Analisis Penggunaan Second Carrier Untuk Mengatasi Kongesti Jaringan 3g
ANALISIS PENGGUNAAN SECOND CARRIER UNTUK MENGATASI
KONGESTI JARINGAN 3G
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh:
NAMA
NIM
: RAHMUDDIN
: 060402041
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS PENGGUNAAN SECOND CARRIER UNTUK MENGATASI
KONGESTI JARINGAN 3G
Oleh:
NAMA
NIM
: RAHMUDDIN
: 060402041
Tugas akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Pada
DEPERTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Siding pada tanggal 19 januari 2013 di depan penguji :
1. Maksum Pinem ST, MT
: Ketua Penguji
2. Ali Hanafiah Rambe ST, MT
: Anggota Penguji
3. Ir. Sihar P Panjaitan, MT
: Anggota Penguji
Diketahui oleh :
Disetujui oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro,
Pembimbing Tugas Akhir
Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si
Rahmad Fauzi ST, MT
NIP : 195405311986011002
NIP : 196904241997021001
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Sejak pertama kali diperkenalkannya layanan 3G, pemintaan akan
layanan berbasis paket data semakin
meningkat dengan pesat. Sebagai
gambaran saat ini jenis trafik yang mampu ditangani oleh 3G ada dua jenis yaitu
R99 dan HSDPA yang semuanya hanya ditangani oleh satu carrier. Dengan
menggunakan satu carrier ini berakibat menurunnya kapasitas sel dan kualitas
sinyal. Dengan demikian perlu adanya tambahan carrier yang berfungsi
membagi jenis trafik, sehingga carrier yang kedua dikhususkan untuk melayani
data saja.
Dalam Tugas Akhir ini penulis menganalisis bagaimana penggunaan
second carrier dan bagaimana mengatasi kongesti yang terjadi pada 3G. Hasil
yang diperoleh dengan menggunakan second carrier adalah peningkatan
performa dan pembagian trafik yang lebih baik.Perencanaan jaringan yang
sesuai untuk jaringan 3G adalah dengan mempertimbangkan jumlah pengguna
pada site. Apabila kepadatannya sudah cukup tinggi dapat dilakukan
peningkatan dengan menambahkan second carrier.
iii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Dengan Nama ALLAH Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang. Syukur
Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat ALLAH S.W.T dimana atas berkah,
karunia dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini, dengan
judul
“ANALISIS
PENGGUNAAN
SECOND
CARRIER
UNTUK
MENGATASI KONGESTI JARINGAN 3G” Tugas Akhir ini merupakan suatu
syarat bagi penulis untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Departemen
Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dengan selesainya Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan terimakasih
yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini, antara lain kepada :
1. Orang tua saya yang tercinta, dan kedua kakanda, ananda hanturkan
terimakasih atas doa yang tak pernah putus, kasih sayang yang tulus tanpa
pernah pupus dalam mengasuh, mendidik dan membimbing ananda.
2. Bapak Ir. Tarmizi Kasim selaku Kepala Jurusan Departemen Teknik
Elektro FT-USU dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT-USU dan juga dosen pembimbing penulis
yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Rekan-rekan seperjuangan menuju kesuksesan, terutama teman sapar “les”
-an dan seperjuangan, terimakasih atas bantuan dandukungannya selama
ini.
4. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan Seluruh
Karyawan di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro USU.
iv
Universitas Sumatera Utara
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini belum sempurna karena masih
banyak terdapat kekurangan baik dari segi isi maupun susunan bahasanya. Saran
dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan
kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.
Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan tugas akhir ini dapat berguna
memberikan ilmu pengetahuan bagi kita semua.
Medan, Desember 2012
Penulis,
RAHMUDDIN
NIM : 06 0402 041
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK .....................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ....................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
ix
DAFTAR SINGKATAN ................................................................................
x
I
PENDAHULUAN .............................................................
1
I.1.
Latar Belakang .....................................................................
1
I.2.
Perumusan Masalah .............................................................
2
I.3
Tujuan Penulisan .................................................................
