OPTIMALISASI DAN SIMULASI JARINGAN 4G LTE DI
AREA UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
TUGAS AKHIR
Diajukan Sebagai Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata-1 Pada Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh : Danang Yaqinuddin Haq
20130120051
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
iv Yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama : Danang Yaqinuddin Haq NIM : 20130120051
Program Studi : Teknik Elektro Fakultas : Teknik
Universitas : Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa makalah tugas akhir “Optimalisasi dan Simulasi Jaringan 4G LTE di Area Universitas Muhammadiyah
Yogyakarta” merupakan hasil karya tulis saya sendiri tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar keserjanaan di perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak dapat terdapat karya yang telah dipublikasikan oleh orang lain , kecuali yang secara tertulis disebutkan sumbernya dalam naskah dan daftar pustaka dengan mengikuti tata cara dan etika penulisan karya ilmiah yang lazim.
Yogyakarta, April 2017 Penulis
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan petunjuk dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Dengan penuh rasa syukur, tugas akhir ini penulis persembahkan keapada :
1. Bapak dan ibu yang telah memberikan dukungan dan doa yang tiada henti untuk kesuksesan penulis, karena tiada kata seindah lantunan doa dan tiada doa yang paling bagus selain doa yang terucap dari kedua orang tua. 2. Bapak dan ibu dosen pembimbing, penguji dan pengajar, yang selama ini
telah tulus dan ikhlas meluangkan waktunya untuk menuntun dan mengarahkan penulis agar menjadi lebih baik untuk dimasa mendatang. 3. Bapak dan ibu karyawan PT. Telkomunikasi Selular yang sudah berkenan
mempersilahkan penulis untuk melakukan pengambilan data guna kelancaran penulisan skripsi.
vi
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “ Optimalisasi dan Simulasi Jaringan 4G LTE di Area Univesitas Muhammadiyah Yogyakarta “. Penulisan skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan dalam jenjang perkuliahan Strata I Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
Dalam penulisan skripsi ini tidak lepas dari hambatan dan kekurangan, baik aspek kualitas maupun aspek kuantitas dari materi penelitian yang disajikan. Semua ini didasarkan dari keterbatasan yang dimiliki penulis. Selanjutnya dalam penulisan skripsi ini penulis banyak diberi bantuan oleh berbagai pihak.
Dalam kesempatan ini penulis dengan tulus hati mengucapkan terimakasih kepada:
1.Bapak Jazaul Ikhsan, ST., MT., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik. 2.Bapak Ir. Agus Jamal, M.Eng. selaku ketua Program Studi Teknik Elektro. 3.Ibu Anna Nur Nazilah Chamim, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing pertama dan Bapak Toha Adi Nugraha, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing kedua dalam penyusunan skripsi.
4.Bapak Indar Surahmat,S.T., M.T. selaku Dosen Penguji.
vii
6.Staff Tata Usaha Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
7.Staff Laboratorium Prodi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
8. Bapak dan Ibu karyawan/karyawati di PT. Telekomunikasi Selular Yogyakarta.
9. Teman- teman Teknik Elektro angkatan 2013 yang selalu kompak selama 4 tahun bersama-sama.
10.Semua pihak yang telah berpengaruh dalam hidup penulis secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan penulisan dari skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Akhir kata, semoga penulisan skripsi ini dapat berguna bagi penulis dan pembaca pada umumnya.
Yogyakarta, April 2017
viii
teknologi 4G. Dalam perkembangan teknologi 4G di Indonesia masih terdapat masalah dalam performansi jaringan yang diakibatkan semakin banyaknya jumlah
user dan kualitas coverage yang tidak maksimal. Selain itu, letak geografis juga berdampak pada tingkat performansi di suatu daerah. Seperti di daerah Yogyakarta, masih banyak daerah yang tingkat performansinya masih belum baik dikarenakan teknologi ini baru saja dikembangkan di Indonesia.
Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan performansi dan memberikan solusi yang terbaik mengenai masalah performansi jaringan 4G LTE . Penelitian ini akan melakukan sebuah optimasi jaringan 4G LTE dengan studi kasus di area sekitar Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Optimasi dilakukan dengan menganalisa kekuatan sinyal yang didapat dari hasil drive test. Kemudian akan didapatkan hasil dari drive test berupa nilai RSRP,RSRQ, dan SINR yang kemudian dilakukan physical tuning (tilting antenna) untuk memperbaiki kualitas performansi di daerah tersebut. Berdasarkan penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa performansi yang dihasilkan setelah melakukan optimalisasi akan lebih baik dibandingakan sebelum optimalisasi.
Kata kunci :
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN I ... ii
HALAMAN PENGESAHAN II ... iii
HALAMAN PERNYATAAN ... iv
1.5Manfaat Penulisan ... 3
1.6Sistematika Laporan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1Tinjauan Pustaka ... 4
2.2Landasan Teori ... 5
2.2.1 Sistem Telekomunikasi ... 5
2.2.2 Teknologi Selular ... 7
2.2.3 Jaringan 4G LTE ... 12
2.2.3.1Arsitektur LTE ... 14
2.2.3.2LTE Air Interface ... 16
x
2.2.8 Metode Optimalisasi Jaringan ... 24
2.2.9 Proses Optimalisasi Jaringan ... 25
2.2.10 Software Perancangan Jaringan ... 28
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1Objek Penelitian ... 30
3.2Bahan dan Alat Penelitian ... 31
3.3Langkah-Langkah Penelitian ... 31
BAB IV ANALISIS DAN HASIL PENELITIAN 4.1Analisis Hasil Pengukuran di Area Sekitar UMY ... 33
4.2Perhitungan Pathloss Jaringan 4G LTE ... 37
4.3Optimasi Kekuatan Sinyal 4G LTE ... 40
4.3.1Optimasi Daerah A ... 42
4.3.2Optimasi Daerah B ... 49
4.4Simulasi Jaringan 4G LTE di Area UMY ... 51
4.4.1 Simulasi Jaringan Sebelum Optimasi ... 52
4.4.2 Simulasi Jaringan Sesudah Optimasi ... 55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1Kesimpulan ... 60
5.2Saran ... 61
DAFTAR PUSTAKA ... 62
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komunikasi Sebagai Kegiatan Penyaluran Informasi ... 6
Gambar 2.2 Metode Simplex ... 7
Gambar 2.3 Metode Full Duplex ... 7
Gambar 2.4 Metode Half Duplex ... 7
Gambar 2.5 Arsitektur Dasar Jaringan Sistem Komunikasi Seluler ... 10
Gambar 2.6 Arsitektur UMTS dan LTE ... 15
Gambar 2.7 Arsitektur LTE ... 16
Gambar 2.8 Teknologi OFDMA dan SC-FDMA ... 19
Gambar 2.9 Jarak dan Sudut tilting antenna ... 26
Gambar 2.10 Batas Dalam dan Batas Luar Pancaran Antenna ... 27
Gambar 2.11 Tampilan Project Templates Atoll ... 28
Gambar 2.12 Interface Atoll ... 29
Gambar 4.7 Arah Azimuth Antenna Site UMY Kasihan Sebelum dan Sesudah di Optimasi… ... 43
Gambar 4.8 Tampilan Site di Software Atoll ... 49
Gambar 4.9 Filtering Zone dan Focus Zone ... 50
Gambar 4.10 Tampilan Ketika Coverage by Transmitter ... 50
Gambar 4.11 Coverage by Signal Level Sebelum Optimasi ... 51
Gambar 4.12 Grafik Presentase Kekuatan Sinyal Sebelum Optimasi ... 52
Gambar 4.13 Coverage by Signal Level Optimasi Opsi Pertama ... 53
Gambar 4.14 Grafik Presentase Kekuatan Sinyal Setelah Optimasi Pertama ... 54
Gambar 4.15 Coverage by Signal Level Optimasi Opsi Kedua ... 55
xii
Tabel 4.2 Perhitungan Pathloss Site UMY Kasihan ... 39 Tabel 4.3 Perhitungan Pathloss Site UMY Selatan ... 40 Tabel 4.4 Konfigurasi Antenna yang Mengcover Daerah A Sebelum
Optimasi ... 42 Tabel 4.5 Konfigurasi Antenna yang Mengcover Daerah A Setelah
Optimasi ... 45 Tabel 4.6 Konfigurasi Awal Site UMY Kasihan ... 45 Tabel 4.7 Konfigurasi Site UMY Kasihan Sector 1 Setelah Optimasi ... 49 Tabel 4.8 Konfigurasi Antenna yang Mengcover Daerah B Sebelum
xiii
DAFTAR ISTILAH
• Azimuth : Rotasi keseluruhan antenna mengelilingi sumbu vertical.
