Umum Umum METODOLOGI PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Umum

Mobile komunikasi merupakan layanan telekomunikasi yang memiliki kemampuan untuk berpindah bergerak dari satu tempat ke tempat lainnya. Seiring dengan perkembangan layanan telekomunikasi yang telah ada saat ini, dan banyaknya feature dimana semua user mengharapkan service yang maksimum dari penyedia jenis layanan telekomunikasi dalam hal ini operator Telkomsel, maka sudah seharusnya Telkomsel dapat memberikan layanan yang baik kepada masing-masing pelanggannya dengan membangun suatu BTS yang memiliki kinerja maksimal. Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam membangun suatu BTS, yaitu penentuan lokasi BTS harus benar-benar diperhatikan sebelum membangun suatu BTS. Selain itu perangkat yang digunakan harus sesuai dengan kebutuhan daerah BTS yang akan dibangun, sebab perangkat-perangkat yang digunakan sangat menunjang kinerja BTS tersebut. Hal terakhir yang harus diperhatikan adalah analisis link budget BTS agar perencanaan jaringan komunikasi GSM dapat mencapai hasil yang maksimal. Gambar 3.1 merupakan diagram alir flowchart dari pembangunan BTS rooftop Cemara IV. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.1 Florwchart Pembangunan BTS Rooftop Cemara IV Mulai Survey Lokasi BTS Rooftop Cemara IV Survey Perangkat BTS Rooftop yang Ada di Cemara IV Analisa Link Budget BTS Rooftop Cemara IV Proses Perhitungan Link Budget Path Loss, Fresnel Zone, Free Space Loss, Effective Isotropic Received Power, Received Signal Level Output Perhitungan Link Budget Selesai Mengambil Pt,Pr,Gt,Gr,f,ht,hr,Cable Loss dari Data Base PT.Telkomsel Universitas Sumatera Utara

3.2 Perangkat BTS Rooftop

Dalam membangun suatu BTS perlu diperhatikan spesifikasi dari setiap peralatan yang akan digunakan. Peralatan tersebut harus menggunakan sinkronisasi yang sesuai dengan sistem yang diberikan oleh operator Telkomsel. Perangkat yang digunakan akan dijelaskan pada bagian berikut [11].

3.2.1 Panel Alternate Current Power Distribution Box ACPDB

Umumnya pembangunan BTS menggunakan sumber daya dari PLN sehingga dibutuhkan pengubahan arus AC menjadi DC pada panel ACPDB. Bentuk dari ACPDB dapat dilihat pada Gambar 3.2. Gambar 3.2 Panel ACPDB [11] Universitas Sumatera Utara Adapun komponen yang terdapat dalam panel ACPDB adalah : 1. Box Plat baja anti karat, tebal 1.2 mm. Finishing cat anti acid. Ground bar terbuat dari plat tembaga dengan tebal 10 mm dan Phase bar terbuat dari plat baja anti karat tebal 10mm. 2. Pemutus Arus Pemutus Arus MCB menggunakan pemutus arus yang mempunyai kapasitas minimum 5 kA untuk yang 4 pole pemutus arus utama, 3 pole dan 1 pole Pemutus Arus Beban. 3. Surge Arrester Surge arrester melindungi semua elemen perangkat pada komponen Shelter dari arus induksi yang disebabkan oleh sambaran petir. Surge arrester yang disyaratkan adalah yang mempunyai kapasitas pemutus arus minimum 100 kA.