2
I.3.
Batasan Masalah ..................................................................
3
I.4.
Metode Penulisan.................................................................
3
I.5
Sistematika Penulisan ..........................................................
3
II
JARINGAN 3G
2.1
Teknologi Jaringan 3G .......................................................
5
2.1.1 Teknologi Radio WCDMA .......................................
6
2.1.2 Alokasi Spektrum Frekuensi Sistem 3G/UMTS .......
6
GSM dan WCDMA ............................................................
8
Tipe Kanal Sistem WCDMA ..............................................
12
2.2.1 Kanal Logika WCDMA ............................................
12
2.2.2 Kanal Transport WCDMA .......................................
13
2.2.3 Kanal Fisik WCDMA ...............................................
15
BAB
BAB
2.2
vi
Universitas Sumatera Utara
BAB
BAB
2.3
WCDMA Carrier ................................................................
17
2.4
Arsitektur 3G UMTS ..........................................................
18
2.4.1 UTRAN......................................................................
19
2.4.2 RNC ...........................................................................
20
2.4.3 Node B ......................................................................
21
III
HSDPA SECOND CARRIER
3.1
HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) ................
22
3.1.1 Karakteristik HSDPA ...............................................
22
3.1.2 Penambahan Kanal Baru............................................
22
3.1.3 Teknologi pada HSDPA ............................................
23
3.1.4 UE (User Equipment) ...............................................
24
3.2
Strategi Dual Carrier ...........................................................
26
3.3
Strategi Second Carrier pada Operator Seluler ...................
31
3.3.1 Key Performance Indicator ........................................
33
IV
ANALISA KINERJA SECOND CARRIER
4.1
Umum ..................................................................................
35
4.2
Persiapan Pengujian .............................................................
35
4.3
Penggunaan Second Carrier ................................................
36
4.3.1 HSDPA pada Single Carrier .....................................
37
4.3.2 HSDPA pada Double Carrier ....................................
40
4.3.2.1 Second Carrier dengan HS One Carrier .......
41
4.3.2.2 Second Carrier dengan HS Both Carrier ......
43
Analisa Kinerja Jaringan Second Carrier ...........................
46
4.4.1 Analisa Performa Site Uji ..........................................
46
4.4
vii
Universitas Sumatera Utara
4.4.2 Analisa Hasil Pengamatan .........................................
BAB
47
V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan ..........................................................................
48
5.2
Saran ...................................................................................
48
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
50
LAMPIRAN
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Alokasi frekuensi pada sistem 3G .........................................
Gambar 2.2
Harmonic Distortion pada GSM 900 tepat pada frekuensi
7
WCDMA TDD .........................................................................
8
Gambar 2.3
GSM Versus WCDMA pada spektrum frekuensi ....................
10
Gambar 2.4
Tipe kanal pada sistem WCDMA ...........................................
12
Gambar 2.5
Hubungan antara sinyal informasi, sinyal power dan
bandwidth .................................................................................
17
Gambar 2.6
Arsitektur Sistem selular 2G dan 3G .......................................
18
Gambar 3.1
Strategi pembagian layanan pada F1 dan F2............................
27
Gambar 3.2
Salah satu studi kasus dimana coverage gap kemungkinan
dapat terjadi apabila sel F2 memiliki load trafict HSDPA
penuh ........................................................................................
Gambar 3.3
Strategi rekomendasi pertama relasi adjacent antara cell F1,
cell F2 dan cell GSM ...............................................................
Gambar 3.4
28
29
Strategi rekomendasi kedua relasi adjacent antara cell F1, cell
F2 dan cell GSM ......................................................................
31
Gambar 4.1
Tampilan Login Bussines Object .............................................
36
Gambar 4.2
Map lokasi site uji ....................................................................
37
Gambar 4.3
Tampilan cygwin untuk site MDN275W .................................
38
Gambar 4.4
Grafik HS-CSSR MDN275W .................................................
38
Gambar 4.5
Grafik HS-CCSR MDN275W .................................................
