Analisis Penerapan Model Propagasi Empiris Pada Gedung Swalayan Yang Dimodelkan
TUGAS AKHIR
ANALISIS PENERAPAN MODEL PROPAGASI EMPIRIS COST-231
MULTI-WALL PADA GEDUNG SWALAYAN YANG DIMODELKAN
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh
Elsa Dahlia Sinaga
NIM: 120422022
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
ANALISIS PENERAPAN MODEL PROPAGASI EMPIRIS COST
231 MULTI WALL PADA GEDUNG SWALAYAN YANG
DIMODELKAN
Disusun Oleh:
ELSA DAHLIA SINAGA
120422022
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada tanggal 19 bulan Agustus tahun 2015 di depan Penguji:
1. Ketua Penguji : Naemah Mubarakah, ST, MT
2. Anggota Penguji : Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST, MT
Disetujui Oleh :
Pembimbing Tugas Akhir
Dr. MAKSUM PINEM, ST, MT
NIP : 19640125 199103 1001
Diketahui Oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU
Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si.
NIP. 19540531 198601 1 00
ABSTRAK
Fasilitas WiFisemakin banyak diterapkan pada berbagai lembaga/instansi
guna memenuhi kebutuhan akan terjaminnya koneksi internet untuk beragam
macam kebutuhan.Pada swalayan, salah satunya, fasilitas WiFi dapat dijadikan
media untuk saling berkomunikasi antar para pekerja, melaporkan informasi
maupun menerima informasi ter-update ke dan dari kantor sentral serta
mendukung perkembangan swalayan untuk menggunakan teknologi RFID (Radio
Frequency Identification) pada sistemnya.
Untuk menentukan jumlah dan posisi access pointdari bangunan swalayan
yang dimodelkan, jarak di mana rugi-rugi lintasan maksimum diambil untuk
mewakili jari-jari sel cakupan area. Perhitungan rugi-rugi lintasan dilakukan
dengan menggunakan model propagasi empiris Cost-231 multi-wall. Pada
analisis, jarak rata-rata antar rak pada bangunan swalayan yang dimodelkan
divariasikan.
Berdasarkan hasil analisis, didapatkan bahwa jarak, jumlah serta material
dari penghalang yang dilewati sinyal akan memberikan besar rugi-rugi yang
berbeda pula. Untuk variasi jarak antar rak adalah 0,75 meter, 1,25 meter, 1,75
meter, 2 meter dan 2,3 meter, besar rugi-rugi maksimumnya secara berturut-turut
adalah 74,95193 dB, 78,99955 dB, 78,16135 dB, 78,37394 dB dan 78,99963 dB,
yaitu pada jarak 11,6251 m, 12,526 m, 16,8216 m, 17,2384 m dan 18,527. Untuk
model bangunan swalayan berukuran 125 x 81 meter persegi yang dimodelkan
dengan jarak antar rak rata-rata adalah 2,3 meter, didapatkan bahwa dibutuhkan
13 access pointuntuk mencakup seluruh area bangunannya.
Kata kunci: Cost-231 multi-wall, WiFi, Access Point
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
kekuatan, rahmat dan berkat yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul dari Tugas Akhir ini adalah:
“ANALISIS PENERAPAN MODEL PROPAGASI EMPIRIS PADA
GEDUNG SWALAYAN YANG DIMODELKAN”
Selama menjalani proses pendidikan dan menyelesaikan Tugas Akhir ini,
penulis menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Untuk
itu, dengan ketulusan dan kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan terima
kasih kepada:
1.
Ibunda Ani Ruminta tercinta, kak Hermawaty Sinaga, adik Febriyanti
Sinaga dan adik Swita Sinaga, yang telah memberi dukungan dalam segala
hal kepada penulis.
2.
Bapak Dr. Maksum Pinem, ST, MT, sebagai Dosen Pembimbing saya,
yang atas bantuan, dukungan dan arahan beliau saya dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
3.
Bapak Ir. Hendra Zulkarnaen selaku dosen wali penulis, atas bimbingan
dan arahannya selama menyelesaikan perkuliahan.
4.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M. Si dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
5.
Bapak Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST, MT dan Bu Naemah Mubarakah, ST,
MT, selaku dosen penguji Tugas Akhir yang telah memberi masukan
dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
6.
Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara, atas segala bantuannya.
ii
7.
Kak Evalina Mangunsong, Indah Tambunan, Eva Gultom, Novia
Manihuruk, dan Evi Napitupulu, atas dukungannya selama ini yang selalu
menguatkan penulis.
8.
Seluruh teman seperjuangan di ekstensi Teknik Elektro FT-USU angkatan
2012; Ummu Handasah Pohan, Panangian Mahadi Sihombing, Cakra
Danu Sedayu dan Debora Br Sinaga, yang telah ikut memberikan masukan
dalam penulisan Tugas Akhir ini, juga untuk Meinarty Sinurat, atas
dukungannya.
