ANALISIS PERFORMANSI VSAT IP-KU BAND SEBAGAI
BACKHAUL LAYANAN FEMTOCELL
Deon Marico, [1] Rendy Munadi [2]
, Daduk Merdika [3] 1,2Fakultas Elektro dan Komunikasi, Institut Teknologi Telkom
3PT. Telekomunikasi Indonesia
1deon.marico@gmail.com, 2rnd@ittelkom.ac.id, 3daduk@telkom.co.id
Abstrak
Femtocell merupakan teknologi dengan
base station berdaya rendah dengan basis nirkabel untuk akses seluler indoor. Dalam implementasinya, jaringan femtocell
menggunakan beberapa backhaul diantaranya: xDSL, FTTH, BWA, dan VSAT-IP. Pada penelitian ini telah dilakukan kegiatan trial atau pengetesan dan konfigurasi dari jaringan
femtocell menggunakan backhaul VSAT-IP yang
diinstall di STO Jalan Cagak, Subang sebagai
remote site nya. Di lokasi ini sudah tidak bisa lagi
dinikmati jaringan internet karena sinyal 2G dan 3G sudah tidak ada lagi karena termasuk daerah yang blank spot. Dari hasil penelitian ini menunjukkan nilai Es/No saat pengukuran 8.5 Db sedangkan hasil perhitungan link budget Es/No didapatkan 8.92 dB. Untuk pengukuran
bandwidth voice saat kondisi idle didapatkan bandwidth sebesar 1.5 Kbps-4.5 Kbps, saat voice
kondisi connected didapatkan bandwidth sebesar 55 Kbps-60 Kbps. Pada pengukuran bandwidth 4 voice didapatkan range antara 240 Kbps-250 Kbps. Pada pengukuran Bandwidth 4 video call didapatkan range antara 230 Kbps – 240 Kbps. Pada pengukuran layanan download dengan 4 user paralel didapatkan bandwidth maksimum yang didapatkan sebesar 1.8 Mbps, bandwidth minimum sebesar 651.5 kbps dan bandwidth rata-rata 1.2 Mbps serta throughput sebesar 1 Mbps. Dan pada layanan upload didapatkan range antara 400 kbps – 500 kbps. Bandwidth dan
throughput didapatkan nilai rata-rata throughput
sebesar 450 Kbps. Untuk SMS didapatkan SSR (SMS Success Rate) 100% dan MMS Success Rate 100%. Dari pengukuran parameter transmisi, link
budget, dan Layanan femtocell, backhaul femtocell
menggunakan VSAT-IP dapat dikatakan baik dan memenuhi standar yang dibutuhkan FAP untuk melakukan layanan-layanan femtocell. Kata kunci: VSAT-P, Femtocell, Backhaul, Performansi
Abstract
Femtocell technology is low-power base station
that based on wireless for indoor cellular access. In implementation, femtocell network using various backhaul such of them, xDSL, FTTH, BWA and VSAT-IP. In this final project has been carried out trial or testing activities and configuration femtocell network using VSAT-IP
backhaul installed on STO Jalan Cagak, Subang.
because 2G or 3G signal is not exist anymore because it includes a blank spot areas. The result of this research show the value of Es/No is 8.5 dB in current measurement, while in link budget calculations Es/No obtained 8.92 dB. The available
bandwidth is 1.5 Kbps – 4.5 Kbps while measure
voice bandwidth in idle connection and 55 Kbps ± 60 Kbps while the voice is connected. In 4 voice (voice channels maximum) bandwidth
measurement obtained bandwidth range 240 Kbps – 250 Kbps. On a video call bandwidth measurements obtained range 230 Kbps – 240 Kbps. In the measurement bandwidth for download service with 4 parallel user obtained maximum bandwidth 1.8 Mbps, minimum
bandwidth 651.5 Kbps, and average bandwidth 1.2
Mbps and throughput obtained 1 Mbps. In upload services obtained range between 400 Kbps – 500 Kbps and throughput obtained 450 Kbps. In SMS and MMS measurement obtained SSR (SMS Success Rate) 100% and MMS Success Rate 100%. From measurements of transmission parameters, link budget, and femtocell service.
Femtocell backhaul using VSAT-IP can be said has
goot performance and appropriate with FAP required standard for femtocell services.