• Bandwidth : Suatu ukuran dari banyaknya informasi yang dapat dikirim dari satu tempat ke tempat yang lain dalam satu detik.
• Blank Spot: Area dimana user tidak dapat melakukan hubungan komunikasi. • Cell : Area geografis yang tercakup oleh base station dalam sebuah jaringan
selular.
• Downlink: Komunikasi dari arah BTS ke pengguna.
• Drop Call : Panggilan pada jaringan nirkabel yang diputus karena alasan teknikal.
• Guard Band : Bidang frekuensi yang sempit untuk menghindari interferensi antar kanal yang berdekatan.
• Handover ; Proses ketika panggilan pada suatu jaringan nirkabel di transfer dari satu base station ke base station lainnya.
• KPI (Key Performance Indikator) : target pencapaian yang digunakan oleh perusahaan ataupun operator jaringan.
• LTE (Long Term Evolution) : Pengembangan dari teknologi UMTS dan HSDPA yang mana disebut sebagai generasi ke-4.
• Physical Tuning : Metode optimasi yang dilakukan dengan mengatur perangkat fisik pada sebuah jaringan.
• RSRP (Reference Signal Received Power) ; rata-rata linear daya yang dibagikan pada resource elements yang membawa informasi reference signal
dalam rentang frekuensi bandwidth yang digunakan.
• RSRQ (Reference Signal Received Quality) : ukuran power bandwidth
termasuk serving cell power, noise, dan interference power.
• RSSI (Received Signal Strength Indication) : Ukuran atas kekuatan sinyal yang diterima.
xiv Throughput
pada kondisi jaringan tertentu yang digunakan untuk melakukan transfer file dengan ukuran tertentu juga.
• Tilting :Aktivitas pengubahan konfigurasi antenna.
xv
DAFTAR SINGKATAN
• 3GPP : Third Generation Partnership Project
• AMPS : Analog Mobile Phone System
• BS : Base Station
• CDMA : Code Division Multiple Access
• dB : Decibel
• dBm : Decibel-Miliwatt
• DL : Downlink
• GPRS : General Packet Radio Service
• HSDPA : High Speed Downlink Packet Access
• LTE : Long Term Evolution
• MHz : Megahertz
• NMT : Nordic Mobile Telephone
• PA : Power Amplifier
• PAPR : Peak to Average Power Ratio
• QoS : Quality Of Service
• RAN : Radio Access Network
• RF : Radio Frequency
• RMS : Radiation Monitoring System
• RNP : Radio Network Planner
• UE : User Equipment
• UL : Uplink
• UMTS : Universal Mobile Telecomunication System
v INTISARI
Semakin berkembangnya teknologi saat ini akan berdampak juga ke perkembangan di bidang telekomunikasi, khususnya telekomunikasi seluler. Telekomunikasi seluler sudah memasuki generasi ke empat yang disebut dengan teknologi 4G. Dalam perkembangan teknologi 4G di Indonesia masih terdapat masalah dalam performansi jaringan yang diakibatkan semakin banyaknya jumlah
user dan kualitas coverage yang tidak maksimal. Selain itu, letak geografis juga berdampak pada tingkat performansi di suatu daerah. Seperti di daerah Yogyakarta, masih banyak daerah yang tingkat performansinya masih belum baik dikarenakan teknologi ini baru saja dikembangkan di Indonesia.
Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan performansi dan memberikan solusi yang terbaik mengenai masalah performansi jaringan 4G LTE . Penelitian ini akan melakukan sebuah optimasi jaringan 4G LTE dengan studi kasus di area sekitar Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Optimasi dilakukan dengan menganalisa kekuatan sinyal yang didapat dari hasil drive test. Kemudian akan didapatkan hasil dari drive test berupa nilai RSRP,RSRQ, dan SINR yang kemudian dilakukan physical tuning (tilting antenna) untuk memperbaiki kualitas performansi di daerah tersebut. Berdasarkan penelitian yang dilakukan diperoleh hasil bahwa performansi yang dihasilkan setelah melakukan optimalisasi akan lebih baik dibandingakan sebelum optimalisasi.
Kata kunci :
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sistem telekomunikasi yang berkembang pesat saat ini membawa masyarakat untuk bisa menikmati berbagai macam teknologi komunikasi dan informasi. Sarana telekomunikasi yang berupa telepon kabel (fixed line), telepon seluler (mobile phone), dan internet telah menjadi topik yang sangat menarik. Masyarakat mulai sadar akan perkembangan teknologi telekomunikasi yang semakin canggih, terutama teknologi yang ada pada telepon seluler yang sangat berguna untuk mencari dan mendapatkan informasi dari berbagai dunia.
Telekomunikasi berbasis seluler merupakan salah satu jenis komunikasi bergerak. Telekomunikasi seluler dapat melayani banyak pengguna layanan pada cakupan area geografis atau wilayah yang cukup luas. Sistem ini juga menawarkan kualitas jaringan yang baik dan tidak kalah jika dibandingkan dengan telepon kabel.
Sampai saat ini, sistem telekomuniaksi seluler sudah mengalami perkembangan yang sangat pesat. Perkembangan teknologi seluler mulai memasuki generasi ke empat yang disebut dengan sistem 4G LTE (Long Term Evolution). Jaringan 4G LTE menyediakan layanan berkualitas yang lebih baik dengan teknologi sebelumnya (3G) dan juga kecepatan transfer data yang tinggi.
Di Indonesia 4G LTE belum menjangkau semua wilayah, sehingga banyak
provider jaringan telekomunikasi selular terus melakukan perluasan wilayah. Khususnya di daerah Yogyakarta, sebagai kota pelajar sangat dibutuhkan jaringan 4G LTE yang baik. Namun performasi jaringan 4G LTE di Yogyakarta sekarang ini masih belum stabil antara area satu dengan area yang lainnya.
kualitas jaringan yang baik. Dari hasil penelitian ini nantinya diharapkan dapat mengetahui dan merekomendasikan jaringan 4G LTE di area UMY menjadi lebih optimal.
1.2. Rumusan Masalah
Dengan semakin bertambahnya mahasiswa dari berbagai daerah di Indonesia yang datang ke UMY, maka dibutuhkan performansi jaringan 4G LTE yang baik guna menunjang kebutuhan belajar mahasiswa. Oleh karena itu, tugas akhir ini akan menentukan berapa tingkat performansi 4G LTE di area UMY dan membahas bagaimana cara untuk meningkatkan performansi jaringan 4G LTE di area tersebut.
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1) Lokasi penelitian performansi jaringan LTE dilakukan di area sekitar kampus UMY.
2) Penelitian difokuskan pada bagian radio access LTE.
3) Penelitian difokuskan pada RSRP (reference signal received power) sinyal yang dipancarkan.
1.4. Tujuan Penulisan
Tujuan yang hendak dicapai pada penulisan tugas akhir ini adalah :
1) Untuk meningkatkan kualitas performansi jaringan 4G LTE di daerah sekitar UMY.
3
1.5. Manfaat Penulisan
Manfaat yang didapatkan dari penulisan tugas akhir ini diantaranya :
a. Bagi operator dapat mengetahui tingkat kualitas performansi jaringan 4G LTE apakah sudah sesuai dengan standar yang sudah ditetapkan oleh pemerintah dan operator tersebut.
b. Bagi pelanggan dapat menggunakan layanan 4G LTE dengan baik tanpa adanya banyak gangguan yang terjadi ketika memanfaatkan layanan dari 4G LTE.
c. Bagi penulis dapat menambah wawasan mengenai jaringan 4G LTE khususnya dibagian performansi jaringan sehingga dapat dikembangkan dan dipraktekkan kembali di wiliyah lain yang cakupannya lebih luas.
d. Bagi kalangan akademisi nantinya bisa dikembangkan lagi untuk jaringan yang lebih modern sesuai perkembangan teknologi telekomunikasi selular yang mengalami perkembangan yang sangat cepat.
1.6. Sistematika Laporan
1. Bab I Pendahuluan, Membahas mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
2. Bab II Tinjauan Pustaka dan Dasar Teori, Membahas mengenai teori-teori yang mendukung dari masing-masing bagian yang berisikan dasar pemikiran secara teoritis dan secara umum dan juga menjadi panduan atau dasar dari pembuatan analisis-analisis tugas akhir ini.
3. Bab III Metodologi Penelitian, Membahas mengenai tata cara dan metode penelitian yang akan dilakukan yang meliputi studi literature, survey lapangan, dan pengambilan data, simulasi system dan analisis terhadap data yang diperoleh.
