggi antena, faktor koreksi perambatan
sinyal, path-loss jarak pancar, dan luas coverage area dapat dilihat pada tabel 9.
Tabel 9 Hasil Perhitungan
BTS Luwuk (Suburban)
Path-loss
Jarak Pancar
Luas coverage
area maksimum
Faktor koreksi
tinggi antena
(ℎ )
Faktor koreksi
perambatan
sinyal
BTS Toili(Rural)
Reverse
Forward
Reverse
Forward
135.86 dBm
6,7
149,28 dBm
17,83
135.86 dBm
16,98
149,28 dBm
41,7
116,71
826,56
749,633
4521,11
0,11262
0,11262
9,7
28,15
Dengan menggunakan persamaan(15) dapat diketahui luas coverage area
maksimum berdasarkan jarak pancar, seperti yang terlihat pada Tabel 9 di atas.
Daya pancar pada kedua BTS arah link forward sebesar 41,7 km dan 17,83 km,
digunakan pada sistem multisel untuk komunikasi antar BTS, mengurangi
interferensi pada sel tetangga yang muncul pada perbatasan sel, dan proses
handover. Sedangkan Daya pancar link reverse pada kedua BTS sebesar 16,98
km dan 6,7 km digunakan untuk komunikasi antara MS dengan BTS.
Dikarenakan BTS TOILI_STO dan BTS LUWUK_STO merupakan sel tunggal,
maka kapasitas kedua BTS ini dibatasi oleh kualitas pada link reverse. Dengan
coverage area sebesar 749,63304 km2 pada BTS TOILI_STO, dan 116,714 km2
pada BTS LUWUK_STO.
Pada Tabel 10, terlihat bahwa BTS Luwuk yang memiliki jumlah panggilan
datang yang sangat banyak, memiliki tingkat drop call yang jauh lebih rendah
dibandingkan BTS Toili. Terjadinya drop call pada BTS Luwuk, disebabkan oleh
peristiwa cell breathing, ketika BTS Luwuk berusaha untuk mencukupi kebutuhan
komunikasi pengguna. Saat BTS Luwuk sedang dalam kondisi sibuk, interferensi
yang ditimbulkan oleh noise antar MS dalam sel BTS Luwuk akan meningkat.
Tingginya noise yang ditimbulkan akan menurunkan kualitas trafik sistem
).
(
14
Tabel 10 Hubungan Banyaknya Panggilan dan drop call
BTS Luwuk
Periode
Total
Call
Januari
534591
Februari 506925
Maret
602095
April
534650
Mei
598416
Juni
522361
Juli
546721
Agustus 559416
September 511923
Oktober 605205
November 524943
Desember 559079
Drop
Call %
0.59
0.57
0.62
0.47
0.62
0.8
0.48
1.09
0.59
0.61
0.45
0.77
BTS Toili
Total
Call
28374
24838
26047
26933
26291
27220
29510
29841
25103
25265
24717
27705
Drop
Call %
0.74
0.37
2.43
1.14
2.44
5.15
1.99
1.26
0.45
2.55
2.1
3.65
Dalam sebuah kanal CDMA, komunikasi baru akan disediakan ketika nilai
memiliki nilai ideal tertentu (threshold untuk IS-95 sebesar 7dB).Dengan
menggunakan persamaan(16), dapat dihitung seberapa besar pengaruh jumlah
pengguna terhadap kualitas komunikasi sistem. Dalam penelitian ini diasumsikan
jumlah pengguna dalam waktu bersamaan ada 2 kondisi, yaitu : biasa (jumlah
pengguna ±50), dan sibuk (jumlah pengguna ±100).
Biasa (±50 pengguna)
⁄
=
.
.
Sibuk (±100 pengguna)
⁄
=
.
.
.
.
.
= 10.44dB
.
= 5.17dB
Pada kondisi biasa dengan jumlah pengguna sebanyak 50, kualitas komunikasi
BTS Luwuk rata – rata masih berada di kondisi threshold yang diijinkan (7dB).
Namun ketika jumlah pengguna terus bertambah dan mencapai ±100, kualitas
sistem akan turun menjadi rata – rata 5.17dB atau bisa dikatakan jumlah pengguna
yang bisa memenuhi threshold sebesar 7dB hanya sedikit. Pada kondisi ini, BTS
yang diterima dari setiap MS, lalu
luwuk akan mengukur nilai
mengirimkan perintah transmit power control (tpc) kepada setiap MS dengan
aturan sebagai berikut :
/
>
/
= 0 (daya diturunkan);
/
<
/
= 1 (daya dinaikkan)
Setiap transmitter MS mampu melakukan perubahan daya pancarnya setiap kali
perintah tpc dari BTS diterima sebesar 1, 2 , dan 3dB secara tiba – tiba dengan
batas perubahan maksimum sebesar 10 dB. MS yang tidak mampu memenuhi
nilai ideal akan diputus oleh BTS. MS yang tidak mampu memenuhi threshold
merupakan MS yang berada jauh dari BTS, dikarenakan dari awal sudah
15
memancarkan daya maksimumnya untuk menutupi peredaman yang terjadi untuk
bisa memenuhi threshold sebesar 7dB. Sehingga ketika jumlah pengguna
bertambah, kualitas sistem menurun, dan BTS meminta menaikkan daya pancar
melalui perintah tpc, MS yang sudah maksimum daya pancarnya, tidak akan
mampu lagi menaikkan daya pancar dan menjaga level kualitas komunikasiny.
Pengguna di BTS Luwuk tersebar dalam radius 116.71
. Setiap pengguna
memiliki tingkat peredaman (loss) yang berbeda terhadap BTS dikarenakan jarak
antara keduanya. Ini menyebabkan tingkat daya pancar yang dibutuhkan untuk
mengatasi peredaman tersebut, berbeda – beda. Semakin jauh MS dari BTS, maka
semakin tinggi pula daya pancar yang harus dikeluarkan untuk menutupi tingkat
peredaman yang terjadi dan bisa memenuhi threshold 7dB pada BTS. Adanya
mekanisme open loop power control, memungkinkan MS untuk masih
mendapatkan sinyal, namun tidak bisa lagi melakukan komunikasi dari MS ke
BTS karena MS tidak mampu menaikkan daya pancar berdasarkan mekanisme
yang disyaratkan.
closed loop power control, untuk mempertahankan nilai
Biasanya MS yang di pinggiran sel akan langsung melakukan proses handover ke
sel tetangga. Namun karena BTS Luwuk adalah sel tunggal, maka MS yang ada di
pinggir sel, yang sedang berkomunikasi akan mengalami drop call. Pada BTS
Luwuk, level jumlah pengguna terkonsentrasi pada jarak yang dekat dari BTS
dikarenakan kondisi pengguna yang berada di dalam perkotaan. Oleh karena itu,
jumlah pengguna yang berada di pinggiran sel dan mengalami drop call ketika
terjadi cell breathing, hanya sedikit.
Pada BTS Toili, drop call tidak disebabkan oleh jumlah panggilan yang datang.