39
Gambar 4.6
Grafik HS-Trafik MDN275W .................................................
40
Gambar 4.7
Penggunaan second carrier pada scambling code ...................
41
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8
Tampilan cygwin untuk site MDN808W .................................
41
Gambar 4.9
Grafik HS-CSSR MDN808W .................................................
42
Gambar 4.10 Grafik HS-CCSR MDN808W ................................................
43
Gambar 4.11 Grafik HS Trafik MDN808W .................................................
43
Gambar 4.12 Tampilan cygwin untuk site MDN596W .................................
44
Gambar 4.13 Grafik HS-CSSR MDN596W .................................................
45
Gambar 4.14 Grafik HS-CCSR MDN596W ................................................
45
Gambar 4.15 Grafik HS Trafik MDN596W .................................................
46
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Perbandingan antara sistem WCDMA dan sistem GSM .......
11
Tabel 3.1.
Kategori UE pada Jaringan HSDPA ......................................
25
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
AMC
= Adaptive Modulation Coding
AMPS
= Advanced Mobile Phone System
BTS
= Base Transciever Station
BSC
= Base Station Centre
CDMA
= Code Division Multiple Access
CCSR
= Call Complete Success Rate
CSSR
= Call Setup Succes Rate
CE
= Chanel Element
FDD
= Frequency Division Duplex
FDMA
= Frequency Division Multiple Access
GSM
= Global Positioning System
GPRS
= General Packet Radio Systemter
HS
= High Speed
HSDPA
= High Speed Downlink Packet Access
KPI
= Key Performance Indicator
MS
= Mobile Station
MSC
= Mobile Station Centre/ Mobile Switching Centre
QOS
= Quality of Service
QPSK
= Quadrature Phase Shift Keying
RAN
= Radio Acces Network
RNC
= Radio Network Contol
RNS
= Radio Network System
TDD
= Time Division Duplex
TDMA
= Time Division Multiple Access
UMTS
= Universal Mobile Telephone Standart
UTRAN
= UMTS Terrestrial Radio Access Network
WCDMA
= Wide Code Division Multiple Access
xii
Universitas Sumatera Utara
KONGESTI JARINGAN 3G
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh:
NAMA
NIM
: RAHMUDDIN
: 060402041
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS PENGGUNAAN SECOND CARRIER UNTUK MENGATASI
KONGESTI JARINGAN 3G
Oleh:
NAMA
NIM
: RAHMUDDIN
: 060402041
Tugas akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Pada
DEPERTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Siding pada tanggal 19 januari 2013 di depan penguji :
1. Maksum Pinem ST, MT
: Ketua Penguji
2. Ali Hanafiah Rambe ST, MT
: Anggota Penguji
3. Ir. Sihar P Panjaitan, MT
: Anggota Penguji
Diketahui oleh :
Disetujui oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro,
Pembimbing Tugas Akhir
Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si
Rahmad Fauzi ST, MT
NIP : 195405311986011002
NIP : 196904241997021001
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Sejak pertama kali diperkenalkannya layanan 3G, pemintaan akan
layanan berbasis paket data semakin
meningkat dengan pesat. Sebagai
gambaran saat ini jenis trafik yang mampu ditangani oleh 3G ada dua jenis yaitu
R99 dan HSDPA yang semuanya hanya ditangani oleh satu carrier. Dengan
menggunakan satu carrier ini berakibat menurunnya kapasitas sel dan kualitas
sinyal. Dengan demikian perlu adanya tambahan carrier yang berfungsi
membagi jenis trafik, sehingga carrier yang kedua dikhususkan untuk melayani
data saja.