4. Bab IV Analisis dan Hasil Penelitian, Membahas data-data hasil penelitian dan analisis serta pembahasan terhadap masalah yang diajukan dalam tugas akhir.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Semakin majunya kehidupan manusia di era globalisasi seperti sekarang ini membuat teknologi mengalami kemajuan yang pesat khususnya di teknologi telekomunikasi seluler. Telekomunikasi seluler memudahkan manusia untuk menerima ataupun mengirimkin sebuah informasi secara cepat dan efisien. Untuk sekarang ini teknologi telekomunikasi sudah mengalamai perkembangan sampai generasi ke empat yaitu jaringan 4G. Di Indonesia, khususnya di Yogyakarta jaringan 4G belum dapat dipakai disemua wilayah. Selain itu, performansi jaringan 4G di Yogyakarta perlu di teliti lebih lanjut supaya lebih efisien dan tidak mengecewakan pengguna jaringan tersebut. Berdasarkan topik tugas akhir yang diambil terdapat beberapa referensi penelitian-penelitian yang berkaitan dengan tugas akhir ini.
Menurut V.S. Kusumo, 2015, dalam jurnal yang berjudul Analisis Performansi dan Optimalisasi Coverage Layanan LTE Telkomsel di Denpasar Bali menjelaskan tentang Analisis performansi dan optimalisasi coverage LTE Telkomsel dengan melakukan drive test pada cluster wilayah Denpasar Barat dengan memperhitungkan parameter RSRP, SINR, dan packet data atau
throughput yang kemudian ketiga parameter tersebut dibandingkan dengan KPI teori dan KPI Telkomsel.
Kemudian menurut Fauzi Hidayat, 2016, dalam jurnal yang berjudul Analisis Optimasi Akses Radio Frekuensi Pada Jaringan Long Term Evolution
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Sistem Telekomunikasi
Secara harfiah, telekomunikasi berasal dari kata tele yang berarti jauh dan komunikasi yang berarti hubungan dengan pertukaran informasi. Dari pengertian tersebut telekomunikasi dapat diartikan sebagai komunikasi yang dilakukan oleh dua orang atau lebih dalam jarak yang jauh atau tidak saling berdekatan. Telekomunikasi sudah menjadi kebutuhan pokok apalagi dizaman modern seperti sekarang, kebutuhan saling berhubungan satu dengan yang lainnnya tanpa memperdulikan jarak antar keduanya.
Teknik telekomunikasi ini dikembangkan manusia untuk memangkas perbedaan jarak yang jauhnya bisa tak terbatas menjadi perbedaan waktu yang sekecil mungkin. Ada kemajuan timbal balik antara kemajuan telekomunikasi dan kemajuan manusia secara umum. Kemajuan manusia dalam bidang teknologi elektronika akan memicu perkembangan telekomunikasi. Sebaliknya, kemajuan dalam bidang telekomunikasi akan mempercepat proses tukar-menukar informasi secara langsung yang kemudian akan meningkatkan pola pikir manusia.
Jaringan telekomunikasi adalah segenap perangkat telekomunikasi yang dapat menghubungkan pemakainya dengan pemakai lain, sehingga kedua pemakai tersebut dapat saling bertukar informasi baik dengan cara berbicara, menulis, menggambar, atau mengetik pada saat itu juga (Iradath,2010). Komunikasi tidak harus melalui dua arah, yang penting adanya informasi yang beralih dari pengirim (sumber informasi) ke penerima.
Sumber
6
Dalam kaitannya dengan telekomunikasi, bentuk komunikasi jarak jauh dapat dibedakan dalam tiga macam, yaitu :
1. Komunikasi satu arah (simplex). Dalam komunikasi satu arah ini pengirim dan penerima informasi tidak dapat menjalin komunikasi yang berkesinambungan melalui media yang sama. Contoh : televisi dan radio
Gambar 2.2 Metode Simplex
2. Komunikasi dua arah (full duplex). Dalam komunikasi dua arah ini pengirim dan penerima informasi dapat menjalin komunikasi yang berkesinambungan melalui media yang sama. Contoh : telepon dan Voice offer Internet Protocol
(VoIP).
Gambar 2.3 Metode Full Duplex
3. Komunikasi semi dua arah (Half Duplex). Dalam komunikasi semi dua arah ini pengirim dan penerima informasi berkomunikasi secara bergantian tetapi tetap berkesinambungan. Contoh : Handy Talkie, FAX, Chat Room.
Secara umum insfrastruktur jaringan pendukung layanan telekomunikasi yang diberikan oleh operator dibagi menjadi tiga bagian, yaitu :
1. Layer yaitu jaringan transmisi
Jaringan transmisi adalah jaringan backbone (core network) telekomunikasi yang berfungsi membawa trafik antar local exchange atau antar trunk. Karena jaringan ini harus mampu manampung banyak kanal suara atau kanal informasi, maka jaringan ini haruslah merupakan jaringan broadband dengan kecepatan dan kapasitas tinggi.
2. Jaringan akses
Jaringan akses adalah jaringan yang menghubungkan pelanggan dengan infrastruktur telekomunikasi yang dijalankan oleh operator telekomunikasi tersebut. Dalam perkembangannya jaringan akses tidak hanya membawa sinyal suara namun juga membawa data dan sinyal multimedia yang menghubungkan pelanggan dengan penyedia jasa informasi.
3. Perangkat switching
Perangkat switching adalah perangkat pada infrastruktur telekomunikasi yang menghubungkan jaringan akses dengan jaringan transmisi dan berfungsi mengantarkan informasi suara, data dan multimedia ke tujuan.
2.2.2 Teknologi Selular
8
Sistem telekomunikasi selular berkembang sangat cepat dan pesat mengikuti banyaknya kebutuhan manusia di era globalisasi seperti saat ini. Adapun perkembangan teknologi selular dapat dirangkum sebagai berikut:
1. Generasi pertama
Pada generasi pertama ini teknologi selular masih menggunakan analog sehingga kecepatannya pun masih rendah dan hanya bisa untuk komunikasi melalui media suara. Contoh generasi pertama teknlogi selular yaitu NMT (Nordic Mobile Telephone) dan AMPS (Analog Mobile Phone System).
2. Generasi kedua
Pada generasi kedua sudah mulai menggunakan teknologi digital dengan kecepatan rendah sampai dengan menengah. Contoh dari generasi kedua teknologi telekomunikasi selular antara lain GSM dan CDMA2000 1xRTT. 3. Generasi ketiga
Pada generasi ketiga sudah menggunakan digital dengan kecepatan yang tinggi dan sudah bisa untuk sebuah broadband. Contoh dari generasi ketiga ini antara lain yaitu W-CDMA.
4. Generasi keempat
Pada generasi keempat menyediakan layanan berkulaitas tinggi dan kecepatan transfer data yang tinggi dibandingkan generasi sebelumnya. Jaringan ini ditujukan untuk memberikan kualitas penerimaan yang lebih baik, aliran transfer data lebih stabil, serta pertukaran informasi lebih cepat. Contoh dari generasi ke empat ini adalah 4G LTE.
Gambar 2.5 Arsitektur Dasar Jaringan Sistem Komunikasi Seluler
Seperti yang terlihat pada gambar 2.5 diatas , sebuah arsitektur dasar jaringan sistem komunikasi seluler terdiri dari tiga bagian utama, yaitu :
1. Base Station Subsystem (BSS)
Dalam sebuah jaringan GSM, suatu BSS merupakan gabungan sebuah BSC dan semua BTS yang dikontrolnya serta sebuah TCE atau TRAU.
a. Base Transceiver Station (BTS)
BTS merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio kepada MS.
b. Base Station Control (BSC)
BSC membawahi satu atau lebih BTS serta mengatur trafik yang datang dan pergi dari BSC menuju MSC atau BTS.
c. TRAU
TRAU atau biasa disebut dengan TCE (Transcoding Equipment). Tugas dari TRAU untuk mengadaptasi bit rate antara BSC dan MSC.
2. Network Switching Subsystem (NSS)
10
a. Mobile Switching Center ( MSC )
MSC didesain sebagai switch integrated service digital network yang dimodifikasi agar berfungsi untuk jaringan selluler.
b. Home Location Register (HLR)
HLR merupakan database yang berisi data-data pelanggan tetap yang berisi layanan pelanggan, layanan tambahan, dan informasi mengenai lokasi pelanggan terkini.
c. Visitor Location Register ( VLR )
VLR merupakan database yang berisi data-data sementara mengenai pelanggan, terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area jaringan.
d. Authentic Center (AuC)
Berisi database yang menyimpan informasi rahasia yang disimpan dalam bentuk kode yang digunakan untuk mengontrol pengguna jaringan yang sah dan mencegah pelanggan yang melakukan kecurangan.
e. Equipment Identity Register ( EIR )
Sebagai database terpusat yang berfungsi untuk validasi International Mobile Eqiupment Identities (IMEIs), yang merupakan nomor seri perangkat dan tipe code tertentu.