Kapasitas sistem BTS Toili selalu mampu mengakomodasi jumlah panggilan yang
datang, dikarenakan jumlah user yang sangat sedikit. Seperti yang terlihat pada
Tabel 7, BTS Toili diatur tanpa mekanisme power kontrol agar selalu
memancarkan daya pancar maksimum sebesar 47,78 dBm untuk bisa menjangkau
area yang sangat luas (749,63304 km2). Karena BTS toili tidak memiliki power
kontrol, daya pancar yang dikeluarkan setiap MS sama meskipun jarak antara MS
yang satu dengan MS yang lain itu berbeda – beda. Memang yang menaikan dan
menurunkan daya pancarnya, itu MS sendiri. Namun ini tidak bisa terjadi secara
otomatis dan membutuhkan perintah dari BTS melalui mekanisme power control.
tanpa power kontrol, MS akan selalu mengasumsikan bahwa level daya pancarnya
sudah ideal. Jarak antara MS dengan BTS mempengaruhi besar loss sinyal yang
terjadi. Semakin besar jarak, maka akan semakin besar pula loss sinyal yang
terjadi dikarenakan peristiwa redaman, difraksi, dan lain – lain. Pada tabel 9,
terlihat bahwa MS yang berada dari BTS sejauh 16.98 km mengalami tingkat
peredaman sebesar 135.86 dBm. Sedangkan dengan menggunakan rumus yang
sama, didapatkan bahwa MS yang berada sejauh 1 km dari BTS hanya mengalami
peredaman sebesar 112.71 dBm. Ini menyebabkan sinyal yang dipancarkan dari
MS yang berdekatan dengan BTS lebih kuat dibandingkan dengan sinyal yang
berasal dari MS yang berada jauh dari BTS. Karena penggunaan frekuensi yang
sama, MS yang dekat dengan BTS menimbulkan interferensi yang tinggi terhadap
MS yang berada jauh dari BTS. Dalam sistem CDMA, sinyal yang lebih kuat akan
menutup sinyal yang lebih lemah dikarenakan frekuensi dan waktu penggunaanya
yang bersamaan. Derajat penutupannya, tergantung pada jarak MS ke BTS.
16
Selain dari faktor yang sudah dijelaskan di atas, tidak adanya sel tetangga dari
BTS Toili dan BTS Luwuk juga menyebabkan persentase drop call yang cukup
tinggi. MS yang sedang melakukan komunikasi melalui BTS lalu keluar dari area
jangkauan, akan mengalami drop call
5. Kesimpulan
Kualitas suatu sistem seluler dapat diukur dengan melihat parameter yang
menentukan quality of service (QOS) jaringan secara berkala. Parameter –
parameter yang dapat digunakan antara lain : Block Call, Call Attempt, Call
Success Rate, Call Completion Rate, Drop Call, Tinggi BTS dan Coverage Area.
Faktor penyebab buruknya kemampuan suatu sistem saling berhubungan satu
sama lain. Oleh karena itu, dalam menganalisis suatu sistem CDMA, penelitian
harus dilakukan secara bersamaan antara parameter yang satu dengan yang lain.
Pada BTS Toili, drop call disebabkan oleh interferensi near-far effect. BTS yang
sengaja diatur pada daya maksimum tanpa mekanisme power kontrol untuk
melingkupi area cakupan yang tinggi, menyebabkan MS yang berada pada ruang
lingkup BTS memancarkan sinyal terhadap BTS dengan level daya yang berbeda
– beda satu sama lain pada frekuensi dan waktu yang bersamaan. Semakin dekat
MS terhadap BTS, sinyal yang diterima BTS terhadap MS tersebut semakin kuat.
Jika semakin jauh, maka akan semakin lemah. Sehingga sinyal dari MS yang lebih
dekat akan menutupi sinyal dari MS yang jauh dari BTS. Oleh karena itu
dibutuhkan mekanisme power kontrol untuk memaksimalkan kapasitas sistem.
Sedangkan pada BTS Luwuk, drop call terjadi pada MS yang berada di pinggiran
cell karena peristiwa cell breathing pada jam sibuk. Jumlah MS yang tinggi dan
melakukan komunikasi terhadap BTS pada waktu yang bersamaan, membuat
tingkat interferensi noise yang ditimbulkan tinggi. Noise yang tinggi
menyebabkan MS yang jauh dari BTS tidak mampu menjaga kualitas trafiknya
dengan baik karena kehabisan daya pancar (sudah maksimum) Penambahan BTS
tetangga, akan menghilangkan masalah cell breathing pada BTS Luwuk.
6. Daftar Pustaka
[1] Gunawan Wibisono, Uke Kurniawan Usman, dan Gunadi Dwi Hantoro,
2008, Konsep Teknologi Seluler, Bandung: Informatika
[2] Eko Budiyono, 2006, Analisis Trafik Pada Sistem Telekomunikasi Selular
Berbasis CDMA 2000 1x di Wilayah Semarang Kota, Semarang
[3] Gatot Santoso, 2002, Simulasi Efek Breathing Pada CDMA Dengan
Menggunakan Model Propagasi Free Space, Lee Dan Hata, Jakarta
[4] Gatot Santoso, 2004, Sistem Selular CDMA, Yogyakarta: Graha Ilmu
[5] Motorola, 2002, CDMA/CDMA2000 1x RF Planning Guide
[6] Uke Kurniawan Usman, 2010, Sistem Komunikasi Seluler CDMA 2000-1x,
Bandung: Informatika
17
Berbasis Teknologi CDMA 2000
(Studi Kasus : Jaringan TELKOMFLEXI di Kabupaten Banggai)
Artikel Ilmiah
Peneliti:
Tesar Kurniawan yuwono (672013721)
Dian W. Chandra, S.Kom., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2014
Pernyataan
Artikel Ilmiah berikut ini :
Judul
: Analisis Trafik dan Performa Jaringan Telekomunikasi
Berbasis Teknologi CDMA 2000 (Studi Kasus : Jaringan
TELKOMFLEXI di Kabupaten Banggai)
Pembimbing : Dian Widiyanto Chandra. S.Kom., M.Cs.
adalah benar hasil karya saya :
Nama
NIM
:
:
Tesar Kurniawan Yuwono
672013721
Saya menyatakan tidak mengambil sebagian atau seluruhnya dari hasil karya
orang lain kecuali sebagaimana yang tertulis pada daftar pustaka.
Pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya sesuai dengan ketentuan yang
berlaku dalam penulisan artikel ilmiah.
Salatiga, 1 September 2014
Tesar Kurniawan Yuwono
Analisis Drop Call Pada Jaringan Telekomunikasi
Berbasis Teknologi CDMA 2000
(Studi Kasus : Jaringan TELKOMFLEXI di Kabupaten Banggai)
1)
Tesar Kurniawan Yuwono, 2)Dian W. Chandra
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia
Email: 1)tesar200388@gmail.com, 2) dian.chandra@staff.uksw.edu
Abstract
CDMA is one of the communication technology that claimed to provide stability
in communication process, better than other technologies. But in fact, this technology that
run by TelkomFlexi in Banggai district, is not like that. Frequently drop call events that
occurs is the biggest problem. One of the important efforts that made to resolve, is to
perform a traffic analysis process by using the association and the comparative method,
to see the relationship between the existing parameters and the drop call. The result of
this research is, it is known that the causes of the drop call is a cell breathing events, no
power control mechanism, and no neighboring cells.
Keyword: CDMA, Drop Call, TelkomFlexi, Cell Breathing, Power control
Abstrak
CDMA merupakan teknologi komunikasi seluler yang diklaim mampu
memberikan kestabilan proses komunikasi yang lebih baik dari teknologi lainnya.