9.
Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik
dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu, saran dan kritik dengan
tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi
pembaca, terutama bagi penulis sendiri.
Medan,
Juli 2015
Penulis
Elsa Dahlia Sinaga
NIM. 120422022
iii
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. vi
DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2
Perumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3
Tujuan Penulisan ...................................................................................... 2
1.4
Batasan Masalah ....................................................................................... 2
1.5
Metodologi Penelitian .............................................................................. 3
1.6
Sistematika Penulisan ............................................................................... 4
BAB II DASAR TEORI ......................................................................................... 6
2.1
Umum ....................................................................................................... 6
2.2
Konsep WLAN ......................................................................................... 7
2.3
Infrastruktur Jaringan WLAN .................................................................. 8
2.3.1
Distribution System ......................................................................... 10
2.3.2
Access Point .................................................................................... 10
2.3.3
Wireless Medium ............................................................................. 11
2.3.4
Station ............................................................................................. 11
2.4
Propagasi Gelombang Radio .................................................................. 11
2.5
Rugi-rugi Lintasan Bebas (Free Space Path Loss) ................................ 12
2.6
Rugi-rugi Lintasan indoor ...................................................................... 13
2.7
Model Propagasi Indoor ......................................................................... 14
2.8
Model Propagasi Empiris Cost-231 Multi-Wall .................................... 14
2.9
Menentukan Area Cakupan Sel dalam Bangunan .................................. 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................. 20
3.1
Diagram Alir Metode Penelitian ............................................................ 20
3.2
Model Bangunan Swalayan .................................................................... 22
iv
3.3
Perancangan jaringan WLAN ................................................................ 23
3.3.1
Kebutuhan Awal.............................................................................. 24
3.3.2
Asumsi-asumsi ................................................................................ 24
3.4
Parameter Path Loss Indoor ................................................................... 25
3.5
Model Perhitungan Path Loss Cost-231 Multi-Wall .............................. 26
3.6
Menghitung Cakupan Daya Pancar Access Point ke Penerima.............. 26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 28
4.1.
Pendahuluan ........................................................................................... 28
4.2.
Analisis dan Hasil Perhitungan .............................................................. 28
4.2.1.
Penentuan Link Margin ................................................................... 28
4.3.
Analisis Pengaruh Jumlah Rak Terhadap Jari-Jari Sel ........................... 29
4.4.
Penerapan model Cost-231 multi-wall pada penentuan jari-jari sel ....... 31
4.5.
Analisis Pengaruh Jarak Antar Rak terhadap Jumlah Sel ...................... 35
4.6.
Analisis Penempatan Sel ........................................................................ 36
BAB V PENUTUP ................................................................................................ 41
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 41
5.2 Saran............................................................................................................ 41
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... viii
LAMPIRAN ........................................................................................................... ix
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komponen utama sistem komunikasi wireless [1].............................. 6
Gambar 2.2 Basic Service Set (a) Independent (b) Infrastructure [3] .................... 9
Gambar 2.3 Komponen Penyusun Jaringan WLAN [3] ....................................... 10
Gambar 2.4 Refleksi dan Refraksi [6]................................................................... 12
Gambar 2.5 Propagasi Indoor ............................................................................... 13
Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian ....................................................... 20
Gambar 3.2 Denah interior model bangunan swalayan ........................................ 23
Gambar 4.1 Perbandingan jumlah rak terhadap jarak maksimum daya masih dapat
diterima .............................................................................................. 30
Gambar 4.2 Perbandingan jarak antar rak terhadap jari-jari sel............................ 32
Gambar 4.3 Perbandingan rugi-rugi untuk variasi d maksimum .......................... 34
Gambar 4.4 Jarak maksimum cakupan access point............................................. 36
Gambar 4.5 Penempatan Sel-sel pada bangunan swalayan yang dimodelkan ...... 38
Gambar 4.6Penempatanaccess pointakhir pada bangunan swalayan yang
dimodelkan ........................................................................................ 40
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rata-rata througput dari standar WiFi [11] ............................................. 8
Tabel 3.1 Tipe Dinding untuk Model Cost-231 Multi-Wall[15] .......................... 26
Tabel 4.1 Perbandingan jumlah rak penghalang terhadap cakupan daya pancar
maksimum ........................................................................................... 30
Tabel 4.2 Jari-jari sel untuk variasi jarak rak pada bangunan swalayan yang
dimodelkan .......................................................................................... 31
Tabel 4.3 D maksimum untuk tiap variasi jarak antar rak .................................... 33
Tabel 4.4Perbandingan Rugi-rugi lintasan total untuk d maksimum tiap variasi
jarak rak dari swalayan yang dimodelkan ........................................... 34
vii
ANALISIS PENERAPAN MODEL PROPAGASI EMPIRIS COST-231
MULTI-WALL PADA GEDUNG SWALAYAN YANG DIMODELKAN
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh
Elsa Dahlia Sinaga
NIM: 120422022
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
ANALISIS PENERAPAN MODEL PROPAGASI EMPIRIS COST
231 MULTI WALL PADA GEDUNG SWALAYAN YANG
DIMODELKAN
Disusun Oleh:
ELSA DAHLIA SINAGA
120422022
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada tanggal 19 bulan Agustus tahun 2015 di depan Penguji:
1. Ketua Penguji : Naemah Mubarakah, ST, MT
2. Anggota Penguji : Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST, MT
Disetujui Oleh :
Pembimbing Tugas Akhir
Dr. MAKSUM PINEM, ST, MT
NIP : 19640125 199103 1001
Diketahui Oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU
Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si.
