SKRIPSI
ANALISIS PENGARUH PENGULANGAN FREKUENSI TERHADAP PERUBAHAN LUAS CAKUPAN
MASING BTS DAN DAERAH YANG OVER COVERAGE ANTAR BTS
OLEH
MUH. AZWAR MUSAWWIR
10582163015 10582165115
JURUSAN TEKNIKI ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2021
ANALISIS PENGARUH PENGULANGAN FREKUENSI TERHADAP PERUBAHAN LUAS CAKUPAN
MASING BTS DAN DAERAH YANG OVER COVERAGE ANTAR BTS
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar
Disusun dan diajukan oleh
MUH. AZWAR MUSAWWIR
10582163015 10582165115
JURUSAN TEKNIKI ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2021
ABSTRAK
Abstrak : Muh. Azwar dan Musawwir (2021) Analisis Pengaruh Pengulangan Frekuensi Terhadap Perubahan Luas Cakupan Masing-Masing BTS Dan Daerah Yang Over Coverage Antar BTS dibimbing oleh DR. Ir Hafsah Nirwana, M.T dan Rizal A Duyo, S.T,. M.T. Adapun tujuan dari pada penelitian ini adalah.
Melakukam pengukuran-pengukuran kualitas penerimaan pada daerah-daerah yang dipengaruhi oleh interferensi pengulangan ferkuensi, mencari bagaimana penanggulangan interferensi co-channel pada sistem GSM wilayah Makassar dan sekitarnya dan untuk mengatasi penanggulangan interferenci pengulanag frekuensi . Metode yang dipergunakan pada penelitiann ini adalah mengadakan penelitian dan pengambilan data di Penelitian dilaksanakan di di PT. Telkomsel Makassar. Hasill yang didapatkan pada penelitian ini adalah. Pada jaringan GSM PT. Telkomsel area Makassar interferensi co-channel timbul, karena pengulangan frekuensi pada:(a)Pada kanal 51 terjadi interferensi co-channel karena adanya pengulangan frekuensi pada BTS Mandai-3 dan BTS Sudiang-3. Dimana luas cakupan BTS Mandai-3 terjadi over coverage pada BTS Sudiang-3.(b)Pada kanal 52 terjadi interferensi co-channel karena adanya pengulangan frekuensi pada BTS Panakkukang-2 dan BTS Paropo-2 .Dimana luas cakupan BTS Panakkukang-2 terjadi Over coverage pada BTS Paropo 2.(c)Pada kanal 58 terjadi interferensi co- channel karena adanya pengulangan frekuensi pada BTS Antang-3 dan BTS Perumnas-3 dimana luas cakupan BTS Antang-3 terjadi over coverage pada BTS Perumnas-3.
Kata kunci ; frekuensi, Interferensi, Coverage dan Co-channel
ABSTRACT
Abstract : Moh. Azwar and Musawwir (2021) Analysis of the Effect of Frequency Repetition on Changes in the Coverage of Each BTS and Areas That Over Coverage Between BTS were guided by DR. Ir Hafsah Nirwana, M.T and Rizal A Duyo, S.T,. M.T. The objectives of this research are. Carry out measurements of reception quality measurements in areas that are affected by frequency interference, find out how to overcome co-channel interference in the GSM system in Makassar and its surroundings and to overcome frequency repeater interference. The method used in this research is research and data collection at PT. Telkomsel Makassar. The results obtained in this study are. On the GSM network PT. Telkomsel Makassar area co-channel interference arises because of the frequency on: (a) On channel 51 there is co-channel interference due to the frequency at BTS Mandai-3 and BTS Sudiang-3. Where the wide coverage of BTS Mandai-3 occurs over coverage of BTS Sudiang-3. (b) On channel 52 there is co- channel interference due to the frequency at BTS Panakkukang-2 and BTS Paropo-2. Where the broad coverage of BTS Panakkukang-2 occurs Over coverage on BTS Paropo 2.(c) On channel 58, co-channel interference occurs due to the frequency at BTS Antang-3 and BTS Perumnas-3 where there is over coverage of BTS Antang-3 at BTS Perumnas-3.
keywords ; frequency, Interference, Coverage and Co-channel
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena Rahmat dan HidayahNyalah sehingga penulis dapat menyusun skripsi ini, dan dapat kami selesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah pensyaratan akademik yang harus ditempuhdalam rangka penyelesaian program studi pada Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Adapun judul tugas akhir adalah :
“Analisis Pengaruh Pengulangan Frekuensi Terhadap Perubahan Luas Cakupan Masing-Masing BTS Dan Daerah Yang Over Coverage Antar BTS”
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat kekurangan-kekurangan, hal ini sdisebabkan penulis sebagai manusia biasa tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan baik itu ditinjau dari segi tehnis penulis maupun dari perhitungan-perhitungan. Oleh karena itu penulis menerim dengan ikhlas dan senang hati segala koreksi serta perbaikan guna penyempurnaan tulisan ini agar kelak dapat bermanfaat.
Skripsi ini dapat terwujud berkat adanya bantuan, arahan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segalan ketulusan dan kerendahan hati, kami mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1. Ibu DR. Ir. Hj. Nurnawaty, S.T,. M.T. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Ibu Adriani, ST, MT., sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Bapak. DR. Ir. H. Hafsah Nirwana, S.T, Selaku Pembimbing I dan Bapak Rizal A Duyo, ST, MT, selaku Pembimbing II, yang telah banyak meluangkan waktunya dalam membimbing kami.
4. Bapak dan ibu dosen serta stap pegawai pada fakultas teknik atas segala waktunya telah mendidik dan melayani penulis selama mengukiti proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Ayahanda dan Ibunda yang tercinta, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala limpahan kasih saying, doa dan pengorbanan terutam dalam bentuk materi dalam menyelesaikan kuliah.
6. Saudara-saudaraku serta rekan-rekan mahasiswa fakultas teknik terkhusus angkatan 2015 yang dengan keakraban dan persaudaraan banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Semoga semua pihak tersebut di atas mendapat pahala yang berlipat ganda di sisi Allah SWT dan skripsi yang sederhan ini dapat bernabfaat bagi penulis, rekan-rekan, masyarakat serta bangsa dan Negara. Amin.
Makassar, Juli 2021
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... i
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ...iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
KATAPENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Rumusan Masalah ... 3
C. Tujuan Penelitian ... 3
D. Batasan Masalah ... 4
E. Manfaat ... 4
F. Sistematika Penulisan... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
A. Sistem Komunikasi ... 6
B. Komunikasi Bergerak Selular ... 6
C. Jaringan GSM ... 15
D. Konfigurasi Kanal ... 26
E. Interferensi Co-channel ... 28
F. Penggunaan Downtilt yang Efektif ... 30
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN ... 35A. Waktu dan Tempat ... 35
B. Metode Penelitian ... 35
C. Interferensi Co-channel ... 37
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 40
A. Hasil penelitian ... 40
B. Kasus Inteferenci Co-channel Yang Timbul Pada Pengoperasian GSM Area Makassar ... 45
C. Perhitungan Luas Cakupan BTS-BTS di Area Makassar ... 46
D. Analisa Perkiraan Penyebab Munculnya Interferensi Co-channel ... 47
E. Upaya Penekanan Interferensi Co-channel Pada Jaringan GSM PT. Telkomsel Area Makassar ... 52
BAB V PENUTUP ... 58
A. Kesimpulan ... 58
B. Saran ... 59
DAFTAR PUSTAKA ... 60
\
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Model sistem komunikasi bergerak selular... 10
Gambar 2.2 Konsep Pengulangan Frekuensi... 14
Gambar 2.3 Jaringan GSM ... 15
Gambar 2.4 Radio Sub System ... 17
Gambar 2.6 Antenna Omni dan Sectorized Directional ... 19
Gambar 2.7 Mobile Station... 20
Gambar 2.8 Arsitektur jaringan Network Switching Subsystem (NSS ... 21
Gambar 2.9 Alokasi frekuensi FDMA pada sistem GSM ... 27
Gambar 2.10. Prinsip kerja Time-Division Multi ple Access (TDMA) ... 28
Gambar 2.11. Interferensi Co-channel ... 28
Gambar 2.12. Pola radiasi vertikal sebuah gain antena ... 31
Gambar 2.13. Pola antena downtilt ... 32
Gambar 2.14. Pola far-field berubah karena downtilt ... 33
Gambar 2.15. Pemasangan yang memungkinkan Downtilt antena ... 34
Gambar 4.1 Daerah-daerah interfensi Co-channel yang dihasilkan oleh PLANET ... 49
Gambar 4.2. Jarak Jangkauan BTS Mandai-3 dan BTS Sudiang-3 ... 50
Gambar 4.3. Jarak Jangkauan BTS Panakukang-2 dan BTS Paropo-2 ... 51
Gambar 4.5. Jarak Jangkauan BTS Mandai-3 dan BTS Sudiang-3 Setelah di Tilting ... 51
Gambar4.6. Jarak Jangkauan BTS Panakkukang dan BTS Paropo-2 Setelah di Tilting ... 43
Gambar 4.7. Jarak Jangkauan BTS Antang-3 dan BTS Perumnas-3 Setelah di Tilting ... 54
Gambar 4.8 Hasil Perkiraan penyebab daerah interfenci co-channel pada kanal 51,52 dan 58 ... 55
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Spesifikasi dari Setiap BTS di Area Makassar ... 40
Tabel 3.2. Jarak Udara antara BTS di Area Makassar ... 42
Tabel 3.3 Alokasi Kanal Setiap BTS di BSC Balaikota dan BSC
Telkomas ... 43
Tabel 4.1. Luas Cakupan BTS-BTS di Area Kota Makassar ... 48
Tabel 4.2. Perubahan Tilting Antena pada BTS Mandai-3 dan BTS
Sudiang-3 ... 53
Tabel 4.3. Perubahan Titlting Antena pada BTS Panakkukang-2 dan BTS
Paropo-2 ... 54
Tabel 4.4. Perubahan Titlting Antena pada BTS Antang-3 dan BTS
Perumnas-3 ... 55
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Sebelum ada telepon mobil seluler analog pada tahun 1984, para pengguna yang ingin melakukan panggilan telepon dari mobil mereka menggunakan telepon-telepon Mobile .Sistem telepon Mobile pertama dimulai pada tahun 1946 di ST. Louis, Missouri dengan biaya yang sangat tinggi dan kapasitas yang terbatas.. Perusahaan lokal di setiap kota mengoperasikan satu pengirim dan penerima untuk area tersebut. Jadi area yang dapat ditangani oleh satu pengirim berbagi pakai kanal-kanal yang sama. Ini berarti hanya nomor-nomor terbatas dari panggilan simultan yang dapat ditempatkan pada sistem Mobile setiap kota. Selain terbatasnya kapasitas, kualitas layanan juga dipengaruhi oleh berbagai gangguan dan panggilan yang terputus-putus.