Keywords: VSAT-IP, Femtocell, Backhaul, Performance.
1. Pendahuluan
Femtocell merupakan teknologi dengan base station
berdaya rendah dengan basis nirkabel untuk akses seluler indoor. Tujuan dari pengembangan femtocell agar akses data menjadi cepat ketika mobile station (MS) berada dalam ruangan. Femtocell
dikembangkan sebagai antisipasi peningkatan kebutuhan kapasitas jaringan seluler masa depan.
Femtocell dipercaya dapat menawarkan tidak hanya
untuk memperbaiki kualitas indoor namun juga sebagai alternatif pengalihan beban trafik microcell di suatu daerah yang sudah sangat padat penggunanya, sehingga performansi akses data di lokasi tersebut menurun drastis.
Dalam implementasinya, umumnya jaringan
femtocell menggunakan beberapa backhaul
diantaranya xDSL, FTTH, BWA, dan VSAT-IP. VSAT (Very Small Aperture Terminal) adalah suatu istilah yang digunakan untuk menggambarkan terminal-terminal stasiun bumi satelit kecil yang digunakan untuk melakukan pengiriman data, gambar, maupun suara via satelit. Penggunaan VSAT
Analisis Performansi VSAT IP-KU Band sebagai Backhaul Layanan Femtocell [Deon Marico] 121 sendiri bertujuan agar akses femtocell bisa dilakukan
juga di daerah rural.
Pada uji coba kali ini akan dilakukan pengukuran performansi dari femtocell dengan backhaul VSAT IP yang diinstall di STO Jalan Cagak, Subang. Di lokasi ini sudah tidak bisa lagi dinikmati jaringan internet karena memang sinyal 2G atau 3G sudah tidak ada lagi karena termasuk daerah yang blank spot. Pada penelitian ini telah dilakukan kegiatan trial atau pengetesan dan konfigurasi dari jaringan femtocell menggunakan backhaul VSAT IP.
Data yang diolah pada penelitian ini didapatkan dari RDC (Research and Development Center) selaku lembaga riset PT. Telekomunikasi Indonesia yang berkewajiban untuk mengkaji implementasi VSAT-IP yang diimplementasikan sebagai backhaul
femtocell. Diharapkan hasil pengukuran dalam
penelitian ini mempunyai kualitas dan performansi yang baik sehingga dapat dijadikan rekomendasi oleh PT. Telekomunikasi Indonesia agar VSAT-IP dapat diimplementasikan sebagai backhaul dari jaringan
femtocell.
2. Dasar Teori
2.1 Pembagian Frekuensi pada Komunikasi Satelit
Sistem komunikasi satelit menggunakan bermacam-macam frekuensi dalam menyampaikan informasi dari stasiun pengirim ke stasiun penerima. Pembagian frekuensi dan alokasi penggunaannya berdasarkan ITU-R (International Telecommunication Union – Radiocommunication Sector) pada komunikasi satelit adalah sebagai berikut.
a. L-band: 1.5 to 1.65 GHz; Mobile, audio broadcast radiolocation
b. S-band: 2.4 to 2.8 GHz; Mobile navigation c. C-band: 3.4 to 7.0 GHz; Fixed
d. X-band: 7.9 to 9.0 GHz; Military
e. Ku-band: 10.7 to 15.0 GHz; Fixed video broadcast
f. Ka-band: 18.0 to 31.0 GHz; Fixed, audio broadcast, intersatellite
g. Q-band: 40 to 50 GHz; (belum digunakan) h. V-band: 60 to 80 GHz (belum digunakan) Di dunia internasional, Ku-band adalah band frekuensi yang populer. Ku-band dapat mendukung trafik dengan ukuran antena lebih kecil dibandingkan C-band atau Ext-C-band. Tapi Ku-band tidak tahan terhadap curah hujan tinggi sehingga tidak sesuai untuk digunakan di daerah Asia Tenggara.
2.2 Femtocell
Femtocell Access point merupakan simpul utama
dalam jaringan femtocell yang berada di sisi pengguna misalnya rumah atau kantor. FAP ini mengimplementasikan fungsi Base Station dan Base Station Controller yang menghubungkan ke jaringan operator melalui internet.
