BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Telekomunikasi Seluler Global System for Mobile Communication (GSM) - Analisis Link Budget Pada Pembangunan Bts Rooftop Cemara IV Sistem Telekomunikasi Seluler Berbasis Gsm Studi Kasus PT Telkomsel

LANDASAN TEORI

2.1 Telekomunikasi Seluler Global System for Mobile Communication (GSM)

  Perkembangan teknologi komunikasi telah mengubah sistem komunikasi yang analog menjadi digital. Sistem digital ini telah meningkatkan kinerja sistem menjadi lebih baik dari sistem analog. Seiring dengan kemajuan sosial ekonomi masyarakat menuntut adanya mobilitas dari manusia yang semakin tinggi dan juga dilandasi oleh adanya kendala dalam pengembangan sistem wireline akibat kondisi alam, maka dikembangkan sistem seluler. Sistem seluler ini merupakan pengembangan sistem

  

wireline , dimana pada wireline propagasi/transmisi sinyal melalui kabel maka pada

wireless melalui propagasi udara. Dalam sistem komunikasi seluler, informasi

  dipertukarkan antara Mobile Station (MS) dan Base Transceiver Station (BTS) melalui sinyal radio. Setiap BTS hanya dapat berkomunikasi dengan MS pada area terbatas berdasarkan daerah cakupan BTS. Dengan sebutan lain, bahwa pengiriman sinyal radio dibatasi pada rentang frekuensi tertentu, sehingga membutuhkan beberapa BTS supaya dapat melayani area yang lebih luas.

  Global System for Mobile Communication (GSM) adalah sebuah standar

  global untuk komunikasi bergerak digital. GSM adalah nama dari sebuah group standarisasi yang dibentuk di Eropa tahun 1982 untuk menciptakan sebuah standar bersama telepon bergerak selular di Eropa yang beroperasi pada daerah frekuensi selular digital yang bekerja berdasarkan Time Division Multiple Access (TDMA) dan

  

Frequency Division Multiple Access (FDMA). Jaringan GSM mempunyai arsitektur

  yang mengikuti standar European Telecommunication Standard Institute (ETSI) GSM 900 / GSM 1800.

  Sebagai sistem telekomunikasi selular digital, GSM memiliki keunggulan yang jauh lebih banyak dibanding sistem analog, di antaranya : Kapasitas sistem lebih besar, karena menggunakan teknologi digital dimana

• penggunaan sebuah kanal tidak hanya diperuntukkan bagi satu pengguna saja. Sehingga saat pengguna tidak mengirimkan informasi, kanal dapat digunakan oleh pengguna lain,

  Sifatnya yang sebagai standar internasional memungkinkan international roaming,

• Dengan teknologi digital, tidak hanya mengantarkan suara, tetapi memungkinkan
• layanan lain seperti teks, gambar, dan video,

  Keamanan sistem yang lebih baik,

• Kualitas suara lebih jernih dan peka,
• Mobile (dapat dibawa kemana-mana).
• Arsitektur jaringan GSM tersebut terdiri atas tiga subsistem yaitu Base Station

  

Subsystem (BSS), Network Switching Subsystem (NSS) dan Operation and Support

Subsystem (OSS) serta perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan

  pembicaraan yang disebut Mobile System. Secara umum, network element dalam

  

Switching Subsystem (NSS), Operation and Support System, Base Station Sub-System

(BSS) [1].

  2.1.1 Mobile Station (MS)

  Bagian paling rendah dari sistem GSM adalah MS. MS adalah perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan. Secara umum sebuah MS terdiri dari mobile equipment (ME) atau handset dan subscriber identity module (SIM) atau sim card.

  2.1.2 Network Switching Subsystem (NSS)

  Bagian dari sistem GSM yang menangani fungsi switching, mobility

  

management dan mengatur komunikasi antara mobile phone dengan jaringan telepon

  lain. Dimana NSS terdiri dari mobile switching center (MSC), home location register (HLR), visitor location register (VLR), Authentication Center (AuC), dan Equipment Identity Registration (EIR).