NIP. 19540531 198601 1 00
ABSTRAK
Fasilitas WiFisemakin banyak diterapkan pada berbagai lembaga/instansi
guna memenuhi kebutuhan akan terjaminnya koneksi internet untuk beragam
macam kebutuhan.Pada swalayan, salah satunya, fasilitas WiFi dapat dijadikan
media untuk saling berkomunikasi antar para pekerja, melaporkan informasi
maupun menerima informasi ter-update ke dan dari kantor sentral serta
mendukung perkembangan swalayan untuk menggunakan teknologi RFID (Radio
Frequency Identification) pada sistemnya.
Untuk menentukan jumlah dan posisi access pointdari bangunan swalayan
yang dimodelkan, jarak di mana rugi-rugi lintasan maksimum diambil untuk
mewakili jari-jari sel cakupan area. Perhitungan rugi-rugi lintasan dilakukan
dengan menggunakan model propagasi empiris Cost-231 multi-wall. Pada
analisis, jarak rata-rata antar rak pada bangunan swalayan yang dimodelkan
divariasikan.
Berdasarkan hasil analisis, didapatkan bahwa jarak, jumlah serta material
dari penghalang yang dilewati sinyal akan memberikan besar rugi-rugi yang
berbeda pula. Untuk variasi jarak antar rak adalah 0,75 meter, 1,25 meter, 1,75
meter, 2 meter dan 2,3 meter, besar rugi-rugi maksimumnya secara berturut-turut
adalah 74,95193 dB, 78,99955 dB, 78,16135 dB, 78,37394 dB dan 78,99963 dB,
yaitu pada jarak 11,6251 m, 12,526 m, 16,8216 m, 17,2384 m dan 18,527. Untuk
model bangunan swalayan berukuran 125 x 81 meter persegi yang dimodelkan
dengan jarak antar rak rata-rata adalah 2,3 meter, didapatkan bahwa dibutuhkan
13 access pointuntuk mencakup seluruh area bangunannya.
Kata kunci: Cost-231 multi-wall, WiFi, Access Point
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
kekuatan, rahmat dan berkat yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul dari Tugas Akhir ini adalah:
“ANALISIS PENERAPAN MODEL PROPAGASI EMPIRIS PADA
GEDUNG SWALAYAN YANG DIMODELKAN”
Selama menjalani proses pendidikan dan menyelesaikan Tugas Akhir ini,
penulis menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Untuk
itu, dengan ketulusan dan kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan terima
kasih kepada:
1.
Ibunda Ani Ruminta tercinta, kak Hermawaty Sinaga, adik Febriyanti
Sinaga dan adik Swita Sinaga, yang telah memberi dukungan dalam segala
hal kepada penulis.
2.
Bapak Dr. Maksum Pinem, ST, MT, sebagai Dosen Pembimbing saya,
yang atas bantuan, dukungan dan arahan beliau saya dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
3.
Bapak Ir. Hendra Zulkarnaen selaku dosen wali penulis, atas bimbingan
dan arahannya selama menyelesaikan perkuliahan.
4.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M. Si dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
5.
Bapak Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST, MT dan Bu Naemah Mubarakah, ST,
MT, selaku dosen penguji Tugas Akhir yang telah memberi masukan
dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
6.
Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara, atas segala bantuannya.
ii
7.
Kak Evalina Mangunsong, Indah Tambunan, Eva Gultom, Novia
Manihuruk, dan Evi Napitupulu, atas dukungannya selama ini yang selalu
menguatkan penulis.
8.
Seluruh teman seperjuangan di ekstensi Teknik Elektro FT-USU angkatan
2012; Ummu Handasah Pohan, Panangian Mahadi Sihombing, Cakra
Danu Sedayu dan Debora Br Sinaga, yang telah ikut memberikan masukan
dalam penulisan Tugas Akhir ini, juga untuk Meinarty Sinurat, atas
dukungannya.