3.2.2 Power Supply Unit PSU

Power supply SPC4240 merupakan power supply BTS yang digunakan PT Telkomsel. Power supply ini memiliki beberapa sensor yang sudah terintegrasi di dalamnya. Diantaranya sensor arus, tegangan, dan suhu. Untuk mendapatkan data berupa status dan alarm yang terjadi pada power supply, dapat digunakan peralatan site master yang dapat mengolah data. Sistem tersebut akan mengirimkan data monitoring dan data alarm ke sebuah server melalui SMS. Dari sisi server sebagai Universitas Sumatera Utara penerima SMS, terdapat aplikasi SMS Gateway yang menyimpan dan mengolah SMS yang diterima dan dimasukkan ke database MySQL. Agar user bisa mengakses dengan mudah melalui internet, maka dibangun sebuah webserver pada server agar bisa diakses dengan mudah oleh teknisi yang bersangkutan. Dengan adanya sistem ini, pengumpulan informasi yang dibutuhkan seorang teknisi dalam melakukan maintenance power supply bisa dipermudah karena sistem merekam semua status dan alarm yang terjadi pada power supply BTS. Gambar 3.3 dan Gambar 3.4 adalah foto yang diambil langsung pada shelter di BTS rooftop Cemara IV. Gambar 3.3 Tampak Depan PSU SPC 4240 [11] Gambar 3.4 Tampak belakang PSU SPC 4240 [11] Universitas Sumatera Utara

3.2.3 Antena Sektoral Tong Yu

Tong Yu TDQ-182020DE-65F 4Port merupakan antena sektoral yang digunakan Telkomsel pada BTS rooftop Cemara IV. Antena ini berfungsi sebagai perangkat untuk menghubungkan BTS dengan MS yang ada disekitar BTS tersebut. Antena sektoral dari Tong Yu ini dapat mentransmisikan sinyal baik secara downlink ke MS ataupun menerima sinyal yang ditransmisikan MS secara uplink ke antena. Dimana pada antena terdapat RRU radio remote unit yang berurusan dengan frekuensi. Gambar 3.5 menunjukkan antena sektoral Tong Yu dan Gambar 3.6 menunjukkan RRU yang digunakan pada antena sektoral Tong Yu [12]. Gambar 3.5 Antena sektoral Tong Yu TDQ-182020DE-65F 4Port [12] Gambar 3.6 RRU pada antena sektoral Tong Yu TDQ-182020DE-65F 4Port [12] Universitas Sumatera Utara

3.2.4 Antena Microwave Mini-link E

MINI-LINK E berfungsi sebagai perangkat untuk menghubungkan BSC ke BTS ataupun menghubungkan BTS ke BTS melalui interface udara. MINI-LINK E dari ERICSSON ini merupakan solusi dari kapasitas medium gelombang mikro. Peralatan ini adalah solusi dari kapasitas gelombang mikro yang mentransmisikan sinyal dari satu titik ke titik lain. MINI-LINK E ini cocok digunakan untuk segala jenis aplikasi dan sangat flexible karena dapat diandalkan serta hanya membutuhkan penginstalan transmitter dengan cepat [13]. Kelebihan utama dari MINI-LINK E dari ERICSSON ini ada tiga yaitu: 1. Sangat handal dan membutuhkan biaya yang rendah dalam hal kepemilikan. 2. Kecepatan jaringan yang dapat diandalkan. 3. Mudah dalam penginstallan serta pengkonfigurasiannya. Bagian-bagian dari Minilink tersebut antara lain : 1. Radio Unit Radio Unit RAU adalah outdoor unit yang berurusan dengan masalah frekuensi. RAU yang digunakan oleh Ericsson sendiri ada dua tipe yaitu RAU1 dan RAU2. Pada dasarnya kedua RAU tersebut mempunyai fungsi yang sama hanya saja yang membedakannya adalah pada desain mesin dan teknologi pada microwave-nya, RAU2 mempunyai circuit microwave yang lebih kompleks dan integrasi yang lebih tinggi. Universitas Sumatera Utara Radio unit RAU Pada Gambar 3.7 dapat dilihat bagan dari Radio Unit yang langsung terhubung ke Indoor part. Gambar 3.7 RAU pada antena MINI-LINK E [13] 2. Antena Microwave Antena microwave merupakan bagian terpenting dalam komunikasi wireless. Antena inilah yang mengirim dan menerima data. Antena mentransformasi merubah gelombang yang merambat pada kabel menjadi gelombang yang merambat pada udara space. Prinsip kerja antena pada dasarnya adalah menerima gelombang elektromagnetik dan menyalurkannya ke penerima atau memancarkan gelombang elektromagnetik yang telah diproduksi oleh transmitter. Ada berbagai macam bentuk antena antara lain antena Helix, antena Folded Dipole, dan antena Yagi. Antena yang dipakai pada MINI-LINK E dari ERICSSON ini adalah antena tipe Yagi yang mempunyai main lobe keterarahan directivity yang fokus pada satu arah saja seperti pada Gambar 3.8 [13]. Gambar 3.8 Direktivitas antena Yagi [13] Antenna Universitas Sumatera Utara