Namun, teknologi CDMA yang dijalankan oleh TelkomFlexi di kabupaten Banggai, tidak
begitu. Sering terjadinya gagal komunikasi (drop call) menjadi masalah terbesar. Upaya
yang dilakukan untuk menyelesaikan masalah ini adalah melakukan proses analisis trafik
dengan metode asosiasi dan komparatif, untuk melihat hubungan antara parameter yang
ada, terhadap drop call yang terjadi. Dari hasil penelitian yang dilakukan, diketahui
bahwa penyebab dari drop call adalah peristiwa cell breathing, tidak adanya mekanisme
power kontrol, dan tidak adanya sel tetangga pada BTS yang diteliti.
Kata Kunci: CDMA, Drop Call, TelkomFlexi, Cell Breathing, Power kontrol
1) Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana
2) Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana
1. Pendahuluan
Dunia mengenal dua teknologi seluler digital, yaitu; Global System for Mobile
Communication (GSM) dan Code Division Multiple Access (CDMA). Dari jumlah
penggunanya, GSM lebih unggul jika dibandingkan dengan CDMA. Hal ini
dikarenakan GSM digunakan lebih awal dan dengan menerapkan standar terbuka
yang dapat dikembangkan siapa saja. Sedangkan CDMA, baru dikembangkan
belakangan dan meledak ketika versi CDMA 2000 1x dikembangkan. [1]
Teknologi CDMA awalnya digunakan oleh militer Amerika Serikat karena
memiliki sistem pengkodean yang unik sehingga aman dari crosstalk atau
interferensi, dan juga karena memiliki kapasitas spektrum yang besar sehingga
mampu melayani pengguna lebih banyak dari sistem seluler lainnya. Namun
seiring dengan ditetapkannya CDMA sebagai standar internasional, maka
dimulailah penggunaan CDMA secara luas di berbagai Negara, termasuk di
Indonesia.
Seiring dengan kebutuhan dan jumlah pengguna yang terus meningkat akan sistem
seluler, sistem CDMA yang relatif lebih baru dibandingkan GSM, dianggap
mampu memecahkan masalah penggunaan frekuensi dan kebutuhan akan
kapasitas sistem yang bisa menyediakan kualitas komunikasi yang lebih baik.
Dikarenakan kapasitas spektrumnya yang lebih besar. Namun dalam
penerapannya, teknologi ini pun memiliki keterbatasan. Seperti yang terjadi di
kabupaten banggai dimana sistem seluler berbasis CDMA dengan nama Telkom
Flexi memiliki tingkat keluhan pelanggan yang tinggi dikarenakan terjadinya
putus komunikasi (drop call) dan rendahnya kualitas sinyal penerima. Oleh karena
itu, perlu dilakukan suatu proses analisis untuk mengetahui penyebab terjadinya
drop call yang mengakibatkan buruknya kemampuan jaringan, sehingga nantinya
bisa dilakukan perbaikan.
2. Tinjauan Pustaka
Penelitian ini dilakukan dengan mengacu pada penelitian terdahulu yang berjudul
“Analisis Trafik Pada Sistem Telekomunikasi berbasis CDMA 2000 1x di
Wilayah Semarang Kota” yang menggunakan metode analisis asosiatif pada
persamaan regresi untuk mengetahui seberapa besar pengaruh dari tiap parameter
terhadap terjadinya block call dan drop call di kota Semarang. Dengan
menerapkan hal tersebut, diharapkan mampu memberikan solusi yang lebih baik
dalam meningkatkan kualitas sistem seluler CDMA di kota Semarang yang
awalnya sering terjadi peristiwa block call dan drop call. [2]
CDMA (code division multiple access) adalah teknologi akses jamak berdasarkan
teknik komunikasi spektrum tersebar, pada frekuensi dan waktu yang sama,
digunakan kode – kode yang unik untuk mengindentifikasi masing – masing
pengguna. Pada teknologi CDMA-2000 1x, sinyal informasi pada transmitter dicoding dan disebar dengan bandwidth sebesar 1.25 MHz (spread spectrum), sama
dengan bandwidth yang digunakan pada CDMAone (IS–95). Lalu pada sisi
repeater dilakukan decoding sehingga didapatkan sinyal informasi yang
dibutuhkan. Setiap pengguna diberikan kode yang menyebar bandwidth sinyalnya
dalam suatu cara, sehingga hanya kode yang sama saja yang dapat me-recover
1
sinyal pada receiver. Sinyal yang kodenya tidak cocok, tidak akan di recover dan
sebagai hasilnya hanya menjadi noise interferensi. Keunggulan teknologi CDMA
dibandingkan dengan GSM, antara lain; teknologi CDMA sulit digandakan karena
setiap pengguna diberikan kode yang unik secara acak. Daya pancarnya yang
sangat rendah (1/100 GSM) memungkinkan handphone CDMA irit dalam
mengkonsumsi baterai, sehingga dapat beroperasi lebih lama untuk bicara maupun
stand by. Kapasitas pelanggan per BTS CDMA dapat mencapai 10 kali GSM
dikarenakan penggunaan frekuensi yang lebih irit. Ciri khas CDMA pada
komunikasi seluler; penggunaan frekuensi yang sama pada tiap sel, power kontrol
yang digunakan untuk mengatur besar daya yang digunakan penerima untuk
mentransmisikan informasi ke BTS, dan Cell Breathing.[3]
Telkom Flexi merupakan salah satu produk telepon fixed wireless yang
dikeluarkan oleh PT Telekomunikasi Indonesia, Tbk. Produk ini lebih dikenal
dengan nama "Flexi" . Pada mulanya, proses operasionalnya dikelola melalui
salah satu Divisi di Telkom, yaitu Divisi Fixed Wireless Network (DIV FWN).
Akan tetapi setelah dilakukan transformasi di PT Telekomunikasi Indonesia, per
tanggal 1 Juli 2009, operasional dari Flexi ini dikelola oleh Divisi Telkom Flexi
(DTF). Saat ini, Flexi sudah menggunakan jaringan CDMA frekuensi 800 MHz
(CDMA 800) untuk seluruh wilayah di Indonesia. Sebelumnya untuk wilayah
Jakarta & Jawa Barat yang menggunakan frekuensi 1900 MHz (CDMA 1900)
sudah dimigrasi ke 800 MHZ sejak tanggal 31 Juli 2007. Sejalan dengan
pengaturan ulang frekuensi di Indonesia, frekuensi 1900 MHz sudah digunakan
sebagai frekuensi operator jaringan generasi ke-3 dan 3,5.
Flexi menggunakan Teknologi CDMA 1x dan CDMA 1xEV-DO Rev. A. Flexi
sendiri berlisensi Fixed Wireless Access atau Telepon Tetap Nirkabel. Sampai
saat ini, Flexi masih menjadi operator terbesar dalam layanan FWA di Indonesia,
dikarenakan jaringannya yang sangat luas.
Call setup adalah proses pembangunan hubungan antara mobile station (MS) atau
penerima, dengan BTS yang nantinya oleh MS akan digunakan untuk menerima
dan melakukan panggilan. Dalam proses call setup seperti yang terlihat pada
Gambar 1, MS dan BTS akan saling mengirim pesan melalui kanal tertentu. Pesan
ini sendiri merupakan kumpulan dari beberapa field binary data yang memiliki
panjang tertentu.