  2.1.3 Operating and Support System (OSS) Operation and Support System (OSS) sering juga disebut dengan Operation and

Maintenance Center (OMC) adalah sub system jaringan GSM yang berfungsi sebagai

  pusat pengendalian dan maintenance perangkat (network element) GSM yang terhubung dengan OMC. Tiap-tiap network element mempunyai perangkat OMC-nya sendiri-sendiri, misalnya network element NSS mempunyai perangkat OMC sendiri, juga memiliki perangkat OMC sendiri [2].

2.1.4 Base Station Sub-system (BSS)

  Secara umum, Base Station Sub-system terdiri dari Base Transceiver Station (BTS) dan Base Station Controller (BSC). Segala fungsi yang berhubungan dengan penerimaan data lewat gelombang radio dikerjakan di dalam bagian-bagian BSS, yang terdiri dari : 1.

  Base Transceiver Station (BTS) BTS adalah perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS. BTS berhubungan dengan MS melalui air interface. BTS berfungsi sebagai pengirim dan penerima (transceiver) sinyal komunikasi dari/ke MS yang menyediakan radio

  

interface antara MS dan jaringan GSM. Karena fungsinya sebagai transceiver, maka

bentuk fisik sebuah BTS adalah tower dengan dilengkapi antena sebagai transceiver.

  Sebuah BTS dapat mencakup area sejauh 35 km. Area cakupan BTS ini disebut juga dengan cell. Sebuah cell dapat dibentuk oleh sebuah BTS atau lebih, tergantung dari bentuk cell yang diinginkan.

2. Base Station Controller (BSC)

  BSC adalah perangkat yang mengontrol kerja BTS ke BTS yang secara hierarki berada di bawahnya. BSC merupakan interface yang menghubungkan antara BTS (komunikasi menggunakan A-bis interface) dan MSC (komunikasi menggunakan A

  

interface ). BSC secara umum memiliki fungsi sebagai radio resource management di bawahnya dengan OMC sebagai pusat operasi dan maintenance [3].

2.2 Perangkat Base Transceiver Station

  Base Transceiver Station merupakan perangkat utama dalam pengiriman

  sinyal pada telekomunikasi seluler. Terminologi ini termasuk baru dan mulai populer di era booming seluler saat ini. BTS berfungsi menjembatani perangkat komunikasi pengguna jaringan telekomunikasi satu menuju jaringan lain. Satu cakupan pancaran BTS dapat disebut Cell. Komunikasi seluler adalah komunikasi modern yang mendukung mobilitas yang tinggi. Beberapa BTS kemudian dikontrol oleh satu Base

  

Station Controller (BSC) yang terhubung dengan koneksi microwave ataupun serat

  optik. Tower telekomunikasi untuk BTS memancarkan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi rendah berkisar antara 900 s/d 1800 Mhz, yang dipancarkan oleh antena sektoral yang nantinya akan ditangkap oleh antena HP pada masing-masing pelanggan HP [4].

  Sejauh ini protes dan kekhawatiran masyarakat terhadap dampak radiasi gelombang elektromagnetik yang dihasilkan perangkat telekomunikasi seluler lebih banyak datang dari mereka yang tinggal di sekitar tower BTS (base transceiver

  

station ). Masalah utama kehadiran tower BTS di sekitar pemukiman penduduk adalah

  sambaran petir yang mengenainya. Jika terdapat sejumlah awan bermuatan dengan medan statis yang cukup untuk terjadi petir, maka obyek yang pertama kali dikenai sambaran petir yaitu tower BTS, karena memiliki struktur yang menjulang tinggi dan terbuat dari bahan logam. Praktis jumlah sambaran petir di sekitar tower BTS akan penangkal petir, namun lebih tepat sebagai pemicu/pemanggil petir. Jika kondisi sistem pentanahan tidak baik, misalnya di daerah bebatuan, hal ini dapat menyebabkan nilai resistensi tinggi. Maka tegangan akibat sambaran petir yang melewati sistem pentanahan akan semakin tinggi. Efek medan listrik yang timbul akibat adanya sambaran petir pada tower BTS akan semakin besar sehingga dapat merusak piranti elektronik, jaringan kabel telekomunikasi, jaringan data, dan keselamatan manusia yang ada di sekitarnya. Gambar 2.1 merupakan gambar BTS secara umum yang dijumpai [5].