3. Operation and Maintance System (OMS)
Bagian ini yang mengizinkan network provider untuk membentuk dan memelihara jaringan dari lokasi sentral.
a. Operation and Maintance Centre ( OMC )
Sebagai pusat pengontrolan operasi dan pemeliharaan jaringan. Fungsi utamanya adalah mengawasi alarm perangkat dan perbaikan terhadap kesalahan operasi.
b. Network Management Centre ( NMC )
Selular dalam Bahasa inggris adalah Cellular. Selular artinya adalah system komunikasi jarak jauh tanpa kabel. Sedangkan Komunikasi selular adalah system komunikasi wireless dimana subscriber bisa bergerak dalam suatu
coverage jaringan yang luas, sehingga subscriber yang melakukan komunikasi tidak megalami drop cell karena di daerah blankspot (Sugiono,2013). Suatu komunikasi seluler selalu mengalami sebuah evolusi dari waktu ke waktu. Maka dari itu dapat diketahui bahwa komunikasi seluler dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu :
1. Plagging
Sebuah komuniaksi plagging hanya mampu melayani komunikasi satu arah, namun memiliki daya transmitter yang besar. Antena pada transmitter yang tinggi pada fixed BS sehingga akan menyebabkan kompleksitas rendah, daya yang dipakai rendah, dan pesawat plagging yang kecil sehingga dapat menggunakan baterai yang kecil.
2. Sistem Cordless
Komunikasi seluler dengan sistem cordless memiliki karakteristik sebagai berikut :
a. Mampu melayani komunikasi dua arah. b. Mobilitas pengguna rendah
c. Daerah jangkauan BS sempit d. Daya yang digunakan rendah
e. Handoff tidak mendukung mobilitas pengguna yang tinggi 3. Sistem Seluler
Sebuah sistem seluler memiliki karakteristik sebagai berikut : a. Mobilitas pengguna tinggi
b. Daerah jangkauan BS luas c. Daya relative tinggi
d. Handoff sangat mendukung mobilitas pengguna yang tinggi
12
pico-seluler) dan dapat menjangkau daerah yang luas dengan seluler dan macro -seluler, daya yang digunakan rendah, mobilitas pengguna tinggi, dan dapat menangani pelayanan multimedia.
Telepon genggam seringnya disebut handphone merupakan sebuah perangkat telekomunikasi elektronik yang mempunyai kemampuan dasar yang sama dengan telepon fixed line konvensional, namun dapat dibawa kemana-mana (portable, mobile) dan tidak perlu disambungkan dengan jaringan telepon menggunakan kabel. Selain berfungsi untuk melakukan dan menerima panggilan telepon, handphone umumnya juga mempunyai fungsi pengiriman dan penerimaan pesan singkat. Mengikuti perkembangan teknologi digital, kini ponsel juga dilengkapi dengan berbagai pilihan fitur, seperti bisa menangkap siaran radio dan televise, perangkat lunak pemutar audio dan video, kamera digital dan layanan internet (WAP, GPRS, 3G dan 4G).
2.2.3 Jaringan 4G LTE
LTE (Long Term Evolution) adalah sebuah nama yang diberikan pada sebuah projek dari 3GPP (Third Generation Partnership Project). LTE merupakan pengembangan dari teknologi UMTS (Universal Mobile Telecomunication System) dan HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) yang mana LTE disebut sebagai generasi ke-4. Dalam memberikan kecepatan, jaringan LTE memiliki kemampuan transfer data dapat mencapai 100 Mbps pada sisi downlink dan 50 Mbps pada sisi uplink. Selain memiliki kecepatan transfer data, LTE juga dapat memberikan coverage dan kapasitas dari layanan yang lebih besar, mengurangi biaya dalam operasional, mendukung penggunaan multiple-antenna, fleksibel dalam penggunaan bandwidth operasinya dan juga dapat terintegrasi dengan teknologi yang sudah ada. Bandwidth operasi pada LTE fleksibel yaitu up to 20 MHz, dan maksimal bekerja pada kisaran bandwidth
bervariasi antara 1,4 – 20 MHz. LTE mempunyai radio akses dan core network
Radio Akses Network pada 3GPP atau disebut juga dengan Evolved UTRAN (E-UTRAN) Mulai didiskusikan pada RAN Evolution Workshop
November 2004. Pada workshop tersebut diidentifikasikan beberapa garis besar kebutuhan (high level requirement) dari LTE yaitu:
1. Mengurangi cost per bit
2. Meningkatkan pengadaan layanan (service provisioning)-semakin banyak layanan dengan cost yang kecil dan user experience yang lebih baik
3. Fleksibilitas untuk penggunaan pita frekuensi baru maupun yang sudah ada 4. Penyederhanaan arsitektur, Interface yang terbuka
5. Konsumsi daya pada terminal yang reasonable.
Jaringan 4G secara spesifik diarahkan untuk menyediakan layanan berkualitas tinggi dan kecepatan transfer data yang tinggi pula. Jaringan ini ditujukan untuk memberikan kualitas penerimaan yang lebih baik, aliran transfer data lebih stabil serta pertukaran informasi lebih cepat. 4G mampu memberikan kecepatan transfer data hinga mencapai 100 Mbps saat pengguna bergerak atau
mobile pada kecepatan tinggi seperti saat sedang berada dikereta api, serta sebesar 1 Gbps dalam posisi stationery diam (Firdaus,2016). Jaringan 4G memiliki beberapa karakteristik utama, yaitu :
1. Peak downlink (DL) rate > 100Mbps untuk aplikasi mobilitas tinggi serta > 1000 Mbps untuk aplikasi tetap
2. Peak uplink (UL) rate >50 Mbps
3. Latensi user plane yang rendah kurang lebih sama dengan 5 ms
4. Berorientasi paket, mengadopsi arsitektur Flat All-IP, open Interface dan
14
2.2.3.1Arsitektur LTE
Dengan karakteristik yang dimiliki oleh jaringan 4G, maka teknologi seluler 4G dapat diterapkan untuk mendukung berbagai macam aplikasi, baik yang membutuhkan bandwith rendah maupun tinggi seperti aplikasi multimedia, maupun aplikasi yang membutuhkan komunikasi realtime atau best effort.
Komponen utama pada teknologi 4G dibagi menjadi tiga, yaitu : 1. Radio Access Network
Terdiri dari sebuah Base Station yang berbasis IP. Base Station tersebut berfungsi sebagai digital/Base Band Unit dan radio/RF Unit. Contoh komponen utama yang masuk kedalam Radio Access Network antara lain E-NodeB.
2. Core Network
Sebuah Core Network terdiri dari Gateway dan signaling paket. Komponen utama dari Core Network antara lain : S-GW (Serving Gateway), P-GW (Packet Data Network Gateway), MME (Mobility Management Element), PCRF (Policy and Charging Rules Function).
3. Komponen lain
Komponen yang bersifat lebih umum, misalnya jaringan transport seperti Ethernet, IP/MPLS dan optik. Selain transport ada juga service control layer
seperti IMS.
Pada gambar tersebut terlihat perbedaan antara arsitektur kedua jaringan. Pada LTE fungsi dari Node B dan RNC yang terdapat pada UMTS dilebur menjadi satu, yaitu eNB (Evolved Node B). sedangkan pada bagian core network
nya LTE menggunakan EPC (Evolved Packet Core)
Gambar 2.7 Arsitektur LTE
Dari gambar diatas dapat dilihat beberapa komponen dari arsitektur LTE yang dibagi menjadi dua bagian dengan beberapa komponen yang memiliki fungsi yang berbeda-beda.
1. E-UTRAN
a. Evolved Node B(E-Node B)
16
2. Evolved Packet Core Network (EPC) a. Mobility Management Entitiy (MME)
MME merupakan pengontrol setiap node pada jaringan akses LTE. Selain itu juga bertanggung jawab untuk memilih Serving Gateway
(SGW) yang akan digunakan UE saat initial attack pada waktu UE melakukan intra-LTE handover. MME juga digunakan untuk bearer control.
b. Policy and Charging Rules Function (PCRF)
PCRF berfungsi untuk menangani QoS serta mengontrol rating dan
charging.
c. Home Subscriber Server (HSS)
HSS berfungsi untuk subscriber management dan security. d. Serving Gateway (SGW)
SGW bertugas mengatur jalan dan meneruskan data yang berupa paket dari user. Selain itu juga sebagai penghubung anata UE dengan eNodeB pada waktu inter-handover dan penghubung teknologi LTE dengan teknologi 3GPP lain (2G dan 3G).
e. Packet Data Network Gateway (PDN GW)
Bertugas menyediakan hubungan bagi UE kejaringan paket serta meyediakan link hubungan antara teknologi LTE dengan teknologi non-3GPP (WIMAX) dan non-3GPP2 (CDMA2000 1x dan EVDO).