Gambar 1 Call Setup
2
BTS mengirimkan sinyal ke BSC, dan RAN otentikasi terjadi. Kemudian sinyal
akan melakukan perjalanan ke packet-switched core network (jaringan inti data)
atau ke circuit-switched core network (jaringan inti telpon/sms). Dalam sebuah
circuit-switched core network, Mobile Switching Centre (MSC) akan
menggunakan operasi radio-telekomunikasi antar sistem selular (yang sebelumnya
dikenal sebagai IS-41) untuk mengirim panggilan ke Home Location Register
(HLR) dan ke Authentication Centre (AC). Kemudian AC akan berbagi kunci 64bit yang unik dengan perangkat Mobile Station (MS) dan menggunakan kunci ini
untuk menghasilkan data rahasia bersama (Shared Secret Data /SSD), kode yang
nantinya digunakan untuk otentikasi perangkat MS. Setelah perangkat MS
dikonfirmasi, MSC mengarahkan panggilan melalui jaringan selular untuk
menyelesaikan panggilan.Dalam sebuah Packet-Switched core network, data
"dibungkus" dalam urutan tertentu dan akan "dibongkar kembali" dalam urutan
terbalik oleh penerima. PSDN (Packet Data Service Node) memfasilitasi proses
“pembungkusan”data ini. Data biasanya melalui jaringan IP pribadi dulu, baru
kemudian ke jaringan internet yang lebih besar. [4]
Parameter – parameter yang digunakan untuk mengetahui penyebab terjadinya
kegagalan dalam proses call setup : (1) Block Call : Panggilan yang tidak
terhubung karena tidak adanya kanal yang tersedia (Occupancy). (2) Drop Call :
Probabilitas koneksi terputus saat terjadi panggilan dalam suatu kurun waktu
selama periode panggilan pada mobile station yang ada dalam jaringan.
ℎ
100% … … … . . … .
(1)
=
ℎ
ℎ
Dalam penerapannya, hasil perhitungan dari drop call diupayakan agar kurang
dari 2%. Karena 2% merupakan persentase kualitas drop call dalam jaringan
kabel. Semakin kecil persentase drop call di jaringan mobile, semakin mendekati
kemampuan telepon kabel. (3) Call Attempt:Jumlah total panggilan yang datang
per satuan waktu. (4) Call Success : Panggilan yang berhasil masuk sampai pada
nada panggil.
−
100% … … … . .
(2)
=
(5) Call Completion : Probabilitas jumlah panggilan yang berhasil tersambung,
dan bisa menyelesaikan percakapan dengan normal.
−
=
100% … … . .
(3)
(6) Link budget, Path-Loss maksimum, propagasi loss dan coverage area
Link Budget : Perhitungan link budget dari perangkat sistem CDMA 2000 1X ini
diperlukan sebagai acuan dalam pengimplementasian BTS, agar hasil perencanaan
tidak melebihi kemampuan perangkat BTS dan MS. [5] Link budget pada CDMA
dibagi menjadi dua bagian, yaitu link reverse (dari MS ke BTS) dan link forward
(dari BTS ke MS). Data teknis reverse link dan forward link dari perangkat
diperlukan untuk mencari rugi lintasan (path-loss) maksimum.
Path-loss maksimum : Dengan melihat data teknis link budget perangkat, dapat
diketahui besaran path-loss maksimum yang diijinkan dengan menggunakan
rumus :
3
reverse
Arah
+
Dimana
ℎ
Arah
ℎ
forward
Dimana:
:
+
ℎ
+
:
ℎ
=
–
=
+
+
=
–
=
+
–
–
….
……………….………..…
–
–
.…
………………………….….
+
–
+
–
(4)
(5)
(6)
:
+
+
(7)
Dalam menentukan total EIRP, arah forward dan reverse menggunakan rumus:
=
+
–
…………………………..
(8)
Dimana : EIRP (equivalent isotropically radiated power), adalah energi efektif
yang didapat dari antena pengirim untuk menghasilkan tenaga (powerout) yang
maksimum untuk memancarkan daya ke segala arah. Daya pancar maksimum,
adalah daya pancar maksimum antena pengirim (transmitter) berdasarkan tenaga
(powerout) yang dikeluarkan. Dihitung dengan rumus :
= 10 log
……….……………………………
(9)
Gain antenna serta rugi kabel dan konektor dapat dilihat dari data teknis link
budget tiap perangkat.
Propagasi loss : Model propagasi biasanya memprediksikan rata-rata kuat sinyal
yang diterima oleh stasiun penerima, pada jarak tertentu dari BTS ke stasiun
penerima. Disamping itu model propagasi juga berguna untuk memperkirakan
daerah cakupan sebuah BTS sehingga ukuran sel dari BTS dapat ditentukan.
Model propagasi juga dapat menentukan daya maksimum yang dapat dipancarkan
untuk menghasilkan kualitas pelayanan yang sama pada frekuensi yang berbeda.
Perkiraan rugi lintasan propagasi yang dilalui oleh gelombang yang terpancar juga
dapat dihitung. [6] Dalam penelitian ini digunakan model propagasi OkumuraHata dengan rumus rumus redaman propagasi pada daerah urban datar adalah :
ℎ ) log
= +
log − 13,82 ℎ − (ℎ ) + (44,9 − 6,55
Dan redaman propagasi pada daerah rural dan suburban adalah :
=
log − 13,82 ℎ − (ℎ ) + (44,9 − 6,55 ℎ ) log −
….persamaan(10)
dimana :
C1 69,55 untuk 400 f 1500 (MHZ)
46,30 untuk 1500 f 2000 (MHZ)
4
C 2 26,16 untuk 400 f 1500 (MHZ)
33,90 untuk 1500 f 2000 (MHZ)
Lp redaman total propagasi sinyal f frekuensi operasi
hb tinggi efektif antena BTS hm tinggi antena MS
R jarak antara MS dan BTS
Faktor koreksi tinggi antena MS dinyatakan sebagai berikut :
Untuk wilayah kota kecil :
(ℎ ) = (1,1
− 0,7 )ℎ − (1,5 6
− 0,9 ) … … … . . .
(11)
Untuk wilayah kota besar :
(ℎ ) = 3,2(
11,75ℎ ) − 4,97 … … … … … … … … . . . .
(12)
Jika perambatan sinyal terjadi didaerah sub urban atau rural, maka perlu dilakukan
koreksi. Berdasarkan pendekatan matematis pada daerah suburban diperoleh
perbaikan sebesar :
(
) = 2 log( 28)
+ 5,4 … … … … … … … … … … … …
(13)
Pada daerah rural diperoleh perbaikan sebesar :
( ) = 4,78(
) − 18,33
+ 40,94 . . … … … … …
(14)
Luas maksimum suatu sel berbentuk hexagonal, dapat ditentukan dengan rumus
……………………………..
(15)
berikut : =
√3
Dimana :
= luas suatu sel berbentuk hexagonal
= jarak maksimum antara BTS dan MS
Kualitas komunikasi dalam sistem CDMA dihitung dengan rumus :
⁄ =
…………………………………….……..
(16)
Dimana :
= jumlah user
= bandwidth sebesar 1228.8Hz untuk IS-95
= bitrate sebesar 14.4kbps
= faktor gain sektorisasi antenna untuk antenna 3 sektor sebesar 2.4
= pola pengiriman sinyal. Bila tidak ada pembicaraan, data dikirimkan dengan
laju lambat. Sedangkan jika ada pembicaraan, akan dikirimkan dengan kecepatan
penuh. (untuk IS-95, sebesar 2.5).