3.2.5 Radio Kabel

Radio kabel berfungsi sebagai penghubung lalu lintas data dari RRU Radio Remote Unit dan RAU Radio Unit ke peralatan di dalam ruangan shelter dan sebaliknya. Spesifikasi yang digunakan oleh ERICSSON dalam produk mereka ini bermacam-macam. Jika diameter kabel yang digunakan adalah 10 mm maka maksimal panjang kabel yang diperbolehkan adalah 200 m. Sedangkan jika diameter kabel yang digunakan adalah 16 mm maka maksimal panjang kabel yang diperbolehkan adalah 400 m. Pada BTS Cemara IV digunakan jumper feeder yang panjangnya ±5 m untuk menghubungkan RRU ke antena sektoral dan RAU ke peralatan di dalam shelter sehingga dapat memperkecil rugi-rugi pada feeder [11].

3.2.6 Indoor Unit

Indoor unit ini terdiri dari Access Module Magazine AMM, Modem Unit MMU, Switch Multiplexer Unit SMU, dan Service Access Unit SAU [11]. 1. Access Module Magazine AMM Access Module Magazine AMM adalah tempat bagi peralatan-peralatan indoor seperti Modem Unit MMU, Switch Multiplexer Unit SMU, dan Service Access Unit SAU. Universitas Sumatera Utara Pada Gambar 3.9 dapat dilihat SAU, MMU dan SMU terpasang dalam AMM. Gambar 3.9 Access Module Magazine [11] 2. Modem Unit MMU MMU Modem unit merupakan salah satu unit yang ada pada setiap unit radio yang dipergunakan maka membutuhkan sebuah unit MMU, ini berarti MMU mengurusi masalah modulator demodulator sinyal yang akan ditransmisikan dan sinyal yang diterima. MMU dapat dilihat pada Gambar 3.10 dan Gambar 3.11 dapat dilihat MMU terpasang dalam kabinet AMM Gambar 3.10 Modem Unit [11] Universitas Sumatera Utara Gambar 3.11 MMU pada kabinet AMM [11] 3. Switch Multiplexer Unit SMU Multiplexing dan demultiplexing dari trafik dalam konfigurasi 1+0. Konfigurasi 1+0 ini adalah konfigurasi yang tanpa perlindungan. Sebagai contoh jika salah satu unit MMU, RAU atau SMU tidak berkerja maka tidak akan ada unit lain yang mampu menangani kekosongan yang ditinggalkan oleh unit yang tidak berkerja tersebut. Pada Gambar 3.12 dapat dilihat perangkat SMU terpasang dalam AMM. Gambar 3.12 SMU pada kabinet AMM [11] Universitas Sumatera Utara 4. Service Access Unit SAU. SAU Service Access Unit ini menyediakan layanan tambahan ke semua terminal dalam AMM. Layanan tambahan yang dimaksud antara lain: kanal layanan, masukan keluaran paralel, dan akses ke alarm diluar AMM. Penempatan SAU pada AMM dapat dilihat pada Gambar 3.13. Gambar 3.13 Penempatan SMU di kabinet AMM [11]