Pada LTE, EPS menggabungkan E-UTRAN pada sisi akses dan EPC pada sisi inti atau core. Nama lain dari EPC adalah Sistem Architecture Evolution
(SAE). SAE berbeda dengan sistem sebelumnya, hanya memberikan dua node pada user plane: base station yang disebut (eNode B) dan gateway.
2.2.3.2 LTE Air Interface
Pada sisi Interface LTE menggunakan teknologi OFDMA pada sisi
yang berbasis pada skema transmisi OFDM pada arah downlink. Multiple akses adalah suatu akses jamak suatu user untuk mengakses resource frekuensi dalam domain
a) OFDMA
Pada sisi downlink sebuah Interface LTE menggunkan sebuah teknologi OFDMA. OFDMA merupakan sebuah teknik transmisi yang menggunakan beberapa buah frekuensi yang saling tegak lurus. Teknologi OFDMA mampu menghemat penggunaan bandwidth yang cukup besar dikarenakan OFDMA sendiri dapat membagi bandwidth menjadi banyak sub-carrier. Teknologi tersebut memiliki beberapa kelebihan diantaranya :
1. Tahan terhadap Inter Symbol Interference (ISI) dan multipath fading
2. Efesiensi spectrum tinggi
3. Mudah menyesuaikan diri dengan saluran yang buruk
4. Memiliki sensitivitas rendah terhadap error waktu sinkronisasi
Selain memiliki beberapa kelebihan, OFDMA juga memiliki kekurangan diantaranya :
1. Sensitif terhadap dopler shift
2. Sinkronisasi frekuensi Peak to Average Power Ratio (PAPR) yang disebabkan oleh kebutuhan daya amplifier linear
OFDMA merupakan kombinasi antara OFDM dan CDMA. OFDMA digunakan untuk membagi sumber yang ada pada OFDM sehingga dapat digunakan oleh banyak user dan menggunakan CDMA untuk multiple access yang mana dapat digunakan untuk membedakan satu user dengan user yang lain.Struktur OFDMA memiliki tiga jenis subcarrier, yaitu :
1. Data subcarrier untuk transmisi data
2. Pilot subcarrier untuk estimasi dan sinkronisasi
18
b) SC-FDMA
Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) digunakan pada sisi uplink pada jaringan LTE. Salah satu alasan dipilihnya teknologi SC-FDMA pada sisi uplink karena mempunyai nilai Peak to Average Power Ratio
(PAPR) yang kecil. Hal ini dikarenakan sistem transmisi SC-FDMA memiliki durasi waktu yang lebih singkat dengan lebar subcarrier yang besar juga sehingga apabila terkena Noise maka variasi daya yang terjadi antara carrier-nya tidak terlalu besar. SC-FDMA merupakan teknik multiple access single carrier,
dimana symbol data dalam domain waktu ditransformasi ke domain frekuensi dengan menggunakan operasi DFT. Transmitter SC-FDMA mengkonversi input sinyal biner menjadi serangkaian modulasi subcarrier. Pada input transmitter,
modulator baseband mentransformasi input biner menjadi serangkaian multilevel dari bilangan komplek dalam beberapa format modulasi.
Gambar 2.8 Teknologi OFDMA dan SC-FDMA
PAPR yaitu pengukuran dari sebuah gelombang yang dihitung dari puncak bentuk gelombang dibagi dengan nilai RMS dari bentuk gelombang. PAPR yang tinggi dapat mengakibatkan ke penyebaran spectral ( interferensi antar adjacent channels) dan mengakibatkan tingginya nilai Bit Error Rate yang disebabkan kesalahan pada konstelasi. PAPR akan bermasalah pada sisi uplink dikarenakan keterbatasan daya dari perangkat (dalam hal ini UE). Namun pada sisi downlink
kompresinya. Maka dari itu pada sisi uplink digunakan SC-FDMA karena nilai PAPR nya yang kecil dibanding dengan OFDMA.
2.2.4 Radio Network Planning
Network planning adalah salah satu modal yang digunakan dalam penyelenggaraan proyek yang produknya adalah informasi yang mengenai kegiatan-kegiatan yang ada dalam network diagram proyek yang digunakan oleh kegiatan yang bersangkutan dan informasi yang mengenai jadwal pelaksanaanya (Tubagus,1992). Dari pengertian tersebut dapat disimpulkan bahwa pengertian
network planning adalah suatu perencanaan dan pengendalian proyek yang menggambarkan hubungan ketergantungan antara tiap pekerjaan yang digambarkan dalam diagram network.
Prinsip network planning adalah hubungan ketergantungan antara bagian-bagian pekerjaan (variabels) yang divisualisasikan dalam diagram network. Dengan demikian diketahui bagian pekerjaan mana yang harus didahulukan, bila perlu dilembur (tambah biaya), pekerjaan mana yang menunggu selesainya pekerjaan yang lain, pekerjaan mana yang tidak perlu tergesa-gesa sehingga alat dan orang dapat digeser ke tempat lain demi efisiensi (Sofran,1991). Network planning digunakan untuk menyelesaikan suatu proyek yang hanya dilakukan sekali saja. Contohnya adalah pendirian rumh baru, perencanaan perjalanan dan
rescheduling urutan proses produksi dan sebagainya. Manfaat network planning bagi suatu proyek antara lain : 1. Perencanaan suatu proyek yang komplek
2. Scheduling pekerjaan-pekerjaan sedemikian rupa dalam urutan yang praktis dan efisien.
20
Suatu network planning juga memiliki kelebihan dan kekurangan. Berikut adalah kelebihan network palnning dalam tata laksana sebuah proyek:
1. Merencankan, scheduling dan mengawasi proyek secara logis. 2. Memikirkan secara menyeluruh, tetapi juga mendetail dari proyek
3. Mendokumen dan mengkomunikasikan rencana scheduling dan alternative lain penyelesaian proyek dengan tambah biaya.
4. Mengawasi proyek dengan lebih efisien, sebab hanya jalur kritis saja yang perlu konsentrasi pengawasan ketat.
Selain kelebihan-kelebihan diatas, network planning juga memiliki beberapa kekurangan antara lain tidak menunjukkan skala waktu seperti halnya dengan gantt chart. Selain itu tidak dapat menunjukkan sebuah kemajuan dan posisi atau proses perjalanan tidak dapat dilihat dalam diagram. Selain memiliki keuntungan di atas, analisa network planning dapat juga membantu dalam beberapa hal, antara lain yaitu:
1. Time scheduling urutan pekerjaan yang efisien 2. Pembagian merata waktu, tenaga dan biaya 3. Rescheduling bila ada kelambatan penyelesaian
4. Menentukan trade-Off/pertukaran waktu dengan biaya yang efisien 5. Membuka probabilitas dalam penyelesaian proyek
6. Merencanakan proyek yang komplek
Network planning selain berfungsi sebagai metode perencanaan komprehensif, juga merupakan salah satu alat manajemen dalam mengoptimasi hubungan dan saling ketergantungan antar kegiatan dan antar peristiwa dalam efisiensi penggunaan waktu dan sumber daya. Dalam hal ini terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi network planning, yaitu :
1. Waktu
2. Sumber daya
Tenaga kerja, peralatan serta material yang dihubungkan. 3. Biaya
Keseluruhan biaya yang diperlukan untuk menyelesaikan proyek.
2.2.5 Propagasi Gelombang Radio LTE
Propagasi pada jaringan selular memegang peran penting karena sinyal disalurkan melalui media transmisi udara. Kualitas sinyal yang sampai pada penerima dipengaruhi oleh noise, interferensi, fading, kontur bumi yang dilalui, jarak, dan lain-lain. Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam perancangan sebuah sel adalah tinggi antenna, daya yang dipancarkan, daerah radius sel yang kesemuanya itu sangat dipengaruhi oleh besarnya redaman yang terjadi di sepanjang saluran (pathloss).