=frequency reuse factor (interferensi dari sel tetangga), dengan rumus :
= ( ) (dimana adalah faktor pembebanan yang besarnya antara 0 - 100%.
Karena BTS luwuk dan Toili adalah sel tunggal, maka nilai F adalah 1)
Power kontrol sangat dibutuhkan dalam sistem CDMA agar seorang pengguna
tidak memancarkan daya yang tinggi sehingga menyebabkan melemahnya daya
pengguna lain karena penggunaan frekuensi yang sama pada waktu yang
bersamaan. Dalam CDMA ada dua teknik power kontrol, yaitu; closed loop power
control dan open loop power control. pada sistem BTS CDMA, kedua mekanisme
5
ini digunakan secara berurutan. Pertama yang digunakan adalah open loop power
control. Open loop power control menggunakan pengukuran daya yang diterima
oleh MS melalui link forward untuk mengendalikan daya pancar MS pada link
reverse. BTS mengirimkan daya pancar secara broadcast dengan menggunakan
CPICH (Common pilot channel), kemudian MS menggunakan informasi tersebut
untuk mengukur perkiraan daya pancar reverse berdasarkan daya pancar yang
diterima, sehingga diperoleh kesamaan antara level daya kirim dan terima. Open
loop power control hanya mampu memberikan perkiraan kasar dari daya ideal
yang seharusnya digunakan. Oleh karena itu, teknik ini hanya digunakan ketika
melakukan initial akses pertama kali ketika dari MS ke BTS (jaringan). Setelah
MS terdaftar pada jaringan, baru mekanisme Closed loop power control berjalan.
Mekanisme Closed loop power control menggunakan perkiraan daya yang
diterima BTS untuk mengirimkan perintah ke MS untuk mengubah daya
pancarnya. BTS mengukur nilai SIR (Signal-to-interference ratio) yang diterima
dan membandingkannya dengan nilai SIR ideal atau yang diinginkan. Kemudian
BTS memerintahkan MS untuk menurunkan daya pancar apabila nilai SIR terlalu
tinggi atau meninggikan daya pancar jika nilai SIR terlalu rendah.
Interferensi Near-Far Effect, terjadi karena adanya perbedaan jarak ke BTS
antara user yang satu dengan yang lain. Sinyal yang diterima oleh BTS dari user
yang lebih dekat, lebih kuat daripada sinyal yang diterima dari user yang lebih
jauh. Karena frekuensi yang sama digunakan pada saat yang bersamaan, maka
sinyal yang lebih kuat itu akan menutup sinyal yang lemah
Cell breathing. Merupakan suatu peristiwa mengembang dan menciutnya
cakupan area sel berdasarkan reverse link ketika terjadi perubahan tingkat
interferensi di dalam sel. Perubahan yang terjadi membuat BTS melalui
mekanisme power kontrol berusaha mengupayakan agar tiap MS memperoleh
) yang sama di dalam sel. Ketika jumlah pengguna
kualitas komunikasi (
frekuensi pada saat yang bersamaan meningkat, maka tingkat gangguan (noise)
pun meningkat. Dengan meningkatkan daya pancar MS melalui mekanisme power
kontrol, maka MS yang berada agak jauh dari BTS tentunya akan terputus karena
tidak mampu mengatasi interferensi noise yang terjadi dikarenakan kehabisan
daya pancar (sudah maksimum). Akibatnya, secara sistem dapat dilihat sebagai
menciutnya cakupan cell. Bila jumlah MS menurun, jumlah noise yang
ditimbulkan akan ikut turun. Karena noise berkurang, MS yang berada agak jauh
dari BTS dapat memperoleh sambungan kembali dengan BTS karena daya
pancarnya mampu mengatasi interferensi noise yang terjadi sehingga seolah-olah
ukuran cell menjadi mengembang.
3. Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan data sampel Telkom Flexi kab. Banggai selama tahun
2011. Proses analisis data dalam penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap.
yang pertama dilakukan dengan membaca data-data, tabel-tabel atau angka-angka
yang diperoleh dari laporan bulanan drop call. Yang kedua, menganalisis seberapa
besar pengaruh jumlah panggilan (call attempt), daya pancar, dan radius sel
6
terhadap tingkat Drop Call. Pengaruh ini dianalisis dengan menggunakan metode
analisis komparatif dan asosiatif, dengan tahapan seperti pada Gambar 2.
Gambar 2 Tahapan Penelitian
4. Hasil Penelitian dan Pembahasan
Proses penganalisaan data penelitian ini, dibuat dengan berdasarkan pada batasan
– batasan yang sudah ditetapkan oleh PT. Telkom. Dengan ketentuan antara lain ;
(1) Frekuensi tiap BTS melalui tiga channel. yaitu ; Channel 37, Channel 78, dan
Channel 119. Dengan izin frekuensi yang didapat oleh TelkomFlexi dengan tiga
carrier adalah sebagai berikut:
Tabel 1 Frekuensi yang digunakan
TX
873.5700 Mhz
872.3400 Mhz
871.1100 Mhz
RX
828.5700 Mhz
827.3400 Mhz
826.1100 Mhz
(2) Power Max tiap BTS adalah 60000 mw/sector. yang jika diubah ke dalam
dBm, dengan menggunakan persamaan(9), menjadi 47,78 dBm. (3) Tinggi BTS :
7
BTS TOILI_STO = 49 meter, BTS LUWUK_STO = 87 meter. (4) Kedua BTS
merupakan cell tunggal tanpa adanya cell tetangga. Komunikasi antara kedua BTS
tersebut dengan BSC, menggunakan media kabel.
Tabel 2 Block Call Bulanan dan Harian tahun 2011
Periode
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Mean Block Call
Perbulan (%)
Block Call bulanan
(%)
BTS
BTS
Luwuk
Toili
1.79
0
1.74
0
2.66
0
1.7
0
1.87
0
2.12
0
2.58
0
1.74
0
1.83
0
2.96
0
2.01
0
3.43
0
2.2025
Block Call Harian
(%)
BTS
BTS
Luwuk
Toili
0.057
0
0.062
0
0.085
0
0.056
0
0.06
0
0.07
0
0.083
0
0.056
0
0.061
0
0.095
0
0.067
0
0.11
0
0
Dari Tabel 2, dapat dilihat bahwa BTS TOILI_STO, tidak pernah mengalami
block call sepanjang tahun, dikarenakan jumlah pengguna yang sangat sedikit.
Jumlah kanal yang tersedia selalu bisa memenuhi banyaknya panggilan yang
datang. Sedangkan pada BTS LUWUK_STO, terjadi block call dengan total
persentase tertinggi pada bulan Desember. Sebesar, 3,43% dengan rata – rata
persentase block call hariannya sebesar 0,110%, dan rata – rata setahunnya
sebesar 2,2025%. Block call ini sebenarnya terjadi pada jam sibuk. Namun dalam
penelitian ini, tidak akan terlihat block call terjadi pada jam sibuk kapan,
dikarenakan data yang diperoleh dari Telkom berbentuk persentase block call
harian, bukan jam.