Sebelum pertengahan tahun 1980-an layanan specialized Mobile radio (SMR) berkembang lebih luas daripada layanan telepon Mobile . Radio Mobile adalah layanan “tertutup”. Operator radio Mobile dapat saling menghubungi namun tidak dapat membuat jaringan ke publik atau ke jaringan radio lain di luar sistem mereka. Pemanggilan hanya dapat dilakukan pada sistem radio Mobile yang sama. Sebagai contoh pengguna sebuah sistem layanan taxi tidak dapat memanggil sistem layanan taxi lainnya.
Pelapor radio Mobile adalah Departemen Kepolisian pada tahun 1921 meluas ke lembaga pemerintah lainnya, seperti pemadam kebakaran.
Sistem komunikasi seluler digunakan untuk memberikan layanan jasa telekomunikasi bagi pelanggan bergerak. Keberadaan sistem radio cellular disebabkan karena adanya kebutuhan untuk menyediakan layanan telepon bergerak secara nasional, bahkan saat ini sudah mencakup international. Disebut radio cellular karena area layanan dibagi-bagi menjadi beberapa area kecil yang disebut cell. Satu cell merupakan area cakupan atau coverage area dari satu Base Station (BS). Bentuk dan ukurannya tergantung pada jenis antena yang digunakan, countour area layanan (bentuk permukaan area layanan), dan besar-kecilnya daya pancar.
Penggunaan transmisi radio untuk keperluan akses pelanggan atau yang disebut "radioTelephone" sudah dilakukan semenjak beberapa dekade. Problem pokok yang dihadapi radio Telephone adalah area cakupan atau coverage area dan jumlah kanal atau "voice circuit" yang harus disediakan. Hal ini sebagai tantangan terhadap dua aspek layanan; Pertama kita harus dapat memberikan berbagai layanan secara penuh tidak terputus dan yang kedua harus dapat memberikan layanan atau "coverage area" yang luas dengan jumlah pelanggan yang besar.
Jumlah pelanggan yang besar diperlukan oleh user untuk mengimbangi besarnya biaya yang dikeluarkan untuk pembangunan inrrastruktur pelayanan.
Sebab dengan jumlah pelanggan yang besar, dana dari pelanggan yang dihimpun juga besar. Dengan jumlah pelanggan yang besar, misalnya sampai dengan jutaan, jumlah kanal radio yang diperlukan untuk menjamin kontinuitas komunikasi dalam area cakupan atau "coverage area'' juga besar.
Salah satu sambungan telepon bergerak seluler yang ada di Sulawesi Selatan adalah fasilitas GSM yang dikelola oleh PT. Telkomsel. Dalam pengoperasian sistem GSM ini operator dituntut untuk dapat memuaskan pelanggan dengan memiliki jaringan yang handal. Jaringan yang handal bukan hanya memiliki sinyal yang kuat di berbagai area atau jangkauan (coverage) yang luas, namun juga kualitas percakapan (call) seperti tingkat kejelasan dan kesepahaman.
B. Rumusan Masalah
Adapu rumusan masalah pada tugas akhir ini adalah :
1. Dengan menggunakan sistem pengulangan frekuensi maka pemakai yang berada di wilayah yang berbeda dapat menggunakan frekuensi yang sama.
2. Pengulangan frekuensi dapat meningkatkan efisiensi penggunaan spectrum Frekuensi akan tetapi apabila sistem tersebut tidak dirancang dengan sebaik- baiknya, maka akan menimbulkan interferensi yang merupakan masalah utama dalam sistem telekomunikasi seluler.
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penulisan ini adalah:
2. Melakukam pengukuran-pengukuran kualitas penerimaan pada daerah-daerah yang dipengaruhi oleh interferensi pengulangan ferkuensi
3. Mencari bagaimana penanggulangan interferensi co-channel pada sistem GSM wilayah Makassar dan sekitarnya.
4. Untuk mengatasi penanggulangan interferenci pengulanag frekuensi
D. Batasan Masalah
Adapun masalah yang akan dibahas dalam penulisan laporan ini dibatasi pada penanggulangan interferensi penggunaan frekuensi pada sistem GSM wilayah Makassar dan sekitarnya.
E. Manfaat
Manfaat penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Pengulangan frekuensi merupakan inti dan sistem komunikasi selular, dengan menggunakan sistem pengulangan frekuensi maka pemakai yang berada di wilayah yang berbeda dapat menggunakan frekuensi yang sama 2. Sel-sel yang memakai frekuensi yang sama disebut sebagai sel co-channel .
Dengan demikian pengulangan frekuensi dapat meningkatkan efisiensi penggunaan spectrum Frekuensi
3. Mendapatkan penyebab dan solusi yang baik. sehingga operator yang menyediakan jasa telekomunikasi bergerak dapat meningkatkan mutu pelayanannya kepada setiap pelanggannya
F. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah dalam menyampaikan pokok-pokok pikiran didalam penelitian ini tugas akhir ini, maka disusun sistematika penulisan sebagai berikut:
BAB I : Pendahuluan yang terdiri dari latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II : Tinjauan Pustaka adalah dasar teori yang terdiri dari pembahasan umum sistem komunikasi bergerak, sejarah dan feature yang terdapat
pada sistem GSM secara singkat yang termasuk arsitektur dasar jaringan.
BAB III: Metodologi penelitian meliputi waktu dan tempat serta metode penelitian
BAB IV: Hasil Penelitian dan Pembahasan, membahas tentang Interferensi co- chanel pada sistem GSM area Makassar , yang membahas mengenai cakupan pelayanan GSM untuk area Makassar dan kasus interferensi co-channel yang timbul pada pengoperasian GSM area Makassar.
Menganalisis serta membahas upaya untuk mengatasi interferensi co- chanel akibat penerapan pengulangan frekuensi dengan menggunakan alternatif-alternatif yang ada.
BAB V : Penutup yang terdiri atas kesimpulan dan saran.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Sistem Komunikasi
Di era globalisasi sekarang ini masyarakat semakin menuntut tersedianya kemudahan di segala bidang yang mampu menunjang di berbagai bidang usaha.
Untuk mendukung kemajuan itu semua, sangat diperlukan suatu pertukaran informasi atau komunikasi yang lebih cepat, kapan saja dan dimanapun mereka berada. Salah satu sistem yang mampu menyediakan layanan tersebut adalah sistem telekomunikasi bergerak, yang dewasa ini juga mengalami perkembangan yang sangat pesat diantaranya adalah Global System for Mobile Communication (GSM).