9.
Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik
dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu, saran dan kritik dengan
tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi
pembaca, terutama bagi penulis sendiri.
Medan,
Juli 2015
Penulis
Elsa Dahlia Sinaga
NIM. 120422022
iii
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. vi
DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2
Perumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3
Tujuan Penulisan ...................................................................................... 2
1.4
Batasan Masalah ....................................................................................... 2
1.5
Metodologi Penelitian .............................................................................. 3
1.6
Sistematika Penulisan ............................................................................... 4
BAB II DASAR TEORI ......................................................................................... 6
2.1
Umum ....................................................................................................... 6
2.2
Konsep WLAN ......................................................................................... 7
2.3
Infrastruktur Jaringan WLAN .................................................................. 8
2.3.1
Distribution System ......................................................................... 10
2.3.2
Access Point .................................................................................... 10
2.3.3
Wireless Medium ............................................................................. 11
2.3.4
Station ............................................................................................. 11
2.4
Propagasi Gelombang Radio .................................................................. 11
2.5
Rugi-rugi Lintasan Bebas (Free Space Path Loss) ................................ 12
2.6
Rugi-rugi Lintasan indoor ...................................................................... 13
2.7
Model Propagasi Indoor ......................................................................... 14
2.8
Model Propagasi Empiris Cost-231 Multi-Wall .................................... 14
2.9
Menentukan Area Cakupan Sel dalam Bangunan .................................. 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................. 20
3.1
Diagram Alir Metode Penelitian ............................................................ 20
3.2
Model Bangunan Swalayan .................................................................... 22
iv
3.3
Perancangan jaringan WLAN ................................................................ 23
3.3.1
Kebutuhan Awal.............................................................................. 24
3.3.2
Asumsi-asumsi ................................................................................ 24
3.4
Parameter Path Loss Indoor ................................................................... 25
3.5
Model Perhitungan Path Loss Cost-231 Multi-Wall .............................. 26
3.6
Menghitung Cakupan Daya Pancar Access Point ke Penerima.............. 26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 28
4.1.
Pendahuluan ........................................................................................... 28
4.2.
Analisis dan Hasil Perhitungan .............................................................. 28
4.2.1.
Penentuan Link Margin ................................................................... 28
4.3.
Analisis Pengaruh Jumlah Rak Terhadap Jari-Jari Sel ........................... 29
4.4.
Penerapan model Cost-231 multi-wall pada penentuan jari-jari sel ....... 31
4.5.
Analisis Pengaruh Jarak Antar Rak terhadap Jumlah Sel ...................... 35
4.6.
Analisis Penempatan Sel ........................................................................ 36
BAB V PENUTUP ................................................................................................ 41
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 41
5.2 Saran............................................................................................................ 41
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... viii
LAMPIRAN ........................................................................................................... ix
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komponen utama sistem komunikasi wireless [1].............................. 6
Gambar 2.2 Basic Service Set (a) Independent (b) Infrastructure [3] .................... 9
Gambar 2.3 Komponen Penyusun Jaringan WLAN [3] ....................................... 10
Gambar 2.4 Refleksi dan Refraksi [6]................................................................... 12
Gambar 2.5 Propagasi Indoor ............................................................................... 13
Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian ....................................................... 20
Gambar 3.2 Denah interior model bangunan swalayan ........................................ 23
Gambar 4.1 Perbandingan jumlah rak terhadap jarak maksimum daya masih dapat
diterima .............................................................................................. 30
Gambar 4.2 Perbandingan jarak antar rak terhadap jari-jari sel............................ 32
Gambar 4.3 Perbandingan rugi-rugi untuk variasi d maksimum .......................... 34
Gambar 4.4 Jarak maksimum cakupan access point............................................. 36
Gambar 4.5 Penempatan Sel-sel pada bangunan swalayan yang dimodelkan ...... 38
Gambar 4.6Penempatanaccess pointakhir pada bangunan swalayan yang
dimodelkan ........................................................................................ 40
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rata-rata througput dari standar WiFi [11] ............................................. 8
Tabel 3.1 Tipe Dinding untuk Model Cost-231 Multi-Wall[15] .......................... 26
Tabel 4.1 Perbandingan jumlah rak penghalang terhadap cakupan daya pancar
maksimum ........................................................................................... 30
Tabel 4.2 Jari-jari sel untuk variasi jarak rak pada bangunan swalayan yang
dimodelkan .......................................................................................... 31
Tabel 4.3 D maksimum untuk tiap variasi jarak antar rak .................................... 33
Tabel 4.4Perbandingan Rugi-rugi lintasan total untuk d maksimum tiap variasi
jarak rak dari swalayan yang dimodelkan ........................................... 34
vii