Gambar 2.1 Base Transceiver Station [6]

  BTS terdiri dari beberapa perangkat yang menunjang kinerja BTS tersebut antara lain : tower, antena sektoral, antena microwave, penangkal petir, lampu, kabel

  feeder , shelter, grounding [6].

  Tower, menara yang terbuat dari rangkaian besi atau pipa baik segi empat atau

  segi tiga, atau hanya berupa pipa panjang (tongkat), yang bertujuan untuk menempatkan antena dan radio pemancar maupun penerima gelombang telekomunikasi dan informasi. Tower BTS komunikasi dan informatika memiliki derajat keamanan tinggi terhadap manusia dan makhluk hidup di bawahnya, karena memiliki radiasi yang sangat kecil sehingga sangat aman bagi masyarakat di bawah maupun di sekitarnya. Tipe tower pada umumnya 3 macam yaitu :

  1. Tower dengan 4 kaki, tower pipa besar (diameter pipa 30cm keatas dan tanpa kawat spanner) dan biasa dibangun di area greenfield. Tower ini sangat jarang dijumpai roboh, karena sudah dipertimbangkan konstruksinya. Tipe ini mahal biayanya (650 juta hingga 1 milyar rupiah), namun kuat dan mampu menampung banyak antenna dan radio.

  2. Tower segitiga, tower yang menggunakan pipa besi dengan diameter 2cm ke atas dan dibangun di area greenfield. Tower ini juga mampu menampung banyak antena dan radio dengan ketinggian rata-rata 40 m.

  3. Tower dengan 1 kaki atau yang disebut dengan monopole. Tower ini dibangun dengan pipa besi diameter 40-50 cm dengan tinggi mencapai 42 m jika dibangun di area greenfield. Sedangkan jika dibangun di area rooftop (atas bangunan) tingginya tidak lebih dari 20 m (lebih dari itu akan melengkung) sebab pipa besi yang digunakan diameternya lebih kecil dari 40 cm yang sering disebut dengan biaya dan lebih praktis dari segi area penempatan tower [7].

2.2.2 Shelter

  Shelter BTS adalah suatu tempat yang penyimpanan perangkat-perangkat telekomunikasi. Untuk letaknya, biasanya juga tidak akan jauh dari suatu Tower atau Menara karena adanya ketergantungan sebuah fungsi diantara keduanya, yakni

  

shelter BTS dan Tower. Komponen – komponen yang terdapat dalam shelter antara

  lain : rectifier (sebagai penyearah tegangan), AC (sebagai pendingin ruangan), baterai (sebagai tenaga cadangan), radio transmitter/receiver (sebagai pengatur slot trafik pada BTS) [6].

2.3 Pengertian Antena

  Dalam sejarah komunikasi, perkembangan teknik informasi tanpa menggunakan kabel ditetapkan dengan nama antena. Antena berasal dari bahasa Latin antena yang berarti tiang kapal layar. Dalam pengertian sederhana kata Latin ini berarti juga “penyentuh atau peraba” sehingga kalau dihubungkan dengan teknik komunikasi berarti bahwa antena mempunyai tugas menelusuri jejak gelombang elektromagnetik, hal ini jika antena berfungsi sebagai penerima. Sedangkan jika sebagai pemancar maka tugas antena tersebut adalah menghasilkan sinyal gelombang elektromagnetik [8]. yang digunakan untuk memancarkan atau meneruskan gelombang elektromagnetik menuju ruang bebas atau menangkap gelombang elektromegnetik dari ruang bebas.

  Energi listrik dari pemancar dikonversi menjadi gelombang elektromagnetik dan oleh sebuah antena yang kemudian gelombang tersebut dipancarkan menuju udara bebas.

  Pada penerima akhir gelombang elektromagnetik dikonversi menjadi energi listrik dengan menggunakan antena.

Gambar 2.2 menunjukkan antena sebagai pengirim dan penerima dimana antena Tx sebagai pengirim dan Rx sebagai penerima [3].Gambar 2.2 Antena dengan Transceiver dan Receiver [3]

2.4 Parameter Antena

  Ada beberapa parameter antena yang digunakan untuk menguji atau mengukur performa antena yang akan digunakan. Antara lain direktivitas antena, gain antena, pola radiasi antena, polarisasi antena, beamwidth antena dan bandwidth antena [2].