Femtocell Access point dapat diperkenalkan ke rumah
dalam berbagai cara yaitu misal sebuah FAP mandiri dapat langsung dihubungkan ke router rumah. Pada beberapa aplikasi, termasuk juga built-in router, yang berguna dalam memprioritaskan lalu lintas suara FAP melalui trafik internet lain di jaringan rumah.
Femtocell ini terhubung ke penyedia jaringan melalui
broadband (DSL atau kabel). Sebuah femtocell membantu penyedia layanan untuk memperluas jangkauan di area indoor, terutama di area dengan layanan terbatas atau bahkan tidak mendapat layanan. Konsep femtocell ini dapat diaplikasikan untuk semua standar termasuk GSM, CDMA-2000, TD-SCMA (Time Division – Synchronous Multiple Access) dan WiMAX.
Femtocell merupakan access point nirkabel berdaya
rendah yang dapat beroperasi menggunakan spektrum frekuensi berlisensi untuk menghubungkan telepon seluler standar ke sebuah jaringan operator seluler menggunakan DSL atau koneksi pita lebar kabel di perumahan.
Gambar 1. Arsitektur femtocell
3. Model Sistem
3.1 Model Sistem Kerja
Pada penelitian ini akan dilakukan pengukuran dan analisis performansi VSAT-IP sebagai backhaul dari
femtocell. Untuk jaringan VSAT-IP sendiri
menggunakan link VSAT IPstar yang terdiri dari
Remote site yang berada di Jalan Cagak, Subang, dan
IPstar Gateway (master earth station) di Cikarang. Untuk jaringan femtocell, FAP (Femtocell Access
point) dihubungkan dengan remote site VSAT-IP
Jalan Cagak, Subang. Setelah FAP terhubung dengan jaringan VSAT-IP, maka untuk melakukan pelayanan data dan komunikasi, maka IPstar gateway dihubungkan ke Security Gateway (SeGW) yang berada di Telkom RDC, Geger Kalong yang sebelumnya dihubungkan dahulu dengan jaringan Metro Ethernet PT. Telkom yang sudah ada. Untuk lebih jelaskan akan ditunjukkan oleh gambar berikut ini:
Gambar 2. Arsitektur Jaringan
3.2 Perangkat di Lapangan
Pada dasarnya perangkat yang ada di lapangan pada penelitian ini terdiri dari perangkat remote site VSAT-IP dan FAP (Femtocell Access point). Setelah pemasangan VSAT-IP selesai kemudian dilanjutkan dengan pemasangan perangkat femtocell ke modem VSAT-IP.
Dalam penelitian ini hanya mengukur yaitu link
remote site Jalan Cagak, Subang. Kemudian link
tersebut dianalisis apakah link tersebut sesuai dengan kebutuhan minimum pada femtocell access point (FAP), kemudian dilakukan analisis performansi berdasarkan parameter yang ada.
Gambar 3. Peta Lokasi Trial
3.2.1 Perangkat VSAT
Secara umum link VSAT-IP terdiri dari dua yaitu link
remote site dalam Jalan Cagak Subang dan link IPstar Gateway (master earth station) di Cikarang. Terdiri
dari Remote site Jalan Cagak (antena Outdoor Unit, Indoor Unit), IPstar Gateway Cikarang serta Satelit.
3.2.2 Perangkat Femtocell
3.2.2.1 FAP (Femtocell Access point)
Kapasitas pelanggan per femto Access point (FAP), demikian perangkat femto ini sering disebut, adalah sekitar 4-8 pengguna secara simultan. Perangkat ini dapat dipasang di rumah-rumah dan gedung perkantoran, dimana pelanggan yang dilayani adalah yang sudah terdaftar dalam perangkat FAP tadi.
Femtocell dapat di setting menggunakan metode open
dan close akses. Closed akses bertujuan agar user/pengguna yang didaftarkan saja yang dapat masuk ke area femtocell. Sedangkan open akses memungkinkan semua pengguna (operator A) dapat masuk ke area tersebut. Femtocell menggunakan antena jenis omnidirectional sehingga sinyal data yang dipancarkan femtocell dapat terpancar ke segala arah. Dinding dan furniture ruangan merupakan redaman yang dapat mempengaruhi sinyal di sisi
penerima. Semakin banyak dinding atau penghalang, semakin besar juga redamannya.