GSM adalah sistem komunikasi bergerak yang berdasarkan pada teknologi selular digital, dengan Subscriber Identity Module (SIM) card sebagai identitas pelanggan, dimana pelanggan dapat bergerak secara bebas di dalam area layanan jaringan tersebut tanpa mengalami pemutusan panggilan dan mempunyai kemampuan untuk melakukan roaming.
B. Komunikasi Bergerak Selular
Komunikasi bergerak didefinisikan sebagai komunikasi antara dua terminal dimana salah satu atau keduanya dapat berpindah tempat. Dalam hal ini perpindahan yang dimaksudkan terjadi pada sistem komunikasi radio yang tidak menggunakan kabel sebagai media transmisi (wireless).
Tujuan pembuatan sistem komunikasi bergerak adalah agar tiap-tiap pesawat telepon dapat diperlakukan sebagai pesawat telepon tanpa kabel yang memiliki nomor panggil tersendiri, sedangkan user dapat berkomunikasi tanpa dibatasi oleh suatu tempat yang tetap.
Era Komunikasi tanpa kabel ini dimulai pada akhir tahun 1980 dengan teknologi telepon bergerak (Mobile telephony), walaupun sebenarnya penelitian- penelitian sudah banyak dilakukan sebelum tahun tersebut. Dengan alasan teknologi dan dasar ekonomi yang kurang memadai, penyelenggaraan telepon bergerak dapat dikatakan gagal atau kurang menguntungkan, akan tetapi berhasil dalam menetapkan langkah awal bagi perkembangan komunikasi bergerak. Hal ini terlihat dari semakin banyaknya grup yang tertarik untuk mengembangkan sistem ini sebagai bisnis komunikasi yang menjanjikan keuntungan di masa mendatang,
Perkembangan selanjutnya dari sistem komunikasi bergerak memberi ide penggunaan sistem komunikasi radio bergerak selular yang membagi daerah komunikasi menjadi daerah-daerah atau sel-sel dengan radius jangkauan tertentu.
Sistem yang pada awalnya didominasi oleh teknologi analog ini terus berkembang pesat sampai ditemukannya teknik digital yang memberikan kemajuan dalam hal pemrosesan sinyal (signal processing) sehingga dihasilkan sistem dengan unjuk kerja yang semakin baik.
Sistem komunikasi bergerak juga dituntut untuk dapat menjamin kelanjutan pelayanan seperti halnya sistem telepon tetap, bukan saja pada saat pemakai diam, melainkan juga pada saat pemakai berjalan.
1. Konsep Sistem Selular
Untuk melayani pemakai jasa telekomunikasi dalam sistem komunikasi bergerak, dibutuhkan sedikitnya satu stasiun induk (Base Station) berupa menara yang menghubungkan pemakai dengan pemakai lain dan yang menjadi pencatu (feeder) bagi terminal-terminalnya Stasiun Induk Radio (Radio Base Station) akan melayani suatu daerah cakupan yang jaraknya / luasnya bergantung pada tinggi menara, sifat antena yang dipergunakan dan batas daya yang diperkenankan diterima oleh pemakai bergerak.
Sistem yang pertama kali beroperasi adalah sistem konvensional zona besar dimana daerah cakupannya berupa lingkaran dengan radius 40 Km. Contoh dari sistem ini adalah IMTS (Improved Mobile Telephone System) di Amerika Serikat Sistem ini memiliki banyak kekurangan diantaranya adalah :
a. Memiliki kemampuan pelayanan yang terbatas.
Karena daerah jangkauannya sangat luas, daya yang dipancarkan hams sangat besar dan antena harus sangat tinggi. Pada saat itu tidak ada bangunan tinggi yang memenuhi persyaratan sehingga perlu dibangun tower yang sangat tinggi dan membutuhkan biaya yang sangat mahal. Luas daerah layanan juga tergantung dari lengkungan bumi atau garis horison radio.
Pelanggan yang ketika melakukan pembicaraan, keluar dari area cakupan Base Transceiver Station (BTS) akan mengalami putus pembicaraan karena sistem ini belum dilengkapi dengan fasilitas handover sehingga untuk meneruskan pembicaraan harus melakukan panggilan kembali atau melakukan inisialisasi ulang.
b. Unjuk kerja pelayanan kurang baik.
Ketika pertama kali diaplikasikan, sistem konvensional ini memiliki 33 kanal pembicaraan sehingga tidak bisa memenuhi kapasitas pelanggan yang cukup besar
c. Tidak efisien dalam penggunaan frekuensi.
Sistem konvensional tidak menggunakan konsep pengulangan frekuensi sehingga jumlah kanal yang dapat dialokasikan kepada satu cakupan sel sangat kecil.
Untuk mengatasi kekurangan-kekurangan sistem komunikasi bergerak konvensional ini, diciptakan sistem selular (multi zone), dimana daerah pelayanan dibagi menjadi daerah-daerah kecil yang disebut dengan sel yang dilayani oleh satu Base Transceiver Station (BTS). Satu BTS dengan BTS lainnya saling berhubungan yang dikendalikan dengan suatu pusat penyambungan (Mobile Switching Center atau MSC).
Arsitektur sistem selular terdiri dari :
- Pemancar yang memiliki daya pancar yang rendah dan luas cakupan yang kecil.
- Menggunakan konsep pengulangan frekuensi.
- Pembelahan sel pada sel yang memiliki jumlah pelanggan yang sangat banyak.
Model sistem komunikasi bergerak selular dapat diperlihatkan seperti gambar 2.1.
Gambar 2.1 Model sistem komunikasi bergerak selular
Gambar 2.1 diatas menunjukkan model umum dari suatu jaringan selular.
Pada gambar tersebut terlihat bahwa jaringan selular terdiri dari sel-sel yang dibentuk dari pancaran sinyal Base Station, dan sel-sel tersebut dihubungkan ke suatu perangkat Switching atau biasa disebut dengan Mobile Switching Centre (MSC) yang berfungsi untuk melakukan penyambungan baik ke terminal yang masih dalam satu jaringan atau Public Land Mobile Network (PLMN)-nya sendiri, ataupun ke PLMN yang lain.
Dalam sistem komunikasi bergerak selular, daerah penerimaan atau daerah layanan keseluruhan dibagi menjadi beberapa sel. Setiap sel memiliki frekuensi pembawa yang spesifik yang dapat diketahui oleh MSC misalnya sel 1, memiliki frekuensi fl sampai f7, sel 2 memiliki frekuensi f8 sampai f15 dan seterusnya. Jika suatu terminal bergerak dengan frekuensi f2 pada sel 1 bergerak menuju sel 2, MSC secara otomatis akan menyiapkan frekuensi baru misalnya f9 untuk digunakan oleh terminal bergerak tersebut, tanpa mengalami pemutusan hubungan.
Beberapa keuntungan dari sistem selular, dibandingkan dengan sistem konvensional adalah sebagai berikut:
a. Kapasitas pelanggan yang lebih besar.
Setiap pembawa tentunya mempunyai lebar band tertentu yang akan mewakili satu kanal. Dalam sistem GSM kanal pembawa merupakan kombinasi dari Frequency Division Multi ple Access (FDMA) dan Time Division Multi ple Access (TDMA) sehingga mempunyai kanal yang lebih banyak dibandingkan sistem analog yang hanya memakai sistem FDMA, dan juga dengan diberlakukannya sistem re-use^ maka alokasi frekuensi pembawa dalam sel-sel akan semakin banyak, sehingga akan semakin menambah kemampuan kapasitas pelanggan.
b. Efisiensi penggunaan pita frekuensi lebih tinggi karena menggunakan konsep pengulangan frekuensi.
Konsep pengulangan frekuensi merupakan pengalokasian ulang suatu frekuensi pembawa pada sel setelah mencapai jarak pisah tertentu. Dengan efisiensi pita frekuensi maka kapasitas akan semakin besar.
c. Memiliki kemampuan beradaptasi dengan perkembangan kepadatan lalu lintas / trafik karena sel dapat dipecah-pecah .
Apabila suatu area dengan luas cakupan tertentu telah mencapai tingkat kepadatan trafik yang tinggi, maka masalah ini dapat diatasi salah satunya dengan melakukan pemecahan sel. Yang dimaksud dengan pemecahan sel disini yaitu dengan menambah ataupun mengganti sel semula
dengan sel-sel yang mempunyai luas cakupan lebih kecil. Sehingga beban trafik dapat dibagi dengan sel-sel baru tersebut.
d. Cakupan area layanan lebih luas.