Dari Tabel 3 terlihat bahwa sepanjang tahun 2011, pada BTS LUWUK_STO,
jumlah call attempt tertinggi terjadi pada bulan Oktober, dengan jumlah panggilan
sebanyak 605205. Dan jumlah call attempt terendah pada bulan Februari sebanyak
506925. Sedangkan pada BTS TOILI_STO yang hanya memiliki sedikit user, call
attempt tertinggi terjadi pada bulan Agustus dengan jumlah panggilan 29841, dan
terendah pada bulan November sebesar 24717. Jumlah total call yang masuk,
sangat berpengaruh pada kapasitas sistem. Jumlah yang tinggi namun tidak bisa
diakomodasi dengan baik oleh sistem, akan menyebabkan block call.
8
Tabel 3 Call Attempt
Periode
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Total call attempt
(total jumlah panggilan)
BTS Luwuk
BTS Toili
534591
28374
506925
24838
602095
26047
534650
26933
598416
26291
522361
27220
546721
29510
559416
29841
511923
25103
605205
25265
524943
24717
559079
27705
Tabel 4 Call Success Rate
Periode
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Mean Call Success
Rate Perbulan (%)
Call Success Rate
(%)
BTS
BTS
Luwuk
Toili
99.41
99.27
99.43
99.63
99.39
97.68
99.53
98.88
99.38
97.67
99.2
95.33
99.52
98.08
98.93
98.77
99.41
99.54
99.39
97.57
99.56
97.98
99.24
96.59
99.37
98.08
Dari hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan(2), persentase rata – rata
nilai call success pada BTS LUWUK_STO dan BTS TOILI_STO pada tahun
2011 seperti yang terlihat pada Tabel 4, adalah 99.37% dan 98.08%. Dengan nilai
persentase tertinggi dan terendah untuk LUWUK_STO, terjadi pada bulan
November (99.56%) dan bulan Agustus (98.93%). Sedangkan untuk BTS
9
TOILI_STO, nilai persentase tertinggi dan terendah terjadi pada bulan Februari
(99.63%) dan Juni (95.33%).
Tabel 5 Call Completion rate
Periode (Bulan)
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Mean Call Completion Rate Perbulan
(%)
Call Completion Rate (%)
BTS Luwuk
BTS Toili
99.4
99.26
99.43
99.62
99.38
97.62
99.53
98.87
99.38
97.61
99.2
95.1
99.52
98.04
98.92
98.75
99.41
99.54
99.39
97.51
99.55
97.93
99.23
96.48
99.36
98.03
Dari persamaan(3), dapat diperoleh nilai rata - rata Call Completion Rate selama
tahun 2011 pada BTS LUWUK_STO dan BTS TOILI_STO, seperti pada Tabel 5.
Besaran nilai call completion sangat mempengaruhi besar drop call yang terjadi.
Semakin tinggi tingkat call completion rate, maka persentase drop call akan
semakin menurun.
Tabel 6 Drop Call
Periode
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Rata – rata Drop
Call Setahun
Drop Call (%)
BTS
BTS
Luwuk
Toili
0.59
0.74
0.57
0.37
0.62
2.43
0.47
1.14
0.62
2.44
0.8
5.15
0.48
1.99
1.09
1.26
0.59
0.45
0.61
2.55
0.45
2.1
0.77
3.65
0.63
2.02
10
Dapat dilihat bahwa BTS LUWUK_STO memiliki kualitas jaringan yang baik,
dengan tingkat persentase tertinggi drop call yang terjadi hanya 1,09% (Agustus),
dengan rata – rata pertahun, hanya 0,63%. Sedangkan pada BTS TOILI_STO,
beberapa kali memiliki tingkat persentase drop call yang cukup tinggi dalam
setahun. Pada bulan Maret (2.43%), Mei (2.44%), Juni (5.15%), Oktober (2.55%),
November (2.10%) dan Desember (3.65%). Tingginya proses drop call yang
terjadi, menuntut adanya proses analisa untuk meningkatkan performa jaringan
tersebut. Sebelum melakukan perbaikan, perlu dilakukan terlebih dahulu
perhitungan link budget yang bertujuan agar optimasi jaringan yang dilakukan,
nantinya tidak melebihi kemampuan perangkat BTS dan MS. Link budget pada
CDMA dibagi menjadi 2 bagian, yaitu link reverse (dari MS ke BTS) dan link
forward (dari BTS ke MS). Pada arah reverse, MS bertindak sebagai transmitter,
sedangkan BTS menjadi receiver. Sedangkan pada arah forward, berlaku
sebaliknya.
Tabel 7 Data Teknis Link Budget Perangkat Arah Reverse
Variabel
Transmitter mobile
station
Receiver Base Station
Faktor Eksternal
Parameter
Daya Pancar maksimum / kanal trafik
(dBm)
Rugi kabel dan konektor (dB)
Gain antenna pemancar (dBi)
Thermal Noise Density (dBm/Hz)
Noise figure penerima (dB)
Kecepatan informasi (dB.Hz)
Eb/No (kualitas kanal trafik) yang
dibutuhkan (dB)
Rise Over Thermal (dB)
Persentase beban (%)
Gain antenna penerima (dBi)
Rugi kabel dan konektor (dB)
Gain handoff (dB)
Fading margin
Rugi penetrasi bangunan (dB)
Nilai
23
3
0
-174
5
39,8
2.74
5,3
70
17
2
3,7
9
15
11
Tabel 8 Data Teknis Link Budget perangkat arah forward (dari BTS ke MS)
Variabel
Parameter
Nilai
Transmitter base
Daya Pancar maksimum / kanal trafik
station
(dBm)
47,78
Rugi kabel dan konektor (dB)
2
Gain antenna pemancar (dBi)
Receiver Mobile
Kerapatan total noise dan interferensi
0
Station
(dBm/Hz)
-174
Noise figure penerima (dB)
8
Kecepatan informasi (dB.Hz)
39,8
Eb/No (kualitas kanal trafik) yang
dibutuhkan (dB)
7,4
Gain antenna penerima (dBi)
0
Rugi kabel dan konektor (dB)
3
Gain handoff (dB)
3,7
Faktor eksternal
Fading margin (dB)
9
Dengan berdasarkan data teknis link budget pada tabel 7 dan tabel 8, yang
merupakan link budget yang digunakan Telkom Flexi Kabupaten Banggai dalam
melakukan perancangan sistem, dapat ditentukan nilai sebagai berikut:
Arah reverse
Dengan menggunakan persamaan(8),
= 23 + 0 − 3 =
20
Dengan Persamaan(5),
= (−174) + 39,8 + 5 + 5,3 +
2,74 = −121,16
Dan dengan persamaan(4), dapat ditentukan besaran path loss yang terjadi pada
arah
reverse.
= 20 – (−121.16) + 17 – 2 – 9 + 3,7 – 15 =
.
Arah forward
Dengan
persamaan(8),
= 47,78 + 0 – 2 =
45,78
Dengan persamaan(7)
= (−174) + 39,8 + 7,4 =
−126,8
Dan dengan persamaan(6), dapat diketahui besaran path loss yang terjadi pada
arah
forward.