Femtocell memiliki fitur Self Organizing Network
yang memungkinkan femtocell terkoneksi secara otomatis dengan gateway-nya, setelah tersambung ke jaringan internet. Fitur ini sangat membantu dalam proses instalasi dan aktivasi femtocell yang mungkin dilakukan oleh pelanggan sendiri. Operator hanya perlu memberikan panduan tentang cara instalasi
femtocell.
Berikut tabel kebutuhan dari FAP femtocell
3.2.2.2 Hand set User
Terdiri dari smartphone, laptop atau perangkat lainnya yang memiliki IP address sehingga dapat menggunakan layanan yang ada seperti calling, SMS, download, upload.
3.3 Pengukuran di Lapangan
Berdasarkan Gambar 3, proses pengukuran di lapangan pada penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan hasil dari performansi dari VSAT-IP Es/No dan bandwidth yang digunakan. Kemudian dilakukan analisis apakah parameter tersebut cocok berdasarkan kebutuhan dari jaringan femtocell. Karena VSAT yang digunakan berbasis IP maka keluaran parameter tersebut diukur pada output modem IDU nya.
Dalam menentukan lokasi untuk jaringan femtocell haruslah memiliki beberapa karakteristik Remote Area. Berikut merupakan karakteristik area trial:
a. Tipe akses ataupun backhaul xDSL dan FTTX tidak tersedia, backhaul yang memungkinkan adalah VSAT-IP
b. Makrosel 3G tidak ada (tidak ada interferensi)
c. Lingkungan scatter dimana rural terdapat banyak pohon, rumah jarang serta listrik terbatas
d. Tingkat kepadatan femtocell rendah dan terpisah jarak yang cukup jauh.
Terkait backhaul dari PT. Telkom didapatkan beberapa poin penting sebagai berikut:
Analisis Performansi VSAT IP-KU Band sebagai Backhaul Layanan Femtocell [Deon Marico] 123 a. Femtocell membutuhkan bandwidth koneksi
minimum untuk dapat melayani layanan-layanan dasar femtocell seperti voice, http, ftp, video, maupun layanan data lainnya. b. Berdasarkan hasil observasi femtocell dengan
backhaul xDSL dibutuhkan 1 ± 1.2Mbps
(arah downlink) agar dapat mendukung layanan voice, http, ftp, maupun video streaming.
c. Berdasarkan hasil observasi femtocell dengan
backhaul Ethernet dibutuhkan 1.2 Mbps bandwidth untuk femtocell 4 panggilan
simultan (15% load HSDPA), 2.4 Mbps untuk femtocell 8 (delapan) panggilan simultan (30% load HSDPA), dan 3.6 Mbps untuk femtocell 16 panggilan simultan (45% load HSDPA).
3.4 Analisis Performansi
Analisis performansi dilakukan setelah perangkat terpasang. Pada penelitian ini dilakukan analisis hasil pengukuran, perhitungan link budget, dan kebutuhan minimum yang harus dimiliki VSAT-IP agar menjadi
backhaul dari sebuah jaringan femtocell berdasarkan Requirement FAP Femtocell.
Untuk satelit IPSTAR memiliki beberapa parameter berikut.
Untuk melakukan perhitungan link budget
dibutuhkan beberapa parameter dari masing-masing site baik dari remote site maupun dari IPstar gateway. Berikut ini adalah spesifikasi data sheet satelit dan parameter pada remote site jalan cagak dan IPstar
gateway cikarang.
4. Analisa Pengukuran
4.1 Analisa Link budget
Pada sistem komunikasi satelit biasanya digunakan suatu rumusan untuk menghitung kebutuhan dan rugi dari sistem secara keseluruhan dan sistem perhitungan tersebut dimulai dari perhitungan pada satelit, stasiun pemancar dan stasiun penerima. Sistem perumusan atau perhitungan tersebut biasanya disebut dengan link budget satelit. Perhitungan link bertujuan untuk mengukur kualitas link agar dicapai desain sistem yang handal.
Analisa dilakukan dengan membandingkan hasil perhitungan link budget dengan hasil pengukuran langsung di lapangan.