Cakupan area layanan yang lebih luas ini disebabkan operator GSM telah tersebar hampir di lima benua Dengan fasilitas roaming akan memungkinkan pelanggan GSM suatu operator tertentu mendapatkan pelayanan atau mengoperasikan MS (Mobile station)-nya pada operator GSM dari negara lain dengan syarat telah terdapat perjanjian roaming diantara kedua operator tersebut,
e. Memiliki berbagai fasiiitas kemudahan bagi pemakai.
GSM mempunyai berbagai fasilitas kemudahan, diantaranya pengiriman text, penitipan pesan suara, pengalihan panggilan dan masih banyak lainnya. 6. Mampu menyediakan layanan telepon dengan kualitas tinggi.
Dengan sistem digital, maka kualitas suara yang dihasilkan akan semakin jernih.
2. Konsep Pembentukan sel
Pada dasarnya pembentukan sel dilakukan untuk membagi-bagi suatu daerah yang luas menjadi daerah yang kecil. Pembentukan sel dan penelitian jarak antar RBS sangat ditentukan oleh kemampuan pendesain dalam merancang dan mendimensikan jaringan yang dimiliki, dimana bentuk sel dan jarak antar sel tidak harus sama. Untuk memudahkan analisis perencanaan dan pengembangan,
dipilihlah bentuk sel yang teratur berdasarkan pola geometri tertentu seperti segitiga sama sisi, bujur sangkar atau segi enam beraturan.
Jika antenna omniDirectional (antena yang radiasinya ke segala arah) yang digunakan, bentuk sel berupa lingkaranlah yang paling cocok diterapkan. Namun demikian, sel yang berbentuk lingkaran akan menimbulkan adanya daerah-daerah tertentu yang tidak tercakup (blank spot) oleh RBS dan adanya daerah-daerah tertentu yang dicakup sampai beberapa kali.
Bentuk segi enam beraturan adalah bentuk yang paling sering digunakan karena paling mendekati bentuk lingkaran dan area yang overlap tidak terlalu banyak. Sedangkan model dengan bentuk lingkaran tidak digunakan dalam analisis sistem selular.
Untuk semua bentuk sel, kondisi buruk terjadi pada titik yang terjauh dan pemancar atau di dekat perbatasan sel, karena akan menerima sinyal dengan level yang sangat kecil. Keadaan ini membuat bentuk segitiga dan bujur sangkar jarang digunakan.
3. Konsep Pengulangan Frekuensi
Untuk meningkatkan kapasitas pelanggan sistem komunikasi bergerak seluler, maka alokasi frekuensi yang sedikit harus digunakan dengan seefisien mungkin. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan pengulangan frekuensi (penggunaan kembali kanal frekuensi) dimana frekuensi fl yang digunakan pada sel 1, digunakan kembali pada sel lain (co-channel sel) yang terpisah sejauh D (jarak pengulangan frekuensi) terhadap sel tersebut. Dengan cara ini maka pelanggan yang berada di sel lain dapat berkomunikasi secara simultan dengan
menggunakan frekuensi yang sama dengan frekuensi yang digunakan pada sel tertentu.
Jarak minimum yang diijinkan untuk melakukan pengulangan frekuensi tergantung pada banyak faktor, seperti jumlah sel dengan frekuensi yang sama, tinggi antena,dan daya yang ditransmisikan pada setiap sel. Jarak pengulangan frekuensi dapat ditentukan dari:
D = √ .R (2.1) Dimana: K = jumlah sel dalam satu kelompok
R = jari-jari sel
D = jarak minimum untuk pengulangan frekuensi
Gambar 2.2 Konsep Pengulangan Frekuensi
Dari rurnus 2.1 diperoleh D = 4,6 x R. Pola pengulangan frekuensi untuk K = 7 ditunjukkan pada gambar 2.2 di atas, dimana k7 diperoleh dengan membuat i = 1 dan j = 2 dalam persamaan k = i2 + ij + j2, dimana i dan j adalah faktor geser.
Dengan demikian pengulangan frekuensi dapat meningkatkan efisiensi penggunaan spektrum frekuensi, akan tetapi apabila sistem tersebut tidak
dirancang dengan baik dapat menimbulkan interferensi yang berasal dari sel lain yang menggunakan frekuensi yang sama (co-channel interference). Jika semua sel memancarkan daya yang sama, apabika K meningkat maka jarak pengulangan frekuensi D juga meningkat. Peningkatan harga D ini adalah mengurangi co- channel interference yang mungkin muncul.
C. Jaringan GSM
Jaringan GSM terdiri dari beberapa kesatuan fungsional yang memiliki fungsi tertentu. Struktur GSM terbagi menjadi tiga sub-system yaitu ;
- Radio Subsystem (RSS)
- Network Switching Subsystem (NSS) - Operation and Support Subsystem (OSS)
Struktur fungsional tersebut dapat diperlihatkan seperti gambar 2.3 berikut:
Gambar 2.3 Jaringan GSM
Pada gambar 2.3 tidak terlihat adanya RSS subsystem, ini dikarenakan RSS terdiri dari MS dan BSS, dan pada gambar 2.3 tersebut RSS digambarkan dengan MS dan BSS.
Pada dasarnya RSS merupakan Subsystem yang menangani masalah radio baik operasional maupun manajemen. NSS mempunyai fungsi utama sebagai penyambung suatu panggilan dan manajemen data pelanggan sedangkan OSS berfungsi sebagai pengawas atau kontrol dari pengoperasian kediia fungsi tersebut dan juga mampu untuk melakukan intervensi pada RSS dan NSS.
Pemahaman lebih mendalam mengenai ketiga struktur fungsional utama dari GSM tersebut akan dijelaskan pada sub bab-sub bab berikut.
1. Radio Sub System (RSS)
Dalam jaringan selular, area yang dilayani oleh sistem komunikasi bergerak dibagi dalam sel-sel. Tiap sel memiliki Base Transceiver Station (BTS) yang menjamin komunikasi radio antar Mobile station dalam satu jaringan seluler, Mobile station dengan jaringan tetap (PSTN) atau dengan jaringan lainnya melalui hubungan udara atau air Interface. Sel yang digunakan dapat dilihat oleh MS melalui Base Station Identity Code (BSIC) dan jaringan yang digunakan dapat dilihat melalui Cell Global Identification.
Tiap sel menggunakan kanal radio yang dipilih berdasarkan band frekuensi yang diperbolehkan. Kanal tersebut berbeda untuk sel-sel yang berdampingan.
Untuk sel yang berada cukup jauh, kanal radio dapat digunakan lagi tanpa menyebabkan interferensi.
Radio Subsystem (RSS) terdiri dari : Base Station Subsystem (BSS) dan Mobile Station (MS) yang ada pada BSS tersebut. Berikut gambaran dari stniktur RSS.
Gambar 2.4 Radio Sub System
Pada gambar 2.4 diatas dijelaskan mengenai struktur dari RSS dimana terlihat bahwa BSS terdiri dari Base Station Controller (BSC), Base Tranceiver Station (BTS) dan Transcoder (TC).
a. Base Station Subsystem (BSS)
Base Station Subsystem terdiri dari peralatan yang diperlukan untuk mensuplai sel. BSS terdiri dari dua bagian yaitu : Base Transceiver Station (BTS) dan Base Station Controller (BSC). Komunikasi antara BTS dan BSC menggunakan protokol A-bis yang memungkinkan komunikasi antar elemen tersebut.
Seperti jaringan telepon PSTN, jaringan GSM mempunyai struktur yang hampir sama. Mulai dari Adanya Sentral atau pusat Switching (NSS) diteruskan ke pelanggan melalui suatu jaringan terdistribusi (BSS).
Secara garis besar, BSS adalah sekelompok infrastruktur peralatan yang secara spesifik bekerja untuk memenuhi aspek radio selular GSM. BSS berhubungan langsung dengan Mobile station melalui Interface radio. Jadi BSS terdiri dari perangkat yang bertugas mentransmisikan dan mengirimkan sinyal data melalui jalur radio, dan termasuk juga manajemennya. Dari sisi lain, BSS berhubungan langsung dengan NSS. Peranan BSS bisa disederhanakan sebagai penghubung antara MS dengan NSS, dan lebih sederhananya adalah menghubungkan antara pengguna MS dengan MS lainnya atau dengan pengguna telekomunikasi yang lain. BSS dikendalikan dan juga berhubungan dengan OSS (OMC-R) yang berfungsi sebagai pengontrol operasi dari BSS.
Gambar 2.5 menunjukkan struktur dari BSS yang terdiri dari BSC dan BTS. BSS melakukan servis pada MS dengan menyediakan hubungan radio serta manajemen radio lainnya. BSS juga terhubung dengan Subsystem lainnya, yaitu NSS dan OMCR.