  Direktivitas antena merupakan ukuran kemampuan yang dimiliki antena untuk memusatkan energi dalam satu atau lebih ke arah khusus. Antena dapat juga ditentukan pengarahannya tergantung dari pola radiasinya. Dalam sebuah array propagasi akan diberikan jumlah energi, gelombang radiasi akan dibawa pada suatu arah. Elemen dalam array dapat diatur sehingga mengakibatkan perubahan pola atau distribusi energi yang memungkinkan ke semua arah (omnidirectional). Elemen juga dapat diatur sehingga radiasi energi dapat dipusatkan dalam satu arah (unidirectional). Direktivitas antena merupakan perbandingan kerapatan daya maksimum dengan kerapatan daya rata-rata. Maka dapat dituliskan pada Persamaan

  2.1.

  ( ,∅)

  (2.1) = =

  ( ,∅) −

  ( , ∅) : Intensitas Radiasi (daya tiap unit sudut ruang) pada Arah Tertentu.

  P( , ∅) − : Intensitas Radiasi Rata-rata dari Seluruh Permukaan.

2.4.2 Gain Antena

  Gain adalah karakter antena yang terkait dengan kemampuan antena untuk

  mengarahkan atau memusatkan energi frekuensi radio dalam arah tertentu. Satuan yang digunakan pada gain adalah desibel (dB).

  . (2.2) = =

  Dimana :

  e e

  : Efisiensi Antena, 0 ≤ ≤1

  D : Direktivitas Antena

  Gain antena dapat diperoleh dengan mengukur daya pada main lobe dan

  membandingkan dengan daya pada antena referensi. Gain antena diukur dalam desibel, bisa dalam dBi ataupun dBd. Jika antena referensi adalah sebuah dipole, antena diukur dalam dBd. “d” di sini mewakili dipole, jadi gain antena diukur terhadap sebuah antena dipole. Jika antena referensi adalah sebuah isotropic, maka

  gain antena diukur relatif terhadap sebuah antena isotropic.

  Gain dapat dihitung dengan membandingkan kerapatan daya maksimum

  antena yang diukur dengan antena referensi yang diketahui gain-nya. Maka dapat dituliskan pada Persamaan 2.3.

  ( )

  (2.3) = ( )

  ( )

  Dimana : Pmax : Daya maksimum G : Penguatan Antena

  Pola radiasi antena didefinisikan sebagai fungsi matematik atau representasi grafik dari sifat radiasi antena sebagai fungsi dari koordinat. Pada sebagian besar kasus, pola radiasi ditentukan di luasan wilayah dan direpresentasikan sebagai fungsi dari koordinat directional. Pola radiasi antena adalah plot 3-dimensi distribusi sinyal yang dipancarkan oleh sebuah antena, atau plot 3-dimensi tingkat penerimaan sinyal yang diterima oleh sebuah antena.

1. Pola Radiasi Antena Unidirectional

  Antena unidirectional mempunyai pola radiasi yang terarah dan dapat menjangkau jarak yang relatif jauh. Gambar 2.3 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena unidirectional.

Gambar 2.3 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional [2] Pola Radiasi Antena Omnidirectional Antena omnidirectional mempunyai pola radiasi yang digambarkan seperti bentuk kue donat dengan pusat berimpit. Antena Omnidirectional pada umumnya mempunyai pola radiasi 360° jika dilihat pada bidang medan magnetnya. Gambar 2.4 merupakan gambaran secara umum bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena

  omnidirectional.

Gambar 2.4 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional [2]

2.4.4 Polarisasi Antena

  Polarisasi antena merupakan perambatan radiasi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh suatu antena dimana arah elemen antena terhadap permukaan bumi sebagai referensi lain. Energi yang berasal dari antena dipancarkan dalam bentuk sphere, dimana bagian kecil dari sphere disebut dengan wave front. Pada umumnya semua titik pada gelombang depan sama dengan jarak antara antena. Selanjutnya dari antena tersebut, gelombang akan membentuk kurva yang kecil. dipancarkan, maka polarisasi dapat digambarkan pada Gambar 2.5 dimana E merupakan arah medan listik dan M merupakan arah medan magnet.

  z x y

Gambar 2.5 Polarisasi Antena [2]

2.4.5 Beamwidth Antena

  Beamwidth adalah besarnya sudut berkas pancaran gelombang frekuensi radio utama (main lobe) yang dihitung pada titik 3 dB menurun dari puncak lobe utama.