Dalam Tugas Akhir ini penulis menganalisis bagaimana penggunaan
second carrier dan bagaimana mengatasi kongesti yang terjadi pada 3G. Hasil
yang diperoleh dengan menggunakan second carrier adalah peningkatan
performa dan pembagian trafik yang lebih baik.Perencanaan jaringan yang
sesuai untuk jaringan 3G adalah dengan mempertimbangkan jumlah pengguna
pada site. Apabila kepadatannya sudah cukup tinggi dapat dilakukan
peningkatan dengan menambahkan second carrier.
iii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Dengan Nama ALLAH Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang. Syukur
Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat ALLAH S.W.T dimana atas berkah,
karunia dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini, dengan
judul
“ANALISIS
PENGGUNAAN
SECOND
CARRIER
UNTUK
MENGATASI KONGESTI JARINGAN 3G” Tugas Akhir ini merupakan suatu
syarat bagi penulis untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Departemen
Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dengan selesainya Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan terimakasih
yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini, antara lain kepada :
1. Orang tua saya yang tercinta, dan kedua kakanda, ananda hanturkan
terimakasih atas doa yang tak pernah putus, kasih sayang yang tulus tanpa
pernah pupus dalam mengasuh, mendidik dan membimbing ananda.
2. Bapak Ir. Tarmizi Kasim selaku Kepala Jurusan Departemen Teknik
Elektro FT-USU dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT-USU dan juga dosen pembimbing penulis
yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Rekan-rekan seperjuangan menuju kesuksesan, terutama teman sapar “les”
-an dan seperjuangan, terimakasih atas bantuan dandukungannya selama
ini.
4. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan Seluruh
Karyawan di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro USU.
iv
Universitas Sumatera Utara
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini belum sempurna karena masih
banyak terdapat kekurangan baik dari segi isi maupun susunan bahasanya. Saran
dan kritik dari pembaca dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan
kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.
Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan tugas akhir ini dapat berguna
memberikan ilmu pengetahuan bagi kita semua.
Medan, Desember 2012
Penulis,
RAHMUDDIN
NIM : 06 0402 041
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK .....................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ....................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
ix
DAFTAR SINGKATAN ................................................................................
x
I
PENDAHULUAN .............................................................
1
I.1.
Latar Belakang .....................................................................
1
I.2.
Perumusan Masalah .............................................................
2
I.3
Tujuan Penulisan .................................................................
2
I.3.
Batasan Masalah ..................................................................
3
I.4.
Metode Penulisan.................................................................
3
I.5
Sistematika Penulisan ..........................................................
3
II
JARINGAN 3G
2.1
Teknologi Jaringan 3G .......................................................
5
2.1.1 Teknologi Radio WCDMA .......................................
6
2.1.2 Alokasi Spektrum Frekuensi Sistem 3G/UMTS .......
6
GSM dan WCDMA ............................................................
8
Tipe Kanal Sistem WCDMA ..............................................
12
2.2.1 Kanal Logika WCDMA ............................................
12
2.2.2 Kanal Transport WCDMA .......................................
13
2.2.3 Kanal Fisik WCDMA ...............................................
15
BAB
BAB
2.2
vi
Universitas Sumatera Utara
BAB
BAB
2.3
WCDMA Carrier ................................................................
17
2.4
Arsitektur 3G UMTS ..........................................................
18
2.4.1 UTRAN......................................................................
19
2.4.2 RNC ...........................................................................
20
2.4.3 Node B ......................................................................
21
III
HSDPA SECOND CARRIER
3.1
HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) ................
22
3.1.1 Karakteristik HSDPA ...............................................
22
3.1.2 Penambahan Kanal Baru............................................
22
3.1.3 Teknologi pada HSDPA ............................................
23
3.1.4 UE (User Equipment) ...............................................
24
3.2
Strategi Dual Carrier ...........................................................
26
3.3
Strategi Second Carrier pada Operator Seluler ...................
31
3.3.1 Key Performance Indicator ........................................
33
IV
ANALISA KINERJA SECOND CARRIER
4.1
Umum ..................................................................................
35
4.2
Persiapan Pengujian .............................................................
35
4.3
Penggunaan Second Carrier ................................................
36
4.3.1 HSDPA pada Single Carrier .....................................
37
4.3.2 HSDPA pada Double Carrier ....................................
40
4.3.2.1 Second Carrier dengan HS One Carrier .......
41
4.3.2.2 Second Carrier dengan HS Both Carrier ......
43
Analisa Kinerja Jaringan Second Carrier ...........................