3.3 Link Budget

Link budget merupakan sebuah cara untuk menghitung mengenai semua parameter dalam transmisi sinyal, mulai dari gain dan loss dari Tx sampai Rx melalui media transmisi. Link budget ini dihitung berdasarkan jarak antara transmitter Tx dan receiver Rx. Link budget juga dihitung karena adanya penghalang antara Tx dan Rx misal gedung atau pepohonan. Link budget merupakan perhitungan level daya yang dilakukan untuk memastikan bahwa level daya penerimaan lebih besar atau sama dengan level threshold RSL ≥ Rth . Tujuannya untuk menjaga keseimbangan gain dan loss guna mencapai SNR yang diinginkan di receiver [14]. Universitas Sumatera Utara Adapun parameter yang perlu diperhitungkan dalam perhitungan link budget antara lain Coverage, Fresnel Zone, Free Space Loss, Effective Isotropic Radiated Power dan Received Signal Level [15].

3.3.1 Coverage

Coverage merupakan jarak cakupan dari suatu BTS terhadap pengguna disekitar BTS tersebut. Pada perhitungan coverage terdapat parameter yang mempengaruhi kondisi propagasi suatu kanal wireless yaitu Path Loss. Path loss merupakan komponen penting dalam perhitungan dan analisis link budget sistem telekomunikasi seluler GSM. Path Loss adalah loss yang terjadi ketika data sinyal melewati media udara dari antena pemancar ke antena penerima dalam jarak tertentu. Path loss dapat timbul disebabkan oleh banyak faktor, seperti kontur tanah, lingkungan yang berbeda, medium propagasi udara yang kering atau lembab, jarak antara antena pemancar dengan penerima, lokasi dan tinggi antena. Penelitian ini dilakukan pada daerah perkotaan atau urban area, maka model perhitungan path loss yang digunakan adalah model perhitungan path loss Okumura- Hata. Persamaan path loss Okumura-Hata dapat menghitung path loss downlink dari BTS ke MS dan path loss uplink dari MS ke BTS dimana yang menjadi pembedanya adalah perbedaan jarak BTS ke MS pada downlink dan MS ke BTS pada uplink. Universitas Sumatera Utara Persamaan 3.1 dan 3.2 merupakan persamaan untuk mencari nilai path loss Okumura-Hatta [5]. L 50 = [69,55 + 26,16 x logf] − 13,82 x loght − A hr + [44,9 − 6,55 x loght] x log ⁡d 3.1 Dimana : � ℎ� = 3,2 � [���11,75 � ℎ�] 2 − 4,97 3.2 Keterangan : L 50 f : Frekuensi MHz : Path Loss Okumura Hata dB ht : Tinggi Antena m d : Jarak Tx-Rx km � ℎ� : Faktor Koreksi m hr : Tinggi Antena Penerima m Nilai path loss Okumura-Hatta dapat diperoleh setelah dilakukan perhitungan sensitivitas MS Persamaan 3.3 dan sensitivitas BTS Persamaan 3.4. Dalam Persamaan 3.3 dan 3.4 telah diketahui nilai dari masing-masing parameter sehingga dari perhitungan Persamaan 3.3 dan 3.4 tersebut dapat diperoleh nilai “d” [5]. � � = � � − � �������� ����� − � �� �������� − � ������ + � � − � 50 − � � + � � 3.3 � � = � � − � �������� ����� − � �� �������� − � ������ + � � − � 50 − � � + � � 3.4 Keterangan : � � : Sensitivitas BTS dBm � � : Sensitivitas MS dBm Universitas Sumatera Utara � � : Daya Pancar BTS dBm � � : Daya Pancar MS dBm � �������� ����� : Rugi-rugi pada konektor Perangkat Radio dB � �� �������� : Rugi-rugi pada konektor Antena Sektoral dB � ������ : Rugi-rugi pada kabel feeder dB � � : Gain Antena BTS dBi � � : Gain Antena MS dBi � 50 : Path Loss Okumura-Hata dB � � : Rugi-rugi pada body MS dB Setelah didapat nilai “d” dari Persamaan 3.3 dan 3.4 maka nilai “d” dapat dimasukkan kembali ke Persamaan 3.1 sehingga diperoleh nilai L 50