Pathloss adalah berkurangnya kekuatan daya sinyal informasi yang dipancarkan oleh antenna transmitter menuju antenna receiver. Salah satu model propagasi yang sering digunakan pada range frekuensi 1500 MHz-2000 MHz yaitu model propagasi Cost 231 Hatta. Model propagasi ini untuk mengestimasi
pathloss didaerah urban. Cara perhitungan pathloss menggunakan metode Cost
231 Hatta dapat menggunakan persamaan sebagai berikut :
22
keterangan :
Range frekuensi : 1500 – 2000 MHz
hte (BS) : Tinggi efektif antenna transmitter
hre (MS) : Tinggi efektif antenna receiver
d : jarak hte - hre
a(hre) : faktor koreksi untuk tinggi antenna MS yang tergantung ukuran coverage area
2.2.6 Parameter Performansi Radio LTE
Optimasi jaringan merupakan kegiatan yang dilaksanakan untuk meningkatkan kinerja performansi suatu jaringan seluler. Optimasi dilakukan untuk mendapatkan kualitas jaringan yang terbaik dengan menggunakan data yang tersedia seefisien mungkin. Optimasi jaringan memiliki parameter yang harus diperhatikan. Peningkatan performasi dari parameter optimasi akan berpengaruh terhadap kinerja suatu jaringan. Ada beberapa parameter optimasi sebagai berikut: 1. Reference Signal Received Power (RSRP)
RSRP didefinisikan sebagai rata-rata linear daya yang dibagikan pada
resource elements yang membawa informasi reference signal dalam rentang frekuensi bandwidth yang digunakan. Fungsinya sendiri yaitu untuk memberikan informasi ke UE mengenai kuat sinyal pada satu sel berdasarkan perhitungan path loss dan mempunyai peranan penting dalam proses handover
dan cel selection-reselection. RSRP dapat dirumuskan sebagai berikut : RSRP = RSSI(dBm) – 10xlog(12xN)……….. (5) 2. Reference Signal Received Quality (RSRQ)
RSRQ sangat berhubungan dengan RSRP dan RSSI. Received Signal Strength Indication (RSSI) adalah ukuran power bandwidth termasuk serving cell power, Noise, dan interference power. RSRQ didefinisikan sebagai ratio antara jumlah N RSRP terhadap RSSI atau bisa ditulis sebagai berikut :
Satuan dari RSRQ adalah dB dan nilainya selalu negative dikarenakan RSSI selalu lebih besar dibandingkan dengan N x RSRP. RSRQ dapat meranking performansi kandidat sel dalam proses cel selection-reselection dan handover
berdasarkan kualitas sinyal yang diterima. 3. Signal to Interface Noise Ratio (SINR)
SINR tidak didefinisikan pada standar spesifikasi 3GPP. Parameter SINR justru sering digunakan oleh vendor atau operator dalam menentukan relasi antara kondisi akses radio frekuensi dangan throughput yang diterima oleh
user.SINR dapat dirumuskan sebagai berikut :
……… (7)
Dimana :
S = Menunjukkan kekuatan sinyal yang diukur I = Menunjukkan gangguan daya rata-rata N = Noise
2.2.6.1 KPI (Key Performance Indikator)
KPI digunakan sebagai target pencapaian yang digunakan oleh perusahaan ataupun operator jaringan. Maka dari itu semua perusahaan atau operator harus memenuhi target yang sudah ditetapkan olek KPI guna mendapatkan performansi yang maksimal yang dibutuhkan oleh user.
Tabel 2.1 Target KPI provider Telkomsel
RSRP (dBm) RSRQ (dB) SINR (dB) EXCELLENT -80, Max > - 3 20, Max GOOD -95 , -80 -9 , -3 10 , 20 MEDIUM -100 , -95 -14 , -9 0 , 10 POOR -110 , -100 -19.5 , -14 Min , 0
24
2.2.7 Drive Test
Drive test merupakan kegiatan mengumpulkan informasi dari kualitas sinyal dalam suatu jaringan yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas jaringan tersebut. Drive test berbeda dengan walk test meskipun sama sama bertujuan untuk mengumpulkan informasi dari kualitas sinyal. Drive test dilakukan biasanya dengan menggunakan mobil dengan kecepatan rendah yang didalamnya sudah dipasang perlengkapan untuk drive test. Sedangkan walk test dilakukan hanya dengan berjalan kaki dikarenakan area yang diteliti tidak bercakupan luas, biasanya di dalam sebuah bangunan atau area dekat BTS.
Fungsi dari kegiatan drive test sendiri yaitu sebagai berikut :
1. Mengetahui kondisi Radio suatu BTS
2. Informasi level daya terima, kualitas sinyal, mengetahui jarak antara BTS
dan MS, serta melihat proses dan kualitas handover.
3. Kemudian bisa memutuskan apakah keadaan radio suatu BTS masih layak
atau perlu dilakukan suatu perbaikan setelah melihat hasil dari pengukuran tersebut.
2.2.8 Metode Optimalisasi Jaringan
Pengaturan jaringan merupakan suatu kegiatan pengaturan elemen-elemen jaringan untuk mendapatkan peformansi yang maksimal. Ada tiga cara melakukan pengaturan jaringan yaitu physical tuning (tilting antena, pengaturan tinggi antena, dan sebagainya) dan non-physical tuning (BSS parameter).
1. Physical Tuning
2. Expand Carier
Tujuan dari expand bandwidth supaya alokasi resource yang dialokasikan pada user semakin besar sehingga mengakibatkan throughput user meningkat. Mekanisme yang dilakukan dalam penerapan expand bandwidth yaitu dengan mengubah parameter lebar bandwidth pada perangkat eNodeB sesuai dengan ketersediaan resource yang ada. Sebuah perangkat eNodeB memiliki keterbatasan maksimal resource bandwidth
yang sudah dialokasikan di setiap sel jaringan LTE.
2.2.9 Proses Optimalisasi Jaringan
Kegiatan optimasi dilakukan untuk menghasilkan kualitas jaringan yang baik dalam suatu daerah dengan menggunakan data yang tersedia seefisien mugkin. Ada beberapa hal yang harus diperhatikan ketika optimasi jaringan yaitu:
1. Menemukan dan selanjutnya memperbaiki masalah yang ada setelah implementasi dan integrasi site yang bersangkutan.
2. Harus dilakukan secara berkala guna meningkatkan kualitas suatu jaringan secara menyeluruh.
3. Optimasi sebaiknya tidak sampai menurunkan kinerja jaringan yang lainnya.
4. Dilakukan pada cakupan daerah yang lebih kecil yang disebut dengan
cluster agar optimasi jaringan dapat segera dilakukan.
Optimasi merupakan langkah penting dalam siklus hidup suatu jaringan. Proses awal yang dilakukan adalah melakukan drive test yang bertujian mengumpulkan data pengukuran daerah tertentu. Setelah data terkumpul langkah selanjutnya adalah melakukan analisis untuk mengatasi permaslahan yang terjadi. Kegiatan optimasi yang langsung dapat dilakukan setelah drive test yaitu mengubah tilt pada antenna. Tilting dibagi menjadi dua yaitu mechanical titl dan
electrical tilt.
26
dilakukan dengan mengubah daya pancar antenna dengan cara mengatur parameter kelistrikan pada antenna sehingga akan berdampak pada ukuran main lobe yang dipancarkan oleh antenna.
Pengukuran mechanical tilt dapat dilakukan dengan mengacu pada gambar dan rumus berikut :
Gambar 2.9 Jarak dan sudut tilting antenna
Jarak = ……….. (8)
Sudut = ……….. (9)
Keterangan :
Hb : Tinggi Antenna (m)
Hr : Tinggi lokasi yang dituju (m) A : Sudut tilt antenna
Selain itu, suatu sinyal dari antenna memiliki batas dalam dan batas luar dimana antenna tersebut bekerja secara optimal. Pengukuran batas dalam dan batas luar sinyal dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :
Gambar 2.10 Batas dalam dan batas luar pancaran antenna
Inner radius coverage = ... (10)
Outer radius coverage = ……….. (11)
Keterangan :
Hb : Tinggi Antenna (m)
Hr : Tinggi lokasi yang dituju (m) A : Sudut tilt antenna
28
2.2.10 Software Perancangan Jaringan
Dalam proses perancangan jaringan, ada beberapa software simulasi salah satunya yaitu Atoll. Atoll merupakan software yang digunakan oleh RNP (Radio Network Planner) engineer untuk melakukan pengawasan coverage prediction
dan merupakan salah satu software yang digunakan sebuah perusahaan telekomunikasi untuk seorang planner. Atoll adalah sebuah teknologi untuk mendesain jaringan teknologi nirkabel dan optimasi platform dalam alur jaringan telekomunikasi. Software ini juga terintegrasi dengan single RAN dan beberapa kemampuan untuk mendesain jaringan RAT untuk 3GPP (GSM/UMTS/LTE) dan 3GPP2 (CDMA/LTE).