= 45,78 – (−126,8) + 0 – 3 – 9 + 3,7 – 15 =
,
Setelah path-loss maksimum arah reverse dan arah forward diperoleh maka dapat
ditentukan radius sel (jarak terjauh MS yang dapat di-cover oleh BTS)
berdasarkan kemampuan perangkat dengan menggunakan persamaan (10). Radius
dapat dicari untuk tiga kondisi daerah, yaitu urban, sub urban dan rural. Dalam
penelitian ini hanya akan menggunakan perhitungan pada daerah sub urban dan
rural dikarenakan kondisi geografis kab. Banggai. Oleh karena itu, diperlukan
12
adanya koreksi tinggi antena MS dan perambatan sinyal untuk daerah sub urban
dan rural. Dengan menggunakan persamaan(11), ditentukan :
(ℎ ) = (1,1
(8 28,57)) 1,5 – (1,56
(828,57) – 0,9) = ,
Faktor koreksi perambatan sinyal di daerah rural, dapat ditentukan dengan
persamaan(14).
= 4,7 8(log(828,57)) − 18,33log(828,57) + 40,94 = ,
Faktor koreksi perambatan sinyal di daerah suburban. Dapat diketahui dengan
persamaan(13)
=2(
,
) + 5,4 = 9,7
Arah reverse:
BTS TOILI_STO (Struktur Morfologis : rural)
= 69,55 ; = 26,16; = 135,86; f = 828,57; ℎ = 1,5;
ℎ = 49
135,86 = 69,55 + 26,16
(828,57) – 13,82
(49) – 0,11262 +
(44,9 – 6,55
49)
– 28,15
= 41,593 33,83 = 1,23
=
,
BTS LUWUK_STO (Struktur Morfologis : suburban)
= 69,55 ; = 26,16; = 135,86; f = 828,57; ℎ = 1,5;
ℎ = 87
135,86 = 69,55 + 26,16
(828,57) – 13,82
(87) – 0,11262 +
(44,9 – 6,55
87)
– 9,7
135,86 – 109,27 = 32,2
= ,
Arah forward:
BTS TOILI_STO (Struktur Morfologis : rural)
149,28 = 69,55 + 26,16
(828,57) – 13,82
(44,9 – 6,55
49)
– 28,15
149,28 – 94,267 = 33,83
=
,
(49) – 0,11262 +
BTS LUWUK_STO (Struktur Morfologis : suburban)
(828,57 )– 13,82
(87)– 0,11262 +
149,28 = 69,55 + 26,16
(44,9 – 6,55
87)
– 9,7
149,28 – 109,27 = 32,2
=
,
13
Hasil dari perhitungan faktor koreksi tinggi antena, faktor koreksi perambatan
sinyal, path-loss jarak pancar, dan luas coverage area dapat dilihat pada tabel 9.
Tabel 9 Hasil Perhitungan
BTS Luwuk (Suburban)
Path-loss
Jarak Pancar
Luas coverage
area maksimum
Faktor koreksi
tinggi antena
(ℎ )
Faktor koreksi
perambatan
sinyal
BTS Toili(Rural)
Reverse
Forward
Reverse
Forward
135.86 dBm
6,7
149,28 dBm
17,83
135.86 dBm
16,98
149,28 dBm
41,7
116,71
826,56
749,633
4521,11
0,11262
0,11262
9,7
28,15
Dengan menggunakan persamaan(15) dapat diketahui luas coverage area
maksimum berdasarkan jarak pancar, seperti yang terlihat pada Tabel 9 di atas.
Daya pancar pada kedua BTS arah link forward sebesar 41,7 km dan 17,83 km,
digunakan pada sistem multisel untuk komunikasi antar BTS, mengurangi
interferensi pada sel tetangga yang muncul pada perbatasan sel, dan proses
handover. Sedangkan Daya pancar link reverse pada kedua BTS sebesar 16,98
km dan 6,7 km digunakan untuk komunikasi antara MS dengan BTS.
Dikarenakan BTS TOILI_STO dan BTS LUWUK_STO merupakan sel tunggal,
maka kapasitas kedua BTS ini dibatasi oleh kualitas pada link reverse. Dengan
coverage area sebesar 749,63304 km2 pada BTS TOILI_STO, dan 116,714 km2
pada BTS LUWUK_STO.
Pada Tabel 10, terlihat bahwa BTS Luwuk yang memiliki jumlah panggilan
datang yang sangat banyak, memiliki tingkat drop call yang jauh lebih rendah
dibandingkan BTS Toili. Terjadinya drop call pada BTS Luwuk, disebabkan oleh
peristiwa cell breathing, ketika BTS Luwuk berusaha untuk mencukupi kebutuhan
komunikasi pengguna. Saat BTS Luwuk sedang dalam kondisi sibuk, interferensi
yang ditimbulkan oleh noise antar MS dalam sel BTS Luwuk akan meningkat.
Tingginya noise yang ditimbulkan akan menurunkan kualitas trafik sistem
).
(
14
Tabel 10 Hubungan Banyaknya Panggilan dan drop call
BTS Luwuk
Periode
Total
Call
Januari
534591
Februari 506925
Maret
602095
April
534650
Mei
598416
Juni
522361
Juli
546721
Agustus 559416
September 511923
Oktober 605205
November 524943
Desember 559079
Drop
Call %
0.59
0.57
0.62
0.47
0.62
0.8
0.48
1.09
0.59
0.61
0.45
0.77
BTS Toili
Total
Call
28374
24838
26047
26933
26291
27220
29510
29841
25103
25265
24717
27705
Drop
Call %
0.74
0.37
2.43
1.14
2.44
5.15
1.99
1.26
0.45
2.55
2.1
3.65
Dalam sebuah kanal CDMA, komunikasi baru akan disediakan ketika nilai
memiliki nilai ideal tertentu (threshold untuk IS-95 sebesar 7dB).Dengan
menggunakan persamaan(16), dapat dihitung seberapa besar pengaruh jumlah
pengguna terhadap kualitas komunikasi sistem. Dalam penelitian ini diasumsikan
jumlah pengguna dalam waktu bersamaan ada 2 kondisi, yaitu : biasa (jumlah
pengguna ±50), dan sibuk (jumlah pengguna ±100).
Biasa (±50 pengguna)
⁄
=
.
.
Sibuk (±100 pengguna)
⁄
=
.
.
.
.
.
= 10.44dB
.
= 5.17dB
Pada kondisi biasa dengan jumlah pengguna sebanyak 50, kualitas komunikasi
BTS Luwuk rata – rata masih berada di kondisi threshold yang diijinkan (7dB).
Namun ketika jumlah pengguna terus bertambah dan mencapai ±100, kualitas
sistem akan turun menjadi rata – rata 5.17dB atau bisa dikatakan jumlah pengguna
yang bisa memenuhi threshold sebesar 7dB hanya sedikit. Pada kondisi ini, BTS
yang diterima dari setiap MS, lalu
luwuk akan mengukur nilai
mengirimkan perintah transmit power control (tpc) kepada setiap MS dengan
aturan sebagai berikut :
/
>
/
= 0 (daya diturunkan);
/
<
/
= 1 (daya dinaikkan)
Setiap transmitter MS mampu melakukan perubahan daya pancarnya setiap kali
perintah tpc dari BTS diterima sebesar 1, 2 , dan 3dB secara tiba – tiba dengan
batas perubahan maksimum sebesar 10 dB. MS yang tidak mampu memenuhi
nilai ideal akan diputus oleh BTS. MS yang tidak mampu memenuhi threshold
merupakan MS yang berada jauh dari BTS, dikarenakan dari awal sudah
15
memancarkan daya maksimumnya untuk menutupi peredaman yang terjadi untuk
bisa memenuhi threshold sebesar 7dB. Sehingga ketika jumlah pengguna
bertambah, kualitas sistem menurun, dan BTS meminta menaikkan daya pancar
melalui perintah tpc, MS yang sudah maksimum daya pancarnya, tidak akan
mampu lagi menaikkan daya pancar dan menjaga level kualitas komunikasiny.