3.3.2 Fresnel Zone

pada saat downlink dan uplink. Freznel Zone adalah area di sekitar garis lurus antar alat yang digunakan untuk rambatan gelombang. Gambar 3.14 menunjukkan Fresnel zone merupakan tempat kedudukan titik sinyal tidak langsung yang berbentuk elips dalam lintasan propagasi gelombang radio, Fresnel pertama merupakan daerah yang mempunyai fading multipath terbesar, sehingga diusahakan untuk daerah Fresnel pertama dijaga agar tidak dihalangi oleh obstacle dimana R merupakan jari-jari Fresnel pertama yang bebas dari obstacle atau zona aman agar kedua antena microwave yang telah LOS dapat saling bertransmisi dengan baik, d merupakan jarak kedua antena [16]. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.14 Daerah Fresnel Zone [16]. Secara matematis daerah Fresnel dapat dinyatakan dalam Persamaan 3.5 [16] : � = 17,32 �� � 4 � 3.5 Dimana : � : Radius dari Fresnel Zone m � : Jarak antara Tx-Rx km � : Frekuensi GHz

3.3.3 Free Space Loss FSL

FSL merupakan redaman ruang bebas dimana terjadi penurunan daya gelombang radio selama merambat di ruang bebas. Redaman ini dipengaruhi oleh besar frekuensi dan jarak antara titik antena pengirim dan antena penerima base station. d R Universitas Sumatera Utara Gambar 3.15 menunjukkan adanya rugi-rugi ruang bebas FSL yang terjadi diantara kedua antena microwave yang LOS [3]. Gambar 3.15 Free Space Loss [14] Persamaan free space loss ditunjukkan dalam Persamaan 3.6 [3] : ��� = 32,45 + 20 log � + 20 log � 3.6 Dimana : ��� : Rugi-rugi Propagasi di Udara dB � : Frekuensi Operasi MHz � : Jarak Tx – Rx Km Universitas Sumatera Utara

3.3.4 Effective Isotropic Radiated Power EIRP

Effective Isotropic Radiated Power EIRP merupakan nilai daya yang dipancarkan oleh antena isotropis untuk menghasilkan puncak daya yang diamati pada arah radiasi maksimum penguatan antena. Persamaan EIRP ditunjukkan dalam Persamaan 3.7 [3] : ���� = � �� + � �� − � �� 3.7 Dimana : ���� : Effective Isotropic Radiated Power dBm � �� : Daya Pancar dBm � �� : Penguatan Antena Pemancar dBi � �� : Rugi-rugi Transmisi dB

3.3.5 Received Signal Level RSL

Received Signal Level RSL adalah level sinyal yang diterima di penerima dan nilainya harus lebih besar dari sensitivitas perangkat penerima RSL ≥ Rth. Sensitivitas perangkat penerima merupakan kepekaan suatu perangkat pada sisi penerima yang dijadikan ukuran threshold [15]. Nilai RSL yang dapat diterima oleh antena mobile MS dapat dihitung dengan Persamaan 3.8 [3] : ��� = � �� − � �� + � �� − ���ℎ ���� + � �� − � �� 3.8 Universitas Sumatera Utara Nilai RSL yang dapat diterima oleh antena microwave dapat dihitung dengan Persamaan 3.9 [3] : ��� = � �� − � �� + � �� − ��� + � �� − � �� 3.9 Dimana : ��� : Received Signal Level dBm � �� : Daya Antena Pemancar dBm � �� R � �� R : Rugi-rugi Kabel pada Antena Pemancar dB � �� : Penguatan Antena Receiver : Penguatan Antena Transmitter � �� : Rugi-rugi Kabel pada Antenan Penerima Free Space Loss : Rugi-rugi Propagasi Ruang Bebas antara BTS-BTS Path Loss : Rugi-rugi Propagasi Ruang Bebas antara BTS-MS Universitas Sumatera Utara