  Besarnya beamwidth ditunjukkan pada Persamaan 2.4 :

  21.1

  (2.4) = .

  Dimana : B : Beamwidth (derajat) f : Frekuensi (GHz) d : Diameter Antena (m) nomor 1), lobe sisi samping (side lobe, nomor dua), dan lobe sisi belakang (back

  

lobe , nomor 3). Half Power Beamwidth ( HPBW) adalah daerah sudut yang dibatasi

oleh titik-titik ½ daya atau -3 dB atau 0.707 dari medan maksimum pada lobe utama.

  

First Null Beamwidth (FNBW) adalah besar sudut bidang diantara dua arah pada

main lobe yang intensitas radiasinya nol.

Gambar 2.6 Beamwidth Antena [2]

2.4.6 Bandwidth Antena

  Pemakaian sebuah antena dalam sistem pemancar atau penerima selalu dibatasi oleh daerah frekuensi kerjanya. Pada range frekuensi kerja tersebut antena dituntut harus dapat bekerja dengan efektif agar dapat menerima atau memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Bandwidth Antena [2]

  Daerah frekuensi kerja dimana antena masih dapat bekerja dengan baik dinamakan bandwidth antena. Misalnya sebuah antena bekerja pada frekuensi tengah sebesar fC, namun ia juga masih dapat bekerja dengan baik pada frekuensi f1 (di bawah fC) sampai dengan f2 (di atas fC), maka bandwidth antena tersebut ditunjukkan pada Persamaan 2.5 : _{2 1}

  −

  = (2.5)

  % 100 % Bandwidth yang dinyatakan dalam persen seperti ini biasanya digunakan untuk menyatakan bandwidth antena yang memiliki band sempit (narrow band).

  Sedangkan untuk band yang lebar (broad band) biasanya digunakan definisi rasio antara batas frekuensi atas dengan frekuensi bawah [2].

2.5 Antena Isotropis

  Antena isotropis merupakan sumber titik yang memancarkan daya ke segala arah dengan intensitas yang sama, seperti permukaan bola. Karena itu dikatakan pola radiasi antena isotropis berbentuk bola. Antena ini tidak ada dalam dunia nyata dan yang lebih kompleks. Gambar 2.8 menunjukkan gambar antena isotropis [3].

  x z

Gambar 2.8 Antena Isotropis [3]

2.6 Antena Directional

  Berdasarkan direktivitasnya, antena directional dibagi menjadi antena

  

unidirectional dan antena omnidirectional. Antena unidirectional adalah antena yang

  memancarkan dan menerima sinyal hanya dari satu arah. Sedangkan antena

  

omnidirectional adalah antena yang memancarkan dan menerima sinyal dari segala

arah [4].

2.6.1 Antena Unidirectional

  Antena unidirectional memancarkan dan menerima sinyal dari satu arah. Hal ini ditunjukkan dengan bentuk pola radisinya yang terarah. Antena unidirectional mempunyai kemampuan direktivitas yang lebih terarah dibandingkan jenis – jenis antena lainnya. Kemampuan direktivitas ini membuat antena ini lebih banyak antena mampu mendapatkan sinyal yang relatif kecil dan mengirimkan sinyal lebih jauh. Umumnya antena unidirectional mempunyai spesifikasi gain tinggi tetapi

  

beamwidth kecil. Hal ini menguntungkan karena kecilnya beamwidth menyebabkan

  berkurangnya derau yang masuk ke dalam antena. Semakin kecil bidang tangkapan (aperture), semakin naik selektivitas antena terhadap sinyal wireless maka semakin sedikit derau yang ditangkap oleh antena tersebut. Beberapa macam antena

  

unidirectional antara lain antena Yagi-Uda, antena Parabola, antena Helix, antena

Log-Periodic , dan lain – lain. Gambar 2.9 memperlihatkan beberapa contoh antena

unidirectional .