4.1.1 Hasil Perhitungan
Perhitungan dilakukan berdasarkan parameter-parameter yang terdapat pada tabel 3 dan tabel 4 sehingga didapatkan nilai pada tabel-tabel berikut.
Sedangkan untuk kualitas link pada Remote site Jalan Cagak didapatkan:
Berdasarkan hasil perhitungan diatas, didapatkan nilai akhir dari Es/No – 8.92 dB. Nilai Es/No merupakan parameter yang menunjukkan performansi dari kualitas link pada VSAT-IP di
remote site Jalan Cagak Subang. Hasil Es/No ini akan
dibandingkan dengan hasil pengukuran langsung di lapangan.
4.2 Analisa Pengukuran Lapangan
4.2.1 IP Config VSAT IP
Untuk memastikan apakah remote site sudah terhubung dengan Gateway maka perlu dilakukan setting IP Address terlebih dahulu untuk modem-nya. Dapat dilihat settingan yang dilakukan pada gambar dibawah ini:
Gambar 4. IP Config pada Modem VSAT
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa modem di setting menggunakan IP Class C dengan setting 192.168.5.2 dengan default gateway 192.168.5.100.
4.2.2 Connection Test
Setelah proses berhasil maka IP config berhasil, selanjutnya dilakukan proses Ping untuk melihat apakah remote site sudah terhubung dengan Gateway. Ping juga dilakukan untuk mengetahui responsifitas komunikasi sebuah jaringan. Besarnya nilai delay atau latency yang dilaporkan oleh PING menjadi indikasi seberapa responsif komunikasi terjadi dengan komputer yang dituju. Semakin besar nilai delay menunjukkan semakin lamban respons yang diberikan. Sehingga nilai delay ini juga bisa digunakan sebagai indikator kualitas jaringan. Berikut ini merupakan hasil keluaran dari PING dari
remote site ke gateway pada VSAT IPstar.
Gambar 5. proses PING dari Remote site Cagak ke IPStar Gateway
Gambar 6. proses PING dari Remote site Cagak ke Se Gateway RDC Gerlong
Dari kedua gambar diatas dapat dilihat bahwa Remote
site Cagak sudah terhubung ke IPstar Gateway dan
SeGateway femtocell PT. Telkom. Hal ini dapat dilihat dari tidak adanya reply dari hasil ping dari
Remote site ke IP Star Gateway atau SeGateway Femtocell PT. Telkom.
Untuk melihat hasilnya dapat dilihat pada tabel
Dari tabel diatas terlihat bahwa tidak terjadi packet loss, tetapi round trip terlihat agak besar. Hal ini disebabkan oleh delay propagasi pada sistem satelit akibat jarak yang jauh dan connection set up karena banyaknya perangkat dan jumlah hop yang terjadi selama melewati jaringan metro Ethernet PT. Telkom dan juga pengaruh lingkungan sekitar.
4.2.3 Parameter Transmisi Hasil Keluaran IDU
Pengukuran parameter transmisi dilakukan secara langsung di lapangan dengan cara memonitor parameter Rx pada modem IDU. Karena VSAT-IP berbasis TCP/IP maka dalam pengukuran hanya perlu lihat keluaran modem-nya. Dapat dilihat hasilnya seperti gambar 7.
Gambar 7. Hasil Keluaran IDU
Es/No yang dimonitor merupakan Es/No dari link Jalan Cagak – IPstar Gateway Cikarang. Agar dapat diketahui besarnya Es/No dari remote site Subang, maka dilakukan pengukuran secara langsung dengan memonitor layar IDU keluaran modem-nya.
Dengan PTx = 10.68 dBW, dengan melihat hasil
perhitungan dan hasil pengukuran terdapat perbedaan Es/No yang didapatkan yaitu:
Es/No perhitungan = 8.92 dB Es/No pengukuran = 8.5 dB
Selisih yang dihasilkan disebabkan oleh loss atau redaman total yang terjadi di lapangan melebihi loss perhitungan. Loss yang terjadi di lapangan jika dilihat pada parameter link budget yang telah dihitung terdapat beberapa parameter yang sangat dipengaruhi oleh lingkungan yaitu nilai figure of merit (G/T) dimana nilainya bergantung pada suhu antena (TRx)
yang bisa berubah dan menurunkan level daya di penerima. Nilai yang mempengaruhi output juga diakibatkan pengaruh dari atmosfer karena mengingat bahwa frekuensi Ku-Band sangat rentan pada kondisi cuaca (awan tebal). Perbedaan sebesar 0.4 dB pada prinsipnya tidak begitu berpengaruh pada performansi dari VSAT IP karena untuk melakukan komunikasi dengan baik dari IPstar memiliki standar minimum yaitu sebesar 7 dB.