BAB IV ANALISIS

LINK BUDGET BTS ROOFTOP CEMARA IV

4.1 Umum

Link budget dihitung dengan tujuan untuk merencanakan kebutuhan daya sistem seluler sedemikian rupa, sehingga kualitas sinyal di penerima memenuhi standar yang diinginkan. Link budget merupakan sebuah cara untuk menghitung mengenai semua parameter dalam transmisi sinyal, mulai dari gain dan losses dari Tx sampai Rx melalui media transmisi. Link budget ini dihitung berdasarkan jarak antara transmitter Tx dan receiver Rx. Link budget juga dihitung karena adanya penghalang antara Tx dan Rx misalnya gedung atau pepohonan. Link budget merupakan perhitungan level daya yang dilakukan untuk memastikan bahwa level daya penerimaan lebih besar atau sama dengan level threshold RSL ≥ Rth . Tujuannya untuk menjaga keseimbangan gain dan loss guna mencapai SNR yang diinginkan di receiver. Adapun diagram alir dari proses link budget dijelaskan dalam bentuk flowchart seperti pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2. Universitas Sumatera Utara Gambar 4.1 Flowchart Analisis Link Budget antara BTS dengan MS Antena Sektoral Mulai Input Parameter Link Budget yang Diperhitungkan pada BTS Rooftop Cemara IV Perhitungan Coverage yang Mencakup Path Loss Perhitungan Effective Isotropic Radiated Power Perhitungan Received Signal Level Nilai RSL ≥ Rth Tidak Selesai YA Universitas Sumatera Utara Gambar 4.2 Flowchart Analisis Link Budget antara BTS dengan BTS Antena Microwave Telkomsel melakukan link budget pada setiap BTS yang dibangun dengan cara menyesuaikan setiap parameter BTS yang mempengaruhi pengiriman dan Tidak Mulai Input Parameter Link Budget yang Diperhitungkan pada BTS Rooftop Cemara IV Perhitungan Fresnel Zone Perhitungan Free Space Loss Perhitungan Effective Isotropic Radiated Power Perhitungan Received Signal Level Nilai RSL ≥ Rth Selesai YA Universitas Sumatera Utara penerimaan sinyal. Oleh karena pentingnya penyesuaian link budget tersebut, Telkomsel telah menetapkan nilai dari beberapa parameter link budget untuk kemudian dijadikan acuan standarisasi pembangunan BTS Telkomsel. Adapun parameter-parameter link budget yang sudah menjadi ketetapan standarisasi pembangunan BTS Telkomsel dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Nilai Parameter Link Budget yang Menjadi Standarisasi Pembangunan BTS Telkomsel No Parameter Nilai Satuan 1 Power RRU 46,02 dBm 2 Power RAU 10 dBm 3 Power MS 30 dBm 4 Sensitivitas RRU Rth Antena Sektoral -107 dBm 5 Sensitivitas RAU Rth Antena Microwave -76 dBm 6 Sensitivitas MS Rth Antena Mobile -101 dBm 7 Gain Antena Sektoral Tong Yu TDQ182020DE-65F 20 dBm 8 Gain Antena Microwave 0.6D 23 GHz 36,6 dBi 9 Gain MS 2 dB 10 Tinggi Antena MS 1,5 m 11 Frekuensi Antena Sektoral Tong Yu TDQ182020DE-65F 1825 MHz 12 Frekuensi Antena Microwave 0.6D 23 GHz 23 GHz 13 Loss Konektor Antena Sektoral 0,2 dB 14 Loss Konektor RRU 0,2 dB 15 Loss Body MS 0,2 dB Universitas Sumatera Utara

4.2 Analisis Link Budget antara BTS dengan MS Antena Sektoral