Gambar 2.9 Contoh Antena Unidirectional [4]

2.6.2 Antena Omnidirectional

  Antena omnidirectional memancarkan dan menerima sinyal dari segala arah dengan daya pancar yang sama. Untuk menghasilkan cakupan area yang luas, gain antena omnidirectional harus memfokuskan dayanya secara horizontal dengan antena jenis ini adalah dapat melayani jumlah pengguna yang lebih banyak dan biasanya digunakan untuk posisi pengguna yang melebar. Kesulitannya adalah pada pengalokasian frekuensi untuk setiap sel agar tidak terjadi interferensi. Antena jenis ini biasanya digunakan untuk posisi pelanggan yang melebar. Direktivitas antena

  

omnidirectional berada dalam arah vertikal. Bentuk pola radiasi antena

omnidirectional digambarkan seperti bentuk kue donat dengan pusat berimpit.

  Kebanyakan antena ini mempunyai polarisasi vertikal, meskipun tersedia juga polarisasi yang horizontal. Antena omnidirectional dalam pengukuran sering digunakan sebagai pembanding terhadap antena yang lebih kompleks [4].

2.7 Propagasi Gelombang Radio

  Propagasi gelombang radio merupakan sesuatu yang penting untuk mengetahui dan mengerti rintangan serta gangguan dalam lingkungan radio bergerak.

  Pengetahuan terhadap propagasi gelombang radio juga sangat penting dalam perencanaan dan pengoperasian komunikasi dengan gelombang radio agar komunikasi dapat berjalan dengan lancar. Gelombang radio dipancarkan dari pemancarnya dalam kecepatan yang hampir mencapai kecepatan cahaya. Propagasi dari gelombang radio ditentukan terutama oleh medium penjalaran gelombang tersebut. Propagasi gelombang radio terbagi atas [9] :

  Propagasi Ruang Bebas Gelombang radio tidak dipengaruhi oleh bumi atau atmosfer. Propagasi ruang bebas sangat jarang dan hanya akan terjadi apabila pemancar dan penerima tidak dipengaruhi oleh permukaan bumi atau objek yang dapat menyebabkan refleksi dan terjadinya penyerapan termasuk oleh pemancar dan penerima itu sendiri. Pada

Gambar 2.10 dapat dilihat gelombang radio yang ditransmisikan secara langsung dari

  Tx ke Rx dan ada juga gelombang radio yang diterima Rx dari gelombang pantulan tanah.

Gambar 2.10 Gelombang Langsung dan Pantulan Tanah [9] 2.

  Gelombang Tanah Gelombang tanah adalah radiasi yang dipengaruhi oleh permukaan bumi dan objek yang berada di permukaan bumi. oleh objek yang dapat menyebabkan terjadinya penyerapan gelombang seperti bangunan, vegetasi, bukit, gunung dan beberapa objek yang tidak beraturan yang terdapat pada permukaan bumi.

Gambar 2.11 Gambar Permukaan Tanah [9] 3.

  Gelombang Troposfer Gelombang troposfer adalah radiasi gelombang yang tetap terjaga dekat dari permukaan bumi yang disebabkan oleh adanya pembelokan pada atmosfer bawah.

  Jumlah pembelokan gelombang akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya frekuensi gelombang. Secara umum gelombang troposfer merupakan hasil dari penyerapan gelombang radio oleh bangunan,bukit dan gunung.

4. Gelombang Ionosfer

  Gelombang ionosfer berasal dari gelombang radio yang mempunyai sudut vertikal. Dengan pantulan yang berturut-turut dari permukaan bumi dan ionosfer maka komunikasi dapat terjadi pada jarak yang sangat jauh. lapisan udara ionosfer yang menghasilkan pantulan berturut-turut dengan sudut vertikal sehingga menjangkau area yang lebih luas [9].