Analisis Performansi VSAT IP-KU Band sebagai Backhaul Layanan Femtocell [Deon Marico] 125 Pada sistem VSAT IP sendiri dilengkapi oleh sistem
pengamanan apabila terjadi pengurangan Es/No yang sangat signifikan (dibawah 7 dB). Ada 2 metode yang digunakan yaitu:
a. Automatic Uplink Power Control (AUPC) Sistem VSATIP menerapkan AUPC yang bisa mengkompensasi redaman sampai dengan 3 dB. Sistem akan secara otomatis akan meningkatkan power transmit sehingga power uplink dinaikkan. Dengan menambah power transmit maka akan memperbaiki nilai Es/No yang didapat.
b. Adaptive Code Modulation (ACM)
Sistem VSAT IP juga menerapkan ACM yang bisa mengkompensasi redaman sampai dengan 7 dB. ACM merupakan sebuah teknik dimana metode coding dan modulasi yang digunakan menyesuaikan kondisi remote. Outroute FEC coding rate dan tipe modulasi dapat secara dinamis berubah berdasarkan feedback dari remote. Dengan begitu teknik ini akan meningkatkan throughput 40-50%.
Remote site mengukur kualitas outroute yang
diterima. Dalam situasi tertentu seperti hujan atau letak satelit pada satellite footprint yang tidak bagus, maka sebuah remote akan mengirimkan permintaan perubahan MODCOD (MODulation-Coding) pada
gateway.
Gateway akan menggunakan outroute
dengan modulasi dan FEC coding yang baru pada trafik ke remote. Kemudian remote site dengan otomatis akan menerima outroute dengan modulasi dan coding yang baru.
4.2.4 Hasil Pengukuran Bandwidth
Setelah dilakukan connection set-up dan dilihat parameter transmisinya sesuai dengan standar dari IPstar (minimal Es/No = 7 dB), maka bisa dikatakan link VSAT-IP sudah siap. Langkah selanjutnya adalah dengan menghubungkan modem VSAT dengan Femtocell Access point sehingga dapat dilihat
bandwidth pada masing-masing service
femtocell-nya. Ada beberapa skenario untuk pengukuran
bandwidth pada penelitian ini.
4.2.4.1 Pengukuran Bandwidth 1 Suara
Pengetesan pertama dilakukan dengan menggunakan satu calling saja. Kemudian dilihat berapa bandwidth yang diduduki oleh 1 kanal voice tersebut. Panggilan dilakukan dari handset user FAP trial ke handset user pada FAP lainnya (Telkom Gerlong). Pengukuran dilakukan pada kondisi idle dan juga pada saat pendudukan kanal suara.
Hasil pengukuran dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Pada tabel di atas terlihat bahwa besar bandwidth yang dialokasikan untuk kondisi idle berada pada range 1.5 Kbps sampai 4.5 Kbps dan 64 Kbps untuk paket 1 voice. Besar bandwidth yang dialokasikan untuk 1 voice pasti lebih besar daripada kondisi idle karena paket yang dikirim jumlahnya lebih banyak. Untuk human hearing pada headset user-nya dalam kondisi baik dan jelas. Kondisi pengukuran tidak menggunakan Mean Opinion Score (MOS) untuk mengukur tingkat kejernihan suara dan ukuran karena keterbatasan human source yang ada di lapangan.
4.2.4.2 Pengukuran Bandwidth 4 Suara
Pengetesan selanjutnya dilakukan dengan melakukan pengukuran dengan menggunakan 4 voice langsung. Sesuai spesifikasi femtocell dimana user maksimal terdapat 4 voice channel.
Berikut hasil pengukuran bandwidth menggunakan 4 voice channel secara bersamaan.