Base Transceiver Station (BTS)
Tiap sel memiliki satu Base Transceiver Station (BTS) yang menjamin komunikasi radio antar Mobile station dalam sel melalui air Interface dan Mobile station dengan jaringan tetap (PSTN). Fungsi utama dari BTS adalah menjaga dan memonitor hubungan ke Mobile station dalam satu sel. BTS
dapat menggunakan antenna omniDirectional (ke segala arah) atau three Directional (tiga arah) seperti terlihat pada gambar 2.6.
Gambar 2.6 Antenna Omni dan Sectorized Directional Base Station Controller
Base Station Controller (BSC) merupakan penghubung antara sejumlah BTS dan NSS. BSC juga mengubah 16 Kbps voice channel yang digunakan radio link ke standar 64 Kbps channel yang digunakan oleh Public Switched Telephone Network atau PSTN dengan memanfaatkan Equipment tambahan yang disebut transcoder (TC).
Dari uraian diatas dapat dikatakan bahwa fungsi utama dari BSC melakukan manajemen pada sistem dengan hirarki dibawahnya dan manajemen mobilitas. Pelanggan yang bergerak akan selalu bergerak berpindah-pindah, keluar dari satu sel dan masuk ke sel lain. Dalam proses ini
diperlukan waktu peralihan namun pembicaraan tidak boleh terasa adanya perubahan atau terputus.
Setiap BSC akan mengontrol beberapa BTS. BSC mengontrol tiap BTS untuk performasi operasinya dan pelaksanaan handover ke sel lain dalam area BSC itu sendiri. Demikian juga dalam intra-MSC-handover maka BSC meminta MSC-nya untuk melakukan handover. Handover berarti peralihan yang selalu diperlukan bila MS meninggalkan area sel. Intra MSC handover berarti handover antara dua sel yang dikontrol oleh MSC yang sama tetapi berbeda BSC.
b. Mobile Station (MS)
Mobile Station (MS) merupakan peralatan bergerak yang secara dasar berfungsi untuk mengakses layanan telekomunikasi PLMN GSM. Untuk menunjang fungsi dasar tersebut MS mempunyai fungsi sebagai berikut:
- Mentransmisikan informasi suara (voice) dan data meialui air Interface.
- Sinkronisasi frekuensi dan waktu.
- Monitor power dan kualitas sinyal di sekitar sel untuk handover dan power control yang optimal.
- Menyiapkan Location update.
- Menampilkan short message dengan panjang sampai 160 karakter
Untuk bisa melaksanakan fungsinya, Mobile station ini harus mempunyai dua komponen yaitu kartu Subscriber Identity Module (SIM) dan Mobile unit (Equipment). Gambar 2.7 berikut menampilkan contoh bentuk pisik dari Mobile Station.
Gambar 2.7 Mobile Station
2. Network Switching Subsystem (NSS)
Network Switching Subsystem ini melakukan fungsi Switching bagi MS yang dibutuhkan untuk menghubungkan MS ke jaringan tetap (PSTN/ISDN) atau ke jaringan radio lainnya. NSS juga mengatur data base (data pelanggan dan data jaringan), dan mengatur macam signaling yang digunakan untuk membuat atau memutuskan hubungan.
NSS merupakan pusat pemrosesan, yang terdiri dari lima komponen pokok yaitu : Mobile Service Switching Center (MSC), Home Location Register (HLR), Visitor Location Register (VLR), Authentication Center (AuC) dan Equipment Identity Register (EIR).
Gambar 2.8 Arsitektur jaringan Network Switching Subsystem (NSS)
a. Mobile Service Switching Centre (MSC)
Mobile Services Switching Centre (MSC) memiliki seluruh fungsi penting dalam Switching komunikasi pada seluruh Mobile station dalam MSC area. Fungsi utama MSC adalah untuk mengkoordinasikan pembentukan call (call set up) antara Mobile station atau user PSTN.
Beberapa fungsi yang dilakukan oleh MSC : - Melakukan pemilihan route
- Membentuk koneksi trafik dan signaling
- Billing untuk semua pelanggan yang berada pada area MSC tersebut.
- Pengukuran trafik.
- Menangani overload
- Mendukung layanan telekomunikasi.
- Mobility management b. Home Location Register (HLR)
HLR merupakan data base yang menangani manajemen pelanggan bergerak. HLR menyediakan data yang diperlukan untuk meroutingkan panggilan ke semua MS yang mempunyai Home base di MSC area tersebut, ketika mereka melakukan perpindahan (roaming) ke area lain atau ke jaringan GSM yang lainnya.
HLR menyediakan current Location data yang diperlukan untuk mendukung pencarian dan paging MS untuk incoming call. HLR bertanggungjawab untuk menyimpan dan menyediakan Authentication dan
encription parameter yang diperlukan oleh MSC dimana MS tersebut beroperasi, parameter tersebut didapatkan dari AuC.
Data-data yang tersimpan di HLR ada yang bersifat permanen, dapat dimodifikasi hanya untuk alasan administrasi dan data lain yang bersifat sementara yang dapat dimodifikasi secara otomatis oleh jaringan tergantung pada perpindahan dan kegiatan yang dilakukan oleh Subscriber .
Data-data permanen yang disimpan di HLR : - IMSI
International Mobile Subscriber Identity, adalah nomor Identity yang unik dari pelanggan pada jaringan GSM .
IMSI digunakan oleh VLR untuk pengalamatan di HLR sehubungan dengan proses Location update, mengakses database pelanggan di HLR , VLR dan AuC.
- Mobile Subscriber Roaming Number (MSRN)
Nomer temporer untuk keperluan routing bagi MS yang sedang roaming di MSC / VLR tertentu .
MSRN ini digunakan untuk membentuk koneksi suara (voice) dari originating MSC ke destination MSC dan mengalamati data pelanggan di VLR
- Batasan roaming
Digunakan untuk mengetahui jaringan yang telah mempunyai perjanjian roaming.
- Supplementary services, seperti call forwarding.
Seperti telah disebutkan diatas bahwa sistem selular GSM menyediakan fasilitas-fasilitas tarnbahan yang menjadikan sistem selular GSM mempunyai nilai tambah, contohnya pengalihan panggilan.
- Authentication key.
Merupakan data yang digunakan untuk memeriksa sah tidaknya pelanggan untuk melakukan akses dan mendapatkan servis dari jaringan. Data-data sementara yang disimpan di HLR :
- Local MS Identity (LMSI)
Digunakan untuk mempercepat penemuan data pelanggan di VLR pada saat Location update.
- RAND / SRES dan Kc.
Merupakan data yang berhubungan dengan Authentication dan ciphering - VLR address.
Data yang menandakan aiamat VLR yang sedang menangani MS.
- MSC address.
Data yang menandakan aiamat MSC area dimana MS tersebut terdaftar c. Visitor Location Register (VLR)
VLR merupakan suatu unit penyimpan dinamik yang menyimpan data base sementara untuk pelanggan yang roaming dalam area suatu MSC. Selama MS tersebut aktif maka VLR akan menyimpan semua parameter dari MS tersebut yang diperlukan untuk melaksanakan fungsi call handling.
d. Authentication Centre (AuC)
Authentication Centre (AuC) membuat parameter-parameter untuk autentikasi dan enkripsi yang diperlukan untuk menjamin kerahasiaan dan setiap panggilan. AuC melindungi sistem GSM terhadap penyalahgunaan oleh orang yang bukan pelanggan GSM tersebut. AuC juga melindungi pelanggan dari penyalahgunaan data pelanggan yang disimpan di sistem GSM.
e. Equipment Identity Register (EIR)
Equipment Identity Register (EIR) merupakan elemen jaringan yang mencegah penggunaan alat yang tidak berhak digunakan (barang curian atau hilang). Tiap peralatan GSM memiliki nomor identitas yang disebut IMEI yang terletak dalam hardware.
Dari data IMEI tersebut Mobile station dapat diidentifikasikan dalam kategori, sebagai berikut:
- White list, (daftar resmi).
Merupakan terminal yang diperbolehkan untuk melakukan akses ke jaringan GSM.
- Gray list, (daftar pengawasan).
Merupakan terminal yang masih dalam observasi dari jaringan karena ada kemungkinan bermasalah.
- Black list, (daftar terlarang).
Merupakan terminal yang dilaporkan telah dicuri ataupun karena tipe terminalnya bukan tipe yang diijinkan atau sesuai dengan jaringan GSM.