Gambar 2.12 Gelombang Ionosfer [9]

2.8 Mekanisme Propagasi Gelombang Radio dan Pengaruhnya

  Mekanisme propagasi (perambatan) gelombang elektromagnetik bermacam- macam, namun secara umum dapat dikategorikan menjadi tiga, yaitu :

  1. Refleksi Refleksi adalah gejala pantulan gelombang yang disebabkan oleh berbagai benda yang dimensi permukaan benda lebih besar dari panjang gelombang.

  2. Difraksi Difraksi secara umum adalah pergerakan gelombang yang dekat dengan permukaan bumi, yang cenderung mengikuti pola kelengkungan permukaan bumi.

  Difraksi merupakan gejala pembelokan gelombang yang disebabkan oleh berbagai panjang gelombang.

3. Scattering

  

Scattering adalah gejala hamburan gelombang ke segala arah yang disebabkan

oleh benda atau objek yang sama besar atau lebih kecil dari panjang gelombang.

  Gelombang-gelombang yang terpencar dihasilkan oleh permukaan-permukaan yang kasar atau objek lain yang menyebabkan ketidakteraturan dalam hal jalur lintasan gelombang. Didalam praktiknya, daun-daun, pepohonan, tanda-tanda penunjuk jalan raya, dan lampu rambu lalu lintas pun menyebabkan terjadinya pemancaran gelombang [5].

  Pada Gambar 2.13 dijelaskan mekanisme propagasi gelombang elektromagnetik seperti refleksi, difraksi dan scattering yang dapat terjadi secara bersamaan dari Tx ke Rx diantara beberapa bangunan sekitarnya [9].

Gambar 2.13 Mekanisme Propagasi Gelombang [9] penerimaan sinyal gelombang radio oleh penerima atau MS. Pengaruh akibat adanya mekanisme propagasi gelombang tersebut adalah sebagai berikut :

  1. Fading

  Fading adalah gangguan yang disebabkan oleh adanya propagasi gelombang

  radio terutama refleksi atau pantulan gelombang. Hal ini disebabkan oleh adanya pantulan gelombang maka akan menyebabkan multipath sehingga sinyal dari gelombang radio akan menempuh lebih dari satu lintasan sebelum sampai ke penerima. Fading ini akan dirasakan sebagai timbul tenggelamnya suara yang terdengar oleh penerima.

  2. Delay Spread / Time Dispersion

  Multipath yang terjadi karena adanya pantulan gelombang juga akan

  menyebabkan delay spread atau time dispersion. Delay spread atau time dispersion ini adalah gejala penerimaan sinyal gelombang radio dengan lintasan yang berbeda- beda oleh penerima. Hal tersebut akan menyebabkan waktu kedatangan sinyal tidak sama karena panjang lintasan tersebut berbeda satu sama lain.

  3. Interferensi Pengulangan frekuensi pada sistem seluler menyebabkan adanya interferensi, yaitu interferensi antara sel yang menggunakan frekuensi yang sama. Sehingga ada mempunyai frekuensi yang sama dengan BTS di pusat sel dimana penerima berbeda.

  4. Derau Sinyal radio yang dipancarkan dari BTS ke MS akan mengalami gangguan derau.

  Sumber-sumber derau yang dapat mempengaruhi sinyal radio tersebut adalah derau alami seperti derau termal, derau atmosfer, derau galaktik, derau matahari dan derau buatan manusia seperti dari fasilitas pembangkit listrik, sistem penerangan, dan derau dari mesin kenderaan bermotor.

  5. Doppler shift

  Doppler shift merupakan perubahan frekuensi radio yang disebabkan oleh

  gerakan MS. Pergeseran frekuensi ini tergantung dari arah dan kecepatan MS yang akan menyebabkan modulasi frekuensi acak pada sinyal radio bergerak [9].

2.9 Pengaruh Variasi Topografi terhadap Propagasi

  Mekanisme dari propagasi gelombang radio dan gangguan yang mempengaruhi penerimaan sinyal dapat disebabkan oleh kondisi topografi yang berbeda-beda. Hal inilah yang nantinya menyebabkan terjadinya refleksi, difraksi dan

  

scattering . Dengan adanya variasi topografi maka tipe propagasi dibagi menjadi dua

  yaitu :

  Line of Sight (LOS)

  Line of sight adalah keadaan dimana antara pemancar dan penerima saling

  terlihat, tidak terhalang oleh apapun. Antara pemancar dan penerima berada pada satu garis lurus.