Atoll support teknologi sebagai berikut : 1. GSM/GPRS/EDGE
2. UMTS/HSPA
3. CDMA 2000 1X RTT/EV-DO 4. LTE
5. TD-SCDMA 6. WiMAX 802.16d 7. WiMAX 802.16e 8. Microwave Radio Link
Dalam bagian Project Templates tersebut terdapat pilihan mengenai jenis projek yang akan dibuat. Jika ingin membuat sebuah simulasi perancangan mengenai jaringan LTE maka dipilih bagian LTE di Project Templates tersebut. Setelah memilih project yang akan disimulasikan akan muncul tampilan Interface
dari Atoll yang sudah terdapat lembar kerja nya dimana di lembar kerja tersebut nantinya digunakan untuk melakukan simulasi. Selain itu ada juga bagian explorer yang terdapat menu data, geo, dan modules.
Gambar 2.12 Interface Atoll
Lembar kerja
30
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Objek Penelitian
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta (UMY) lahir di tengah-tengah kota Yogyakarta karena didorong kesadaran dan tanggung jawab yang mendalam bahwasannya pendidikan termasuk pendidikan tinggi pada hakikatnya merupakan tanggung jawab seluruh masyarakat Indonesia. Pada tahun berdirinya UMY berkantor di Jalan KHA. Dahlan No. 107 Yogyakarta sedangkan kegiatan kuliah masih menumpang di SPG Muhammadiyah 1 Yogyakarta yang terletak di Jalan Kapten Tendean Yogyakarta.
Pada tahun 1982 kopertis wilayah V memperkenankan UMY berdiri sendiri dan selanjutnya pada tahun 1984 semua kegiatan kesekretariatan dan perkuliahan diselenggarakan di Jalan HOS. Cokroaminoto No. 17 Yogyakarta. Pada tanggal 17 Agustus 1995 dimulailah pembangunan kampus terpadu UMY dengan peletakan batu pertama oleh ketua umum PP Muhammadiyah yang berlokasikan di Jl. Lingkar Selatan, Kec. Kasihan, Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta. Luas wilayah yang digunakan dalam pembangunan UMY ini seluas 20 Ha.
3.2. Bahan dan Alat Penelitian
Penelitian ini menggunakan bahan-bahan berupa data drivetest sebuah jaringan 4G LTE Telkomsel di daerah sekitar Kampus UMY. Penelitian ini juga menggunakan data perangkat dari PT. Telekomunikasi Seluler (TELKOMSEL) Yogyakarta,kemudian disimulasikan menggunakan perangkat lunak Atoll. Alat-alat yang dipergunakan adalah sebagai berikut :
1. Seperangkat Laptop Asus A451 LB dengan spesifikasi Intel core i5, RAM 4 GB dan VGA 2 GB.
2. Perangkat lunak Atoll RF Planning yang berfungsi untuk memantau
coverage prediction suatu jaringan telekomunikasi dan dapat juga untuk memantau performansi jaringan.
3. Perangkat lunak TEMS Investigation yang digunakan untuk drive test milik PT. GCI Indonesia.
3.3. Langkah-langkah Penelitian
Langkah penelitian meliputi beberapa langkah seperti algoritm di bawah ini : 1. Langkah awal yang dilakukan adalah pengumpulan data luas wilayah
daerah kampus Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, dan juga parameter optimasi jaringan 4G sesuai dengan standar KPI (Key Performance Indicator).
2. Selanjutnya melakukan drive test before untuk mendapatkan performansi dari jaringan 4G diwilayah tersebut dengan memperhatikan RSRP, RSRQ, SINR. Hasil tersebut sangat berguna untuk menentukan kelayakan perlu tidaknya nanti dilakukan perancangan site baru.
3. Selanjutnya melakukan analisis performansi berdasarkan kekuatan sinyal, sehingga dapat diketahui berapa performansi di area tersebut.
4. Jika hasil analisis yang dilakukan didapatkan bahwa sebuah performansi di area tersebut buruk, maka dilakukan optimalisasi jaringan 4G LTE diarea tersebut.
5. Kemudian langkah terakhir yang dilakukan adalah mendesain coverage
32
Dari langkah diatas dapat maka dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 3.1 Flowchart Penelitian Start
( Survey lokasi dan jumlah eNodeB existing,
33 BAB IV
ANALISIS DAN HASIL PENELITIAN
4.1. Analisis Hasil Pengukuran di Area Sekitar UMY
Pengukuran dilakukan menggunakan metode drive test jaringan guna mengetahui optimal atau tidaknya jaringan provider Telkomsel dengan frekuensi 1800 MHz dan Bandwidth 15 MHz di Area UMY yang harus sesuai dengan standar KPI dari provider tersebut. Luas area yang dilakukan untuk drive test
sekitar 57 Ha. Drive test dilakukan bersama PT. GCI Indonesia yang merupakan perusahaan yang bekerja sama dengan PT. Telekomunikasi Selular. PT. GCI Indonesia merupakan perusahaan yang bergerak dibidang telekomunikasi yang menyediakan pelayanan konsultasi dan team technical yang professional untuk pengerjaan wireless network, transmission network, data communication dan beberapa pelayanan lainnya. Drive test dilakukan dengan mengelilingi di area sekitar UMY menggunakan sebuah software TEMS investigation milik PT. GCI Indonesia yang harus terhubung dengan perangkat GPS sehingga dapat mengetahui titik lokasi dimana drive test sedang dilakukan. Software tersebut dapat mengetahui BTS yang mengcover lokasi tersebut, RSRP, RSRQ, dan SINR sehingga dapat diketahui hasilnya sesuai dengan standar yang ditetapkan.
4.1.1. Physical Cell Identity
Dari gambar 4.1 dapat dilihat ada delapan cell yang mensupport jaringan 4G LTE di area sekitar UMY. Setiap cell memiliki sebuah identitas sehingga akan memudahkan jika melakukan optimalisasi jaringan. Di area sekitar UMY sendiri,
34
Gambar 4.1 Cell Identity area UMY
4.1.2. Reference Signal Received Power ( RSRP)
Gambar 4.2 RSRP area UMY
4.1.3. Reference Signal Received Quality (RSRQ)
Jika tadi RSRP jaringan 4G LTE telkomsel masih kurang maksimal, sama halnya dengan hasil pengukuran RSRQ jaringan tersebut. Dapat dilihat di gambar 4.3, nilai RSRQ tidak ada yang lebih besar -3 dB. Untuk area sekitar UMY, nilai RSRQ paling banyak berada di antara -14 dB sampai -9 dB sejumlah 76.64 %. Kemudian hanya ada 13.08 % berada di nilai -9 dB sampai -3 dB dan sisanya berada dibawah -14 dB. Nilai tersebut masih jauh dari standar maksimal KPI yang sudah ditetapkan. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa ukuran power
36
Gambar 4.3 RSRQ area UMY
4.1.4. Signal to Interface Noise Ratio (SINR)
Gambar 4.4 SINR area UMY
Maka dapat diketahui dari hasil drive test bahwa jaringan 4G LTE di area UMY belum maksimal sesuai standar KPI. Sehingga diperlukannya suatu optimalisasi jaringan yang akan meningkatkan performansi jaringan khususnya diarea sekitar UMY. Ada beberapa cara optimalisasi jaringan tersebut, yaitu dengan melakukan elektrikal tilt pada antenna sektoral yang bertujuan untuk meningkatkan nilai RSRP, RSRQ, dan SINR yang awalnya tidak optimal. Kemudian dengan penambahan site baru untuk menambah cakupan coverage pada jaringan tersebut dan untuk mengurangi adanya blankspot yang akan mempengaruhi kualitas sinyal di suatu jaringan.
4.2. Perhitungan Pathloss Jaringan 4G LTE
38
4.2.1. Pathloss Site Ngestiharjo
Pada site Ngestiharjo menggunakan antenna tipe Andrew Argus NNPX42126M-E1 dengan tinggi 30 meter. Sedangakan untuk tinggi MS(hre) diasumsikan setinggi 2 meter. Maka dapat di hitung pathloss jaringan menggunakan metode Cost 231 Hatta sebagai berikut :
a(hre) = (1.1 log fc – 0.7) hre – ( 1.56 log fc – 0.8) ………..….. (2) = (1.1 log (1800 MHz) – 0.7) 2 meter – ( 1.56 log (1800 MHz) – 0.8) = 1.48 dB
L(urban) = (46.3 + 33.9 log fc – 13.82 log hte – a(hre)) + (44.9 – 6.55 log
hte) log d + CM ……… (1)
= (46.3 + 33.9 log (1800 MHz) – 13.82 log (30) – 1.48 meter) + (44.9 – 6.55 log (30)) log d + CM
= 134.75 + 35.22 log d
Kemudian mencari nilai pathloss dengan jarak (d) diasumsikan sejauh 1- 5 Km seperti tabel 4.1.