Pengguna di BTS Luwuk tersebar dalam radius 116.71
. Setiap pengguna
memiliki tingkat peredaman (loss) yang berbeda terhadap BTS dikarenakan jarak
antara keduanya. Ini menyebabkan tingkat daya pancar yang dibutuhkan untuk
mengatasi peredaman tersebut, berbeda – beda. Semakin jauh MS dari BTS, maka
semakin tinggi pula daya pancar yang harus dikeluarkan untuk menutupi tingkat
peredaman yang terjadi dan bisa memenuhi threshold 7dB pada BTS. Adanya
mekanisme open loop power control, memungkinkan MS untuk masih
mendapatkan sinyal, namun tidak bisa lagi melakukan komunikasi dari MS ke
BTS karena MS tidak mampu menaikkan daya pancar berdasarkan mekanisme
yang disyaratkan.
closed loop power control, untuk mempertahankan nilai
Biasanya MS yang di pinggiran sel akan langsung melakukan proses handover ke
sel tetangga. Namun karena BTS Luwuk adalah sel tunggal, maka MS yang ada di
pinggir sel, yang sedang berkomunikasi akan mengalami drop call. Pada BTS
Luwuk, level jumlah pengguna terkonsentrasi pada jarak yang dekat dari BTS
dikarenakan kondisi pengguna yang berada di dalam perkotaan. Oleh karena itu,
jumlah pengguna yang berada di pinggiran sel dan mengalami drop call ketika
terjadi cell breathing, hanya sedikit.
Pada BTS Toili, drop call tidak disebabkan oleh jumlah panggilan yang datang.
Kapasitas sistem BTS Toili selalu mampu mengakomodasi jumlah panggilan yang
datang, dikarenakan jumlah user yang sangat sedikit. Seperti yang terlihat pada
Tabel 7, BTS Toili diatur tanpa mekanisme power kontrol agar selalu
memancarkan daya pancar maksimum sebesar 47,78 dBm untuk bisa menjangkau
area yang sangat luas (749,63304 km2). Karena BTS toili tidak memiliki power
kontrol, daya pancar yang dikeluarkan setiap MS sama meskipun jarak antara MS
yang satu dengan MS yang lain itu berbeda – beda. Memang yang menaikan dan
menurunkan daya pancarnya, itu MS sendiri. Namun ini tidak bisa terjadi secara
otomatis dan membutuhkan perintah dari BTS melalui mekanisme power control.
tanpa power kontrol, MS akan selalu mengasumsikan bahwa level daya pancarnya
sudah ideal. Jarak antara MS dengan BTS mempengaruhi besar loss sinyal yang
terjadi. Semakin besar jarak, maka akan semakin besar pula loss sinyal yang
terjadi dikarenakan peristiwa redaman, difraksi, dan lain – lain. Pada tabel 9,
terlihat bahwa MS yang berada dari BTS sejauh 16.98 km mengalami tingkat
peredaman sebesar 135.86 dBm. Sedangkan dengan menggunakan rumus yang
sama, didapatkan bahwa MS yang berada sejauh 1 km dari BTS hanya mengalami
peredaman sebesar 112.71 dBm. Ini menyebabkan sinyal yang dipancarkan dari
MS yang berdekatan dengan BTS lebih kuat dibandingkan dengan sinyal yang
berasal dari MS yang berada jauh dari BTS. Karena penggunaan frekuensi yang
sama, MS yang dekat dengan BTS menimbulkan interferensi yang tinggi terhadap
MS yang berada jauh dari BTS. Dalam sistem CDMA, sinyal yang lebih kuat akan
menutup sinyal yang lebih lemah dikarenakan frekuensi dan waktu penggunaanya
yang bersamaan. Derajat penutupannya, tergantung pada jarak MS ke BTS.
16
Selain dari faktor yang sudah dijelaskan di atas, tidak adanya sel tetangga dari
BTS Toili dan BTS Luwuk juga menyebabkan persentase drop call yang cukup
tinggi. MS yang sedang melakukan komunikasi melalui BTS lalu keluar dari area
jangkauan, akan mengalami drop call
5. Kesimpulan
Kualitas suatu sistem seluler dapat diukur dengan melihat parameter yang
menentukan quality of service (QOS) jaringan secara berkala. Parameter –
parameter yang dapat digunakan antara lain : Block Call, Call Attempt, Call
Success Rate, Call Completion Rate, Drop Call, Tinggi BTS dan Coverage Area.
Faktor penyebab buruknya kemampuan suatu sistem saling berhubungan satu
sama lain. Oleh karena itu, dalam menganalisis suatu sistem CDMA, penelitian
harus dilakukan secara bersamaan antara parameter yang satu dengan yang lain.
Pada BTS Toili, drop call disebabkan oleh interferensi near-far effect. BTS yang
sengaja diatur pada daya maksimum tanpa mekanisme power kontrol untuk
melingkupi area cakupan yang tinggi, menyebabkan MS yang berada pada ruang
lingkup BTS memancarkan sinyal terhadap BTS dengan level daya yang berbeda
– beda satu sama lain pada frekuensi dan waktu yang bersamaan. Semakin dekat
MS terhadap BTS, sinyal yang diterima BTS terhadap MS tersebut semakin kuat.
Jika semakin jauh, maka akan semakin lemah. Sehingga sinyal dari MS yang lebih
dekat akan menutupi sinyal dari MS yang jauh dari BTS. Oleh karena itu
dibutuhkan mekanisme power kontrol untuk memaksimalkan kapasitas sistem.
Sedangkan pada BTS Luwuk, drop call terjadi pada MS yang berada di pinggiran
cell karena peristiwa cell breathing pada jam sibuk. Jumlah MS yang tinggi dan
melakukan komunikasi terhadap BTS pada waktu yang bersamaan, membuat
tingkat interferensi noise yang ditimbulkan tinggi. Noise yang tinggi
menyebabkan MS yang jauh dari BTS tidak mampu menjaga kualitas trafiknya
dengan baik karena kehabisan daya pancar (sudah maksimum) Penambahan BTS
tetangga, akan menghilangkan masalah cell breathing pada BTS Luwuk.
6. Daftar Pustaka
[1] Gunawan Wibisono, Uke Kurniawan Usman, dan Gunadi Dwi Hantoro,
2008, Konsep Teknologi Seluler, Bandung: Informatika
[2] Eko Budiyono, 2006, Analisis Trafik Pada Sistem Telekomunikasi Selular
Berbasis CDMA 2000 1x di Wilayah Semarang Kota, Semarang
[3] Gatot Santoso, 2002, Simulasi Efek Breathing Pada CDMA Dengan
Menggunakan Model Propagasi Free Space, Lee Dan Hata, Jakarta
[4] Gatot Santoso, 2004, Sistem Selular CDMA, Yogyakarta: Graha Ilmu
[5] Motorola, 2002, CDMA/CDMA2000 1x RF Planning Guide
[6] Uke Kurniawan Usman, 2010, Sistem Komunikasi Seluler CDMA 2000-1x,
Bandung: Informatika
17