Gambar 8. Bandwidth 4 Voice
Dari gambar terlihat bahwa besar bandwidth yang dialokasikan untuk kondisi idle berada pada range 240 Kbps sampai 255 Kbps untuk paket voice. Besar
Bandwidth yang dialokasikan untuk 4 voice pasti
lebih besar daripada 1 voice sebelumnya karena paket yang dikirim jumlahnya lebih banyak. Jika rata-rata
bandwidth 4 voice dibagi 4, maka hasilnya akan sama
dengan bandwidth pada 1 voice saja yaitu sekitar 64 Kbps.
4.2.4.3 Pengukuran Bandwidth 1 Video Call
Pengukuran service selanjutnya adalah dengan video
call. Disini pengetesan video call menggunakan
aplikasi skype. Kondisi pengukuran sama dengan voice yaitu dari handset (PC) user FAP trial ke
handset user ada FAP lainnya (PC) (Telkom
Gerlong).
Berikut hasil pengukuran bandwidth menggunakan 1 video call menggunakan aplikasi skype.
Pada gambar 9, diatas terlihat bahwa besar bandwidth yang dialokasikan untuk paket video berada pada range 230 Kbps sampai 240 Kbps. Besar bandwidth yang dialokasikan untuk video lebih besar daripada voice sehingga membutuhkan bandwidth yang lebih besar pula.
Besarnya bandwidth yang dibutuhkan dalam pengiriman data video call tergantung dengan jumlah frame video call yang dikirimkan yang sebelumnya harus di encode terlebih dahulu. Hasil keluaran encode tergantung jenis decoding yang digunakan. Proses pengiriman paket video call pengujian kali ini dilakukan menggunakan codec H.264. Pada codec H.264 memiliki standarisasi untuk pengkodean jenis Qcif yang menggunakan bandwidth hasil kompresi maksimal 256 Kbps untuk output encoding-nya. Hasil keluaran codec ini tidak akan melebihi standarisasi saat pengiriman paket data terjadi. Pada gambar 4.7 terlihat bandwidth hasil keluaran sebesar 240 Kbps dimana nilai ini masih termasuk bandwidth hasil kompresi maksimal pada codec H.264. perubahan nilai yang berpengaruh pada proses decoding ini diakibatkan tiap frame yang di encode tiap waktunya berbeda sehingga terjadi fluktuasi nilai tiap waktunya yang terlihat pada gambar 9.
Terdapat perbedaan nilai antara nilai bandwidth pengukuran pada voice dan video call. Hal ini disebabkan perbedaan jenis codec yang digunakan. Pada voice menggunakan codec standar G.711 yang menggunakan teknik Pulse Code Modulation (PCM) dimana sinyal suara diolah dari analog diubah ke digital dengan 3 proses yaitu sampling, quantizing dan coding. Hasil keluaran coding ini menggunakan
bandwidth hasil kompresi maksimal 1 voice 64 Kbps.
Dari gambar 4.5 terlihat bahwa nilai 1 voice
bandwidth yang terukur sesuai dengan codec G.711
dan begitu juga bila dilakukan pengukuran 4 voice didapatkan bandwidth sebesar 255 dimana masih termasuk bandwidth hasil kompresi maksimal pada G.711 sebesar maksimum 64 Kbps x 4 = 256 Kbps.
4.2.5 Hasil Pengukuran SMS dan MMS
Layanan dasar lainnya pada komunikasi femtocell yaitu SMS (Short Message Service) dan MMS (Multimedia Message Service). Proses trial dilakukan pada MS yang ada di satu SeGW saja, belum bisa dilakukan ke Commercial Mobile Base yang ada. Kedua layanan ini berhasil dan pesan yang dikirim di terima oleh MS lainnya.
Untuk menunjukkan performansi pengiriman dan penerimaan berhasil maka dilakukan pengujian beberapa kali pengiriman dari user FAP satu ke FAP lainnya. Masing-masing user pada FAP terdiri dari 4 user pengguna sesuai dengan spesifikasi maksimal jumlah user pada FAP. Jumlah karakter yang dikirimkan yaitu 160 karakter SMS.