Tabel 4.1 Perhitungan pathloss site Ngestiharjo Jarak, d (Km) Pathloss (dB)
1 134.75
2 145.35
3 151.55
4 155.95
5 159.36
4.2.2. Pathloss Site UMY Kasihan
diasumsikan setinggi 2 meter. Maka dapat di hitung pathloss jaringan menggunakan metode Cost 231 Hatta sebagai berikut :
a(hre) = (1.1 log fc – 0.7) hre – ( 1.56 log fc –0.8) ………..….. (2) = (1.1 log (1800 MHz) – 0.7) 2 meter – ( 1.56 log (1800 MHz) – 0.8) = 1.48 dB
L(urban) = (46.3 + 33.9 log fc – 13.82 log hte – a(hre)) + (44.9 – 6.55 log
hte) log d + CM ……… (1)
= (46.3 + 33.9 log (1800 MHz) – 13.82 log (19) – 1.48 meter) + (44.9 – 6.55 log (19)) log d + CM
= 137.5 + 36.52 log d
Kemudian mencari nilai pathloss dengan jarak (d) diasumsikan sejauh 1- 5 Km seperti tabel 4.2.
Tabel 4.2 Perhitungan pathloss site UMY Kasihan Jarak, d (Km) Pathloss (dB)
1 137.5
2 148.49
3 154.92
4 159.48
5 163.02
4.2.3. Pathloss Site UMY Selatan
40
a(hre) = (1.1 log fc – 0.7) hre – ( 1.56 log fc –0.8) ………..….. (2) = (1.1 log (1800 MHz) – 0.7) 2 meter – ( 1.56 log (1800 MHz) – 0.8) = 1.48 dB
L(urban) = (46.3 + 33.9 log fc – 13.82 log hte – a(hre)) + (44.9 – 6.55 log
hte) log d + CM ……… (1)
= (46.3 + 33.9 log (1800 MHz) – 13.82 log (40) – 1.48 meter) + (44.9 – 6.55 log (40)) log d + CM
= 133.03 + 34.40 log d
Kemudian mencari nilai pathloss dengan jarak (d) diasumsikan sejauh 1- 5 Km seperti tabel 4.3.
Tabel 4.3 Perhitungan pathloss site UMY Selatan Jarak, d (Km) Pathloss (dB)
1 133.03
2 143.38
3 149.44
4 153.74
5 157.07
4.3. Optimasi Kekuatan Sinyal 4G LTE
daerah tersebut kekuatan sinyal 4G LTE memiliki nilai standar yang baik sesuai dengan standarisasi KPI yang sudah ditetapkan.
Gambar 4.5 Plot area sebelum optimasi
Dari gambar 4.5 dapat dilihat bahwa terdapat kondisi RSRP yang belum bagus pada dua daerah yang dilingkari ( daerah A dan B ). Untuk daerah A, dicover oleh cell identity nomor 295 yang berada di site Ngestiharjo sedangkan untuk daerah B dicover oleh cell identity nomor 266 yang berada di site UMY Kasihan. Maka dari itu untuk cell identity nomor 295 dan 266 akan dilakukan optimasi agar area tersebut dapat tercover dengan baik.
A
42
4.3.1. Optimasi Daerah A
Langkah pertama dalam proses optimasi ini adalah mengumpulkan data antenna yang meng-cover daerah A.
Tabel 4.4 Konfigurasi antenna yang mengcover daerah A sebelum optimasi
Data antenna K739710 sebelum optimasi : Altitude : 99 m
Tinggi antenna : 40 m ( Hb = 139 m ) Jarak antenna ke blindspot : 0.569 Km Altitude blindspot : 94 m (Hr)
Mechanical Tilt : 4o , Electrical Tilt : 2o ( A=6) Vertical Beamwidth : 5o
Jangkauan antenna K739710 sebelum optimasi
Jarak main beam = ……… (8)
=
= 0.428 Km
Inner radius coverage = ………(10) Site Name Type
Antena Sector Azimuth
Tilt
Mechanical Electrical
=
= 301.1 m = 0.3011 Km
Outer radius coverage = ……… (11)
=
= 735.74 m = 0.73574 Km
Berdasarkan perhitungan diatas, dapat diketahui bahwa cakupan sinyal antenna K739710 yang terluar atau outer radius coverage adalah sebesar 0.73574 Km, sedangkan jarak dari antenna ke blindspot hanyalah 0.569 Km. Meskipun cakupan sinyal terluar dapat mencapai jarak area blindspot namun ketika dilakukan drive test hasil yang didapatkan ternyata tidak maksimal. Hal tersebut kemungkinan terjadi dikarenakan daerah yang dilalui sinyal terdapat banyak bangunan yang tinggi sehingga mempengaruhi dari kekuatan sinyal tersebut.
Untuk mengatasi masalah tersebut maka jarak pancar dari antenna harus diperjauh agar sinyal yang dipancarkan maksimal ke area blindspot. Untuk memperjauh jarak pancar maka diperlukan pengubahan tilt antenna yang digunakan di cell identity 295 di site Ngestiharjo.
Diumpamakan jarak sinyal pancar terluar dari antenna yaitu 1.5 Km, maka
44
Tilt = ... (9)
=
= 4.21 ~ 4
Melihat perhitungan diatas maka sudut antenna yang diatur yaitu sebesar 4o
dengan mechanical tilt = 2odan electrical tilt = 2o.
Setelah melakukan perhitungan tilt antenna selanjutnya melakukan perhitungan kembali jangkauan antenna cell identity 295. Jangkauan antenna setelah optimasi :
Jarak main beam = ………. (8)
=
= 0.643 Km
Inner radius coverage = ………..(10)
=
= 394.95 m = 0.395 Km
Outer radius coverage = ……….(11)
=
Setelah dilakukan optimasi pada cell identity 295 didapatkan nilai outer radius coverage sejauh 1.7 Km. Hal tersebut terjadi setelah diatur sudut pada antenna. Dengan semakin jauh pancaran luar antenna tersebut diharapkan dapat menanggulangi permasalahan banyak nya bangunan tinggi yang dilewati sinyal tersebut dan kekuatan sinyal yang terpancar akan maksimal tertuju ke area yang bermasalah.
Tabel 4.5 Konfigurasi antenna yang mengcover daerah A setelah optimasi
Selain mengatur sudut antenna di cell identity 259, ada opsi lainnya yaitu dengan menggunakan site yang terdekat untuk mengcover area tersebut. Jika dilihat dari koordinat, site UMY kasihan yang paling dekat dengan area yang bermasalah. Oleh karena itu perlu dilakukan optimasi antenna di site tersebut yang mengarah ke daerah A dikarenakan site UMY kasihan tidak mengcover area tersebut.
Tabel 4.6 konfigurasi awal site UMY Kasihan
Bentuk arah antenna site UMY kasihan sebelum optimasi dapat dilihat pada gambar berikut.
Site Name Type
Antena Sector Azimuth
46
Dalam gambar terlihat bahwa sudut azimuth pada antenna 264,265 dan 266 perlu diubah untuk mengatasi drop call ketika sudut yang terbentuk terlalu besar.
Gambar 4.7 Arah azimuth antenna site UMY kasihan sebelum optimasi (a) dan sesudah optimasi (b)
Setalah melakukan pergeseran azimuth pada antenna di site UMY kasihan, kemudian menambah tx power pada antenna supaya jarak pancarnya semakin jauh dibandingkan sebelum tx powernya ditambah. Setelah itu baru dilakukan perhitungan jangkauan antenna cell id 264.
Data antenna 264 sebelum optimasi : Altitude : 92 m
Tinggi antenna : 19 m ( Hb = 111 m )
Cell Id 264
Cell Id 265 Cell Id 266
a b
Jarak antenna ke blindspot : 0.31 Km Altitude blindspot : 94 m (Hr)
Mechanical Tilt : 2o , Electrical Tilt : 0o ( A=2) Vertical Beamwidth : 7.4o
Jangkauan antenna 264 ( sebelum optimasi ) :
Jarak main bean = ……….. (8)
=
= 0.48 Km
Inner radius coverage = ……… (10)
=
= 170.3 m
Outer radius coverage = ……… (11)