Terminal ini tidak diijinkan untuk akses ke jaringan GSM. Pada saat MS
digunakan untuk mengakses jaringan, peralatan mengirim nomor IMEI ke jaringan yang akan mengecek nomor ini. Jika peralatan tersebut dilaporkan hilang maka akses ke jaringan tidak dapat dilakukan. Nomor dari seluruh peralatan yang hilang disimpan dalam Equipment Identity Register.
3. Operation and Support Subsystem (OSS)
Subsystem ini menyediakan fungsi-fungsi tertentu untuk operasi dan pemeliharaan. Fungsi OSS ini dilakukan oleh Operation and Maintenace Centre (OMC). Didalam OMC terdapat:
- O & M Processor (OMP) untuk BSS dan NSS
Merupakan pusat pengoperasian. OMP ini dihubungkan dengan beberapa OMT yang berfungsi secara remote (jarak jauh).
- O & M Terminal (OMT)
Terminal operasi yang dihubungkan secara langsung pada jaringan misalnya pada MSC, BSC, dll. Terminal ini digunakan untuk mengawasi jaringan.
G. Konfigurasi Kanal
Interface udara adalah Interface yang paling penting di dalam jaringan GSM. Didalamnya diatur tentang koneksi antara tiap Mobile station ke jaringan.
Interface udara disusun dan dua struktur berikut, yaitu: Struktur FDMA dan struktur TDMA.
Struktur yang pertama yaitu "Frequency Division Multi ple Access " yang berarti penggunaan carrier frekuensi yang berbeda Sedangkan struktur yang satu lagi yaitu "Time Division Multi ple Access " merupakan prosedur Multi ple ks
dengan cara pembagian waktu (time division). Satu band frekuensi FDMA digunakan secara bergantian oleh 8 Mobile station.
Gambar 2.9 Alokasi frekuensi FDMA pada sistem GSM
Gambar 2.9 menjelaskan mengenai alokasi frekuensi pada sistem GSM, dimana pada sistem GSM terdapat dua band frekuensi yang digunakan, masing- masing 890 sampai 915 MHz untuk hubungan dari MS ke BS (uplink) dan 935 sampai 960 MHz untuk hubungan dari BS ke MS (downlink) serta terdapat band guard sebesar 20 MHz untuk spacing antara band uplink dan downlink.
Penggunaan FDMA pada sistem GSM, dimana alokasi band masing-masing untuk uplink dan downlink yang sebesar 25 MHz tersebut dibagi menjadi 124 kanal.
Jadi setiap kanal mempunyai lebar band sebesar 200 KHz.
Seperti telah dijelaskan, bahwa GSM menggunakan dua struktur kombinasi untuk transmisi radio, yaitu FDMA dan TDMA. Kapasitas transmisi dari suatu carrier diperlukan dalam jumlah yang cukup banyak untuk melayani pelanggan. Untuk itulah, dalam fungsi waktu carrier dibagi-bagi diantara 8 buah Mobile station. Prosedur TDMA memberikan carrier untuk dipakai selama waktu
yang singkat (sekitar 0.577 ms) kemudian dilepas ke Mobile station yang lain.
Sebuah timeslot ditetapkan ke tiap user sedemikan rupa sehingga MS dapat mengetahui saat yang tepat untuk mentransmisi dan menerima sinyal. Delapan timeslot, dinomori dari 0 sampai dengan 7, dikombinasikan untuk tiap TDMA frame. Gambar 2.19 berikut menjelaskan mengenai konsep TDMA seperti telah dijelaskan diatas. Dimana pemakaian frekuensi FDMA dipakai bergantian oleh 8 pemakai dengan periode waktu pengulangan pemakaian frekeuensi FDMA sebesar 4.615 ms.
Gambar 2.10. Prinsip kerja Time-Division Multi ple Access (TDMA)
H. Interferensi Co-channel
Metode pengulangan frekuensi berguna untuk meningkatkan efisiensi pada penggunaan spektrum frekuensi, tetapi mengakibatkan interferensi co-channel yang disebabkan penggunaan kanal frekuensi secara berulang di sel co-channel yang berbeda. Hal ini dapat dilihat pada gambar 2.11.
Gambar 2.11. Interferensi Co-channel
Pengulangan kanal frekuensi yang sama pada sel yang berbeda dibatasi oleh interferensi co-channel antar sel, dan interferensi co-channel ini menjadi masalah yang besar. Untuk itu perlu dicari jarak minimum yang diinginkan untuk dapat mengurangi interferensi co-channel .
Interferensi co-channel merupakan fungsi dari parameter q yang ditunjukkan sebagai berikut:
q = (2.2)
Parameter q adalah faktor pengurang interferensi co-channel . Dimana jika q ini bertambah maka interferensi co-channel ini berkurang, atau dengan kata lain pengurangan interferensi co-channel dapat dilakukan dengan menambah jarak antara dua cell site frequency reuse.
Pada area trafik yang padat seperti kota besar, kapasitas dari sistem selular dibatasi oleh interferensi yang disebabkan oleh frequency reuse (pengidangan frekuensi). Ratio interferensi relatif (C/I) dapat berlainan antar beberapa panggilan, dimana C (Carrier level) berubah tergantung posisi Mobile station (MS) terhadap base station, serta banyaknya penghalang yang berada diantaranya, sedangkan I (Interference level) berubah tergantung pada penggunaan frekuensi yang sama oleh panggilan lain di beberapa sel-sel yang terdekat. Nilai dari C (Carrier level) sebaiknya lebih besar dari nilai I (Interference, level) , sehingga dapat mengurangi interferensi co-channel dan kualitas pembicaraan menjadi lebih baik. Nilai yang direkomendasikan oleh GSM yaitu C/I > 9 dB.
I. Penggunaan Downtilt yang Efektif
Pengurangan interferensi co-channel selalu merupakan masalah pada sistem selular. Beberapa metode yang dapat dipertimbangkan, seperti:
1. Meningkatkan pemisahan antara dua sel co-channel . 2. Penggunaan antena Directional pada base station..
3. Pengurangan tinggi antena pada base station.
Metode pertama tidak disarankan karena saat jumlah pengulangan frekuensi meningkat, efisiensi sistem oleh jumlah kanal per sel berkurang. Metode ketiga juga tidak disarankan karena hal tersebut akan mengurangi atau memperlemah daya terima pada MS. Meskipun demikian metode kedua merupakan pendekatan yang tepat, karena penggunaan antena Directional bisa mencapai dua tujuan, yaitu :
1. Pengurangan interferensi co-channel jika interferensi tersebut tidak dapat dihilangkan oleh pemisahan sel co-channel .
2. Peningkatan kapasitas kanal ketika trafik bertambah.
Dimana untuk mengurangi interferensi co-channel ini tidak hanya menggunakan antena Directional, tetapi juga men-setting antena Directional tersebut dengan tepat dengan cara downtilt
Downtilt adalah salah satu cara untuk mengurangi luas cakupan suatu sel dengan mengubah sudut pengarahan pancaran berkas antena BTS dalam bidang vertikal.
Downtilt merupakan teknik yang sering digunakan untuk menghasilkan sel yang kecil dan untuk menghasilkan pola pengulangan frekuensi yang baik.
Downtilt efektif dalam:.
1. Mengurangi cakupan sel untuk menghasilkan traffic density yang lebih tinggi.
2. Mengurangi interferensi co-channel dan adjacent channel yang disebabkan oleh sel lain.
Sebelum melakukan downtilt pada sebuah antena, maka terlebih dahulu perlu untuk menentukan cakupan yang sebenarnya dengan survei, dan setelah diterapkan hasil perhitungan downtilt tersebut masih diperlukan survei lagi untuk memastikan bahwa terjadi perubahan cakupan sel seperti yang direncanakan.
1. Downtilt Antena dan Cara Kerjanya
Gambar 2.12 memberikan suatu ilustrasi dari corner reflector yang ideal beserta sebuah polanya. Pada gambar 2.13 diperlihatkan pola radiasi yang terjadi ketika antena ini di-downtilt dengan sudut B. Dari gambar 2.13 juga dapat dilihat H sebagai far-field Effective Rudiuted Power (horizontal ERP). Komponen H memiliki nilai sepanjang sumbu utama, yaitu 0 < H <. 1. Dengan demikian redaman far - field yang disebabkan oleh downtilt adalah 20 log H dB.
Kuat, medan near-field dan far-field pada prakteknya adalah sangat bergantung pada keadaan setempat, terutama sekali dalam lingkungan keadaan yang padat, namun dalam analisa berikut keadaan disekitar antena tersebut diabaikan.