Jika menggunakan rumus dari data yang didapatkan pada SeGW maka untuk SMS Success Rate (SSR) pengirimannya jika menggunakan rumus SSR maka diperoleh:
Analisis Performansi VSAT IP-KU Band sebagai Backhaul Layanan Femtocell [Deon Marico] 127 Berdasarkan perhitungan nilai SSR yang didapatkan
100% dan mengakibatkan nilai probabilitas blocking-nya 0% dimana nilai sukses pengiriman SMS blocking-nya sangat sempurna. Hal ini disebabkan karena user yang mengakses SeGW masih terbilang sedikit sehingga mengakibatkan trafik pengiriman SMS bisa terlayani semua oleh gateway dan tidak ada background traffic dari user yang di blok oleh sistem pada gateway, sehingga semua terlayani dengan sukses.
Layanan selanjutnya yaitu pengukuran layanan MMS (Multimedia Message Service). Proses pengukuran MMS sama dengan SMS dimana dilakukan antar user di masing-masing FAP (Subang dan Gerlong) dan antar FAP. Tiap user mengirimkan satu MMS yang memiliki kapasitas sebesar 300 KB/MMS.
Jika menggunakan rumus dari data yang didapatkan pada SeGW maka untuk MMS Success Rate
pengirimannya jika menggunakan rumus maka diperoleh:
Berdasarkan perhitungan nilai MMS Success Rate yang didapatkan 100% dan mengakibatkan nilai probabilitas blockingnya 0%, dimana nilai sukses pengiriman MMS nya sangat sempurna. Hal ini disebabkan karena user yang mengakses SeGW masih terbilang sedikit sehingga mengakibatkan trafik pengiriman MMS bisa terlayani semua oleh
gateway dan tidak ada background traffic dari user
yang di blok oleh sistem pada gateway, sehingga semua terlayani dengan sukses.
4.2.6 Hasil Pengukuran Upload dan Download
Data
Layanan Upload dan Download merupakan layanan dasar yang mesti dilihat bagaimana performansinya pada satu jaringan. Pada pengukuran kali ini dilakukan pengukuran pada 4 user mendownload dan mengupload data secara bersamaan. Kemudian, dilihat penggunaan bit rate dan throughput-nya.
4.2.6.1 Hasil Pengukuran Bandwidth dan
Throughput Download
Pengukuran kecepatan laju bandwidth pada proses download dilakukan secara simultan langsung bersamaan oleh 4 user kemudian dilihat berapa besar nilai dari rata-rata bandwidth-nya. Berikut gambar pengukuran bandwidth data nya.
Gambar 10. Pengukuran Bitrate Download
Saat 4 user melakukan proses download bersamaan maka bandwidth yang dilewatkan meningkat seperti terlihat pada gambar 10. Bandwidth maksimum yang didapatkan sebesar 1.8 Mbps. Bandwidth minimum sebesar 651.5 Kbps dan bandwidth rata-rata sebesar 1.2 Mbps dengan total ukuran file yang di download oleh 4 user adalah 337.01 Mega bit. Bila disajikan dalam bentuk tabel maka bisa dilihat sebagai berikut:
Dari tabel terlihat bahwa makin banyak user maka
bandwidth makin berkurang. Hal ini disebabkan
karena makin banyak juga bandwidth yang terpakai dan terjadi sharing bandwidth sehingga kecepatan laju data berkurang.
Setelah mengukur bandwidth maka langkah selanjutnya adalah mengukur throughput yang dikirimkan oleh 4 user tersebut. Berikut hasil keluaran pengukuran outputnya.
Gambar 11. Pengukuran Throughput Download
Dari gambar 11, pengukuran throughput yang dilakukan didapatkan nilai rata-rata throughput sebesar 1 Mbps dimana ukuran file yang di download oleh 4 user totalnya 337.01 Mega bit.
Throughput walaupun memiliki satuan dan rumus
yang sama dengan bandwidth, tetapi throughput lebih menggambarkan bandwidth yang sebenarnya (aktual) pada suatu waktu di jaringan yang digunakan untuk mendownload suatu file. Berikut adalah rumus pembanding throughput dengan bandwidth:
t terbaik = ukuran total file/bandwidth rata-rata t real = ukuran total file/throughput rata-rata
dengan hanya menggunakan rumus diatas maka didapatkan waktu real/aktualnya untuk proses download.
Waktu terbaik = 337.01 Mega bit/ 1.2 