46
4.4.1 Analisa Performa Site Uji ..........................................
46
4.4
vii
Universitas Sumatera Utara
4.4.2 Analisa Hasil Pengamatan .........................................
BAB
47
V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan ..........................................................................
48
5.2
Saran ...................................................................................
48
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
50
LAMPIRAN
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Alokasi frekuensi pada sistem 3G .........................................
Gambar 2.2
Harmonic Distortion pada GSM 900 tepat pada frekuensi
7
WCDMA TDD .........................................................................
8
Gambar 2.3
GSM Versus WCDMA pada spektrum frekuensi ....................
10
Gambar 2.4
Tipe kanal pada sistem WCDMA ...........................................
12
Gambar 2.5
Hubungan antara sinyal informasi, sinyal power dan
bandwidth .................................................................................
17
Gambar 2.6
Arsitektur Sistem selular 2G dan 3G .......................................
18
Gambar 3.1
Strategi pembagian layanan pada F1 dan F2............................
27
Gambar 3.2
Salah satu studi kasus dimana coverage gap kemungkinan
dapat terjadi apabila sel F2 memiliki load trafict HSDPA
penuh ........................................................................................
Gambar 3.3
Strategi rekomendasi pertama relasi adjacent antara cell F1,
cell F2 dan cell GSM ...............................................................
Gambar 3.4
28
29
Strategi rekomendasi kedua relasi adjacent antara cell F1, cell
F2 dan cell GSM ......................................................................
31
Gambar 4.1
Tampilan Login Bussines Object .............................................
36
Gambar 4.2
Map lokasi site uji ....................................................................
37
Gambar 4.3
Tampilan cygwin untuk site MDN275W .................................
38
Gambar 4.4
Grafik HS-CSSR MDN275W .................................................
38
Gambar 4.5
Grafik HS-CCSR MDN275W .................................................
39
Gambar 4.6
Grafik HS-Trafik MDN275W .................................................
40
Gambar 4.7
Penggunaan second carrier pada scambling code ...................
41
ix
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8
Tampilan cygwin untuk site MDN808W .................................
41
Gambar 4.9
Grafik HS-CSSR MDN808W .................................................
42
Gambar 4.10 Grafik HS-CCSR MDN808W ................................................
43
Gambar 4.11 Grafik HS Trafik MDN808W .................................................
43
Gambar 4.12 Tampilan cygwin untuk site MDN596W .................................
44
Gambar 4.13 Grafik HS-CSSR MDN596W .................................................
45
Gambar 4.14 Grafik HS-CCSR MDN596W ................................................
45
Gambar 4.15 Grafik HS Trafik MDN596W .................................................
46
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Perbandingan antara sistem WCDMA dan sistem GSM .......
11
Tabel 3.1.
Kategori UE pada Jaringan HSDPA ......................................
25
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
AMC
= Adaptive Modulation Coding
AMPS
= Advanced Mobile Phone System
BTS
= Base Transciever Station
BSC
= Base Station Centre
CDMA
= Code Division Multiple Access
CCSR
= Call Complete Success Rate
CSSR
= Call Setup Succes Rate
CE
= Chanel Element
FDD
= Frequency Division Duplex
FDMA
= Frequency Division Multiple Access
GSM
= Global Positioning System
GPRS
= General Packet Radio Systemter
HS
= High Speed
HSDPA
= High Speed Downlink Packet Access
KPI
= Key Performance Indicator
MS
= Mobile Station
MSC
= Mobile Station Centre/ Mobile Switching Centre
QOS
= Quality of Service
QPSK
= Quadrature Phase Shift Keying
RAN
= Radio Acces Network
RNC
= Radio Network Contol
RNS
= Radio Network System
TDD
= Time Division Duplex
TDMA
= Time Division Multiple Access
UMTS
= Universal Mobile Telephone Standart
UTRAN
= UMTS Terrestrial Radio Access Network
WCDMA
= Wide Code Division Multiple Access
xii
Universitas Sumatera Utara