Gambar 2.12. Pola radiasi vertikal sebuah gain antena
Gambar 2.13. Pola antena downtilt B : Sudut arah Downtilt terhadap Horizontal
L : Gain Diluar main Lobe
Antena yang di-downtilt akan selalu mempunyai gain relatif dibandingkan terhadap antena vertikal, seperti pada gambar 2.14. Sebagai contoh, untuk M = 0°
(M adalah sudut antara antena dengan penerima Rx), dengan memperhatikan gain dan antena yang di-downtiltdan gain antena vertikal sebagai flings! sudut M, diperoleh :
Gain relatif- 20 log H - 20 log 1 - 20 log H (dB) (2.10)
Dan persamaan di atas, terlihat bahwa untuk H < 1, maka gain relatif antena downtilt adalah negatif atau 0 dB untuk M = 0°.
Untuk sudut M lainnya, perbedaan gain-nya sama dengan : 20logGv-201ogGr (2.3)
dimana:
Gv = Gain lobe antena vertikal
GT = Gain lobe antena yang di-downtilt
Pada gambar 2.14 terlihat bahwa perbedaan gain relatif dari antena yang di-downtilt sebanding dengan perubahan sudut M dan sama dengan 0 (nol) pada saat kedua pola tersebut berpotongan pada titik 1. Sudut tersebut adalah sebesar M=B/2.
Gambar 2.14. Pola far-field berubah karena downtilt
Jadi untuk mengukur sudut downtilt antena B dengan ketinggian antena H dan jarak jangkauan L, adalah :
B/2 = arctan(h/L) (2.4)
dimana:
L = jarak jangkauan BTS h = tinggi antena BTS
B = sudut arah downtilt terhadap horizontal
2. Pemasangan Downtilt
Antena harus terpasang dengan baik agar dapat berfungsi secara efektif.
Untuk kota-kota besar disarankan sekali untuk melakukan pemasangan antena
yang memungkinkan downtilt antena di masa akan datang. Cara pemasangan ini ditunjukkan pada gambar 2.15 berikut ini.
Gambar 2.15. Pemasangan yang memungkinkan Downtilt antena
Pembahasan mengenai kasus interferensi co-channel yang terjadi pada jaringan GSM PT. Telkomsel area Makassar serta upaya untuk mengatasinya akan dibahas pada bab selanjutnya.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN D. Waktu dan Tempat
a. Waktu
Pembuatan aplikasi ini akan dilaksanakan selama 6 bulan, mulai dari bulan Pebruari 2021 sampai dengan juni 20121 sesuai dengan perencanaan waktu yang terdapat pada jadwal penelitian.
b. Tempat
Penelitian dilaksanakan di PT. Telkomsel Makassar E. Metode Penelitian
Alur Penelitian
MULAI
PENGUMPULAN DATA
STOP STUDI LITERATUR
MULAI
DISKUSI
SEMINAR PENYUSUSNAN
LAPORAN
Metode penelitian ini berisikan langkah-langkah yang ditempuh penulis dalam menyusun tugas akhir ini. Metode penelitian ini disusun untuk memberikan arah dan cara yang jelas bagi penulis sehingga penyusunan tugas akhir ini dapat berjalan dengan lancar.
Adapun langkah-langkah yang ditempuh oleh penulis dalam penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
Metode Pustaka
Yaitu mengambil bahan-bahan penulisan tugas akhir ini dari referensi-referensi serta literatur-literatur yang berhubungan dengan masalah yang dibahas tentang analisis pengaruh pengulangan frekuensi terhadap perubahan luas cakupan masing-masing BTS dan daerah yang Over coverage antar BTS
Metode Penelitian
Mengadakan penelitian dan pengambilan data pada di PT. Telkomsel Makassar pada system penggunaan frekuensi terhadap, luas cakupan masing-masing BTS dan daerah yang Over coverage antar BTS, Kemudian mengadakan pembahasan/analisa hasil pengamatan dan menyimpulkan hasil analisa tersebut.
Metode Diskusi/Wawancara
Yaitu mengadakan diskusi/wawancara dengan dosen yang lebih mengetahui bahan yang akan kami bahas atau dengan pihak praktisi pada sistem kelistrikan di PT. Telkomsel Makassar
Gambar
J. Interferensi Co-channel
Metode pengulangan frekuensi berguna untuk meningkatkan efisiensi pada penggunaan spektrum frekuensi, tetapi mengakibatkan interferensi co-channel yang disebabkan penggunaan kanal frekuensi secara berulang di sel co-channel yang berbeda.
Pengulangan kanal frekuensi yang sama pada sel yang berbeda dibatasi oleh interferensi co-channel antar sel, dan interferensi co-channel ini menjadi masalah yang besar. Untuk itu perlu dicari jarak minimum yang diinginkan untuk dapat mengurangi interferensi co-channel .
Interferensi co-channel merupakan fungsi dari parameter q yang ditunjukkan sebagai berikut:
q = (2.2)
Parameter q adalah faktor pengurang interferensi co-channel . Dimana jika q ini bertambah maka interferensi co-channel ini berkurang, atau dengan kata lain pengurangan interferensi co-channel dapat dilakukan dengan menambah jarak antara dua cell site frequency reuse.
Pada area trafik yang padat seperti kota besar, kapasitas dari sistem selular dibatasi oleh interferensi yang disebabkan oleh frequency reuse (pengidangan frekuensi). Ratio interferensi relatif (C/I) dapat berlainan antar beberapa panggilan, dimana C (Carrier level) berubah tergantung posisi Mobile station (MS) terhadap base station, serta banyaknya penghalang yang berada diantaranya, sedangkan I (Interference level) berubah tergantung pada penggunaan frekuensi yang sama oleh panggilan lain di beberapa sel-sel yang terdekat. Nilai dari C (Carrier level) sebaiknya lebih besar dari nilai I (Interference, level) , sehingga dapat mengurangi interferensi co-channel dan kualitas pembicaraan menjadi lebih baik. Nilai yang direkomendasikan oleh GSM yaitu C/I > 9 dB
Penggunaan Downtilt yang Efektif
Pengurangan interferensi co-channel selalu merupakan masalah pada sistem selular. Beberapa metode yang dapat dipertimbangkan, seperti:
4. Meningkatkan pemisahan antara dua sel co-channel . 5. Penggunaan antena Directional pada base station..
6. Pengurangan tinggi antena pada base station.
Metode pertama tidak disarankan karena saat jumlah pengulangan frekuensi meningkat, efisiensi sistem oleh jumlah kanal per sel berkurang. Metode ketiga juga tidak disarankan karena hal tersebut akan mengurangi atau memperlemah daya terima pada MS. Meskipun demikian metode kedua merupakan pendekatan yang tepat, karena penggunaan antena Directional bisa mencapai dua tujuan, yaitu :
3. Pengurangan interferensi co-channel jika interferensi tersebut tidak dapat dihilangkan oleh pemisahan sel co-channel .
4. Peningkatan kapasitas kanal ketika trafik bertambah.
Dimana untuk mengurangi interferensi co-channel ini tidak hanya menggunakan antena Directional, tetapi juga men-setting antena Directional tersebut dengan tepat dengan cara downtilt
Downtilt adalah salah satu cara untuk mengurangi luas cakupan suatu sel dengan mengubah sudut pengarahan pancaran berkas antena BTS dalam bidang vertikal.
Downtilt merupakan teknik yang sering digunakan untuk menghasilkan sel yang kecil dan untuk menghasilkan pola pengulangan frekuensi yang baik.
Downtilt efektif dalam:.