Gambar 2.14 Line of Sight (LOS) [9]Gambar 2.14 menjelaskan zona Fresnel merupakan area disekitar LOS visual yang disebarkan/dipancarkan oleh gelombang radio sampai setelah gelombang radio

  tersebut meninggalkan antena transmisi. Di area ini harus jelas/bersih/tidak ada objek apapun atau kekuatan sinyalnya akan melemah dimana d merupakan jarak antara kedua antena transmitter dan receiver dan b merupakan jari-jari dari Fresnel pertama.

2. Non Line of Sight (NLOS)

  

Non Line of Sight adalah keadaan dimana antara pemancar dan penerima sinyal terdapat gangguan pada zona Fresnel yaitu berupa objek fisik. pepohonan sehingga menggangu transmisi sinyal oleh karena itu disebut sebagai NLOS[5].

Gambar 2.15 Non Line of Sight [5]

2.10 Tipe Daerah dan Model Propagasi

  Bentuk muka bumi mempengaruhi propagasi gelombang radio. Daerah yang memiliki perbukitan (daerah pegunungan) berbeda dengan daerah dengan gedung- gedung tinggi (daerah perkotaan). Pembagian tipe daerah dibedakan berdasarkan struktur yang dibuat manusia (human-made structure) dan keadaan alami daerah, tipe-tipe tersebut yaitu [6] : 1.

  Daerah Rural, jumlah bangunan sedikit dan jarang, alam terbuka. Contoh : Pedesaan.

  Daerah Suburban, jumlah bangunan yang mulai padat, tinggi rata-rata antara 12- 20 m dan lebar 18-30 m. Contoh : Kota-kota kecil, Pinggiran kota.

3. Daerah Urban, memiliki gedung-gedung yang rapat dan tinggi. Dibagi menjadi

  

Small or Medium City dimana lingkungan ini berupa gedung bertingkat dengan

  ketinggian rata-rata kurang dari 5 tingkat, lebar jalan kurang dari 15 m dan Large

  

City , lingkungan ini berupa gedung bertingkat dengan tinggi rata-rata lebih dari 5

  tingkat, lebar jalan lebih dari 15 m. Contoh : Daerah pusat kota baik metropolis maupun kota menengah [5].

  Pemilihan model propagasi didasarkan pada tipe daerah, ketinggian antena, frekuensi yang digunakan dan beberapa parameter lainnya. Beberapa model yang sering digunakan untuk memprediksi propagasi gelombang radio beserta karakteristiknya adalah sebagai berikut [10] :

  1. Model Okumura, cocok untuk daerah urban dan suburban, model Okumura adalah model perambatan radio yang dibangun dengan menggunakan data yang dikumpulkan di kota Tokyo, Jepang. Model ini ideal untuk digunakan di kota- kota dengan banyak struktur perkotaan tapi tidak banyak struktur blocking tinggi.

  Model ini cocok dengan frekuensi pembawa antara 100 MHz-1 GHz. Model ini menjabat sebagai dasar untuk model Hatta [5].

  2. Model Hatta, merupakan bentuk persamaan empirik dari kurva redaman lintasan yang dibuat oleh Okumura, karena itu model ini lebih sering disebut sebagai model Okumura-Hatta. Model ini cocok untuk daerah urban, suburban dan rural, tinggi MS 1-10 meter, dan jarak antara antena pemancar dan MS 1-20 kilometer [5].

  3. Model COST 231 / Walfisch-Ikegami (WIM), model ini hasil dari penelitian dibawah badan Cooperation Scientific and Technical Research (COST) dengan kode project COST-231, yang kemudian diadopsi oleh ITU untuk standar selular dan PCS. Pemodelan COST-231 atau disebut juga pemodelan Walfisch-Ikegami adalah kombinasi antara model empiris dan semideterministik untuk estimasi mean path loss pada daerah urban. Pada aplikasinya dapat digunakan pada sistem GSM dan CDMA jika ingin memasukkan unsur tambahan tinggi gedung rata-rata, separasi antar gedung lebar jalan, sudut kedatangan sinyal terhadap jalan [9].