3. Mengurangi cakupan sel untuk menghasilkan traffic density yang lebih tinggi.
4. Mengurangi interferensi co-channel dan adjacent channel yang disebabkan oleh sel lain.
Sebelum melakukan downtilt pada sebuah antena, maka terlebih dahulu perlu untuk menentukan cakupan yang sebenarnya dengan survei, dan setelah diterapkan hasil perhitungan downtilt tersebut masih diperlukan survei lagi untuk memastikan bahwa terjadi perubahan cakupan sel seperti yang direncanakan
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil penelitian
Data Cakupan Pelayanan GSM untuk Area Makassar
PT. TELKOMSEL yang menyediakan sarana telekomunikasi selular dengan sistem GSM saat ini mengoperasikan beberapa buah BTS untuk melayani seluruh pelanggan GSM yang berada di Kota Makassar dan jarak udara antara BTS di area Makassar dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Data-data spesifikasi dari setiap BTS di area Makassar dapat dilihat pada Tabel 3.1. berikut:
Tabel 3.1. Spesifikasi dari Setiap BTS di Area Makassar No Nama BTS Jenis Antene Arah Antene Tinggi
Antene
Downtilt Antene
1 BTS Ruko Mirah Sectorized 0°/ 100° /230° 35m S1 =0o, S2-0°,S3 = 0°
2 BTS BTN Antara Sectorized 0o/ 100° /250° 42m S1=0°, S2-0°,S3 = 0°
3 BTS Panakkukang Sectorized 350o/ 100o/ 220° 40m S1=0°, S2-0°,S3 = 0°
4 BTS Kima Sectorized 40o/ 120° / 270° 42m S1=0°, S2-0°,S3 = 0°
5 BTS M. Makassar Sectorized 30o/ 135° /215° 45m S1 = 5°, S2 = 4°,S3 = 2°
6 BTS Mattoangin Sectorized 0o/ 120° / 240° 42m S1= 5°, S2=2°,S3=0°
7 BTS Panampu Sectorized 30o /165° / 280° 45m S1 =0°, S2 = 5°,S3=0o 8 BTS Telkommas Sectorized 0o/ 120° / 240° 42m S1= 0°, S2=3o,S3=3o 9 BTS Mandai Sectorized 70o/ 240° / 330° 35m S1= 0°, S2 = 0o,S3 = 0°
10 BTS Sungguminasa Sectorized 0o/ 120° / 240° 40m S1=3°, S2=0o,S3=00 11 BTS Butung Sectorized 20o/ 95° /230° 36m S1 =3°, S2 = 4°,S3 = 4°
12 BTS Komselindo Sectorized 0o/ 120° /240° 45 m S1 =6°, S2 = 6°,S3=3°
13 BTSS. Saddang Sectorized 0o / 120° /225° 42m S1= 3°, S2 = 3°,S3 = 3°
14 BTS Antang Sectorized 10o/ 100° / 245° 72m S1=0°, S2 = 0°,S3=00 15 BTS Divnet Sectorized 20o/ 120° / 240° 40m S1=5°, S2 = 3°,S3=4°
16 BTS Cendrawasih Sectorized 0o/120° / 240° 30m S1= 0°, S2 = 2°,S3 = 0°
17 BTS Sembilan Sectorized 0o/ 120° / 240° 42m S1=2°, S2 = 2°,S3 = 2°
18 BTS Daeng Tata Sectorized 0o/ 11 5° / 240° 30m S1=0°, S2 = 0°,S3 = 0°
19 BTS Central Mall Sectorized 0o/ 120° / 240° 30m S1= 3°, S2 = 3°,S3=3°
20 BTS Sudiang Sectorized 0o/ 120° / 240° 30m S1=0°, S2= 0°,S3 = 0°
21 BTS Stella Maris Sectorized 0o/ 120° / 240° 30m S1= 0° , S2 = 0°, S3 = 0°
22 BTS Toll Sectorized 70o/ 150° / 240° 30m S1 =0°, S2 = 0°,S3 = 0°
23 BTS Paroppo Sectorized 0o/ 120° / 240° 30m S1= 0° , S2 = 0°, S3 = 0°
24 BTS Baji Dakka Sectorized 0o/ 120° / 240° 30m S1=0°, S2 = 0°, S3=0°
25 BTS Kutilang Sectorized 0o/ 120° / 240° 42m S1= 3o ,S2 = 3°,S3=3°
26 BTS Kerung-Kerung Sectorized 0o/ 120° / 240° 42m S1=3°, S2=3°,S3 = 3°
27 BTS Dg. Sima Sectorized 0/o 120° / 240° 42m S1= 3° , S2 = 3°, S3 = 3°
28 BTSTj.Biinga Sectorized 60o/ 150° / 330° 42m S1=0o, S2=0°,S3=0°
Tabel 3.2. Jarak Udara antara BTS di Area Makassar
BTG KMS MTG Dg.Tata PNK Mirah SGM Antara Kima TLK Mandai UPNW PNP ATG
BTG 2.1 4.1 7 3.7 5.9 8.5 7.3 10.1 10.7 16 8.8 2.6 10.3
KMS 2.1 2 5 3.1 4.5 6.6 6.9 10.5 10.5 16.8 3.9 3.7 9.2
MTG 4.1 2 2.9 3.7 1 3.9 4.9 7.1 11.3 10.7 17.9 2.3 5.2 8.5
Dg. Tata 7 5 2.9 5.9 4.7 3.2 8.3 13 11.7 19.7 2.5 7.9 8.6
PNK 3.7 3.1 3.7 5,9 2.5 6 3.8 7.6 7.4 14.2 3.7 2.6 6.6
Mirah 5.9 4.5 3.9 4.7 2.5 3.7 3.6 8.3 7 15 2.3 5.1 4.8
SGM 8.5 6.6 4.9 3.2 6 3.7 6.7 11.5 9.6 18.2 2.7 8.5 5.8
Antara 7.3 6.9 7.1 8.3 3.8 3.6 6.7 4.8 3.6 4.8 5.9 5.3 3.6
Kimi 10.1 10.5 11.3 13 7.6 8.3 11.5 4.8 3.3 6.7 10.2 7.4 7
TLK 10.7 10.5 10.7 11.7 7.4 7 9.6 3.6 3.3 9 9.2 8.4 4.2
Mandai 16 16.8 17.9 19.7 14.2 15 18.2 4.8 6,7 9 17.2 13.6 13.2
UPNW 8.8 3.9 2.3 2.5 3.7 2.3 2.7 5.9 10.2 9.2 17.2 6 6.5
PNP 2.6 3.7 5.2 7,9 2.6 5.1 8.5 1 5.3 7.4 8.4 13.6 6 8.6
ATG 10.3 9.2 8.5 8.6 6.6 4.8 5.8 3.6 7 4.2 13.2 6.5 8.6
(Dalam KM) Keterangan : BTG = Butung KMS = Komselindo MTG = Matoangin PNK = Panakkukang SGM = Sungguminasa TLK = Telkomas PNP = Pannampu ATG = Antang
UPNW = Unit Pengelolaan Network Wilayah
Data pengalokasian kanal frekuensi dari setiap BTS di area Makassar adalah:
Tabel 3.3 Alokasi Kanal Setiap BTS di BSC Balaikota dan BSC Telkomas
BTS BCCH TCH
Hotel Quality-1 65 65;73
Hotel Quality -2 55 71
Hotel Quality -3 52 69;81
TanjungBunga-1 51
Tanjung Bunga -2 65
Tanjung Bunga -3 58
Kerung-Kemng- 1 61 67
Kerung-Kerung -2 56 71
Kerung-Kerung -3 52 69
Matoangin-1 55 76;76;67;70
Matoangin -2 57 74;86;83
Matoangin -3 63 81;72;78
Komselindo-1 62 70;73;85
Komselindo-2 64 80;68;80;83
Komselindo-3 58 75;87;78
Menara Makassar- 1 55 67;73
Menara Makassar -2 57 71;80
Menara Makassar -3 53 71;80;86
Makassar Mall -1 61 67;73
Makassar Mall -2 54 71;77
Makassar Mall -3 66 69;75
Cendrawasih-1 56 67;73;79
Cendrawasih -2 59 71;77;83
Cendrawasih -3 61 61;69;75
Jl. Sembilan-1 55 67;73
Jl. Sembilan -2 66 71;77
Jl. Sembilan -3 51 69;75;81
Butung-1 57 70;82
Butung-2 59 77;68;80
Butung -3 64 75:72:87
DaengSirua-1 62 67;73
Daeng Sirua -2 51 71
Daeng Sirua -3 64 69;75
Sungguminasa-1 51 67;73
Sungguminasa -2 56 71;77;86
Sungguminasa -3 64 69;84
Daeng Tata-1 59 70;76;82
Daeng Tata -2 61 74;80
Daeng Tata -3 57 72;78
Ruko Mira- 1 51 67;73;85
Ruko Mira -2 63 77;71;83
Ruko Mira -3 60 75;87;69
Kutilang-1 61 70
Kutilang -2 56 74
Kutilang -3 64 72
Pannampu-1 51 68
Pannampu -2 53 84
Divnet-1 62 70;82;76
Divnet-2 53 68;80;74
Divnet-3 65 78;84;69
Panakukang-1 63 79;82;67
Panakukang -2 52 77;86;71
Panakukang -3 58 84;72;78
S.Saddang-1 60 67;79;73
S.Saddang -2 54 71;77;83
S.Saddang-3 52 69;75;81
Perumnas- 1 55 67;73;79
Perumnas -2 62 71;77;83
Perumnas -3 58 69;75;81
BajiDakka-1 60 67;73
BajiDakka-2 55 71;77
BajiDakka-3 53 69;75
Airport GSM-1 61 76;67;82
Airport GSM -2 53 71;80
Airport GSM -3 51 69;78
Sudiang-1 57 67;73
Sudiang -2 61 71;77
Sudiang -3 51 69;75
Kima-1 65 67
Kima-2 63 71;77;86
Kima -3 61 69;75
BTN Paropo- 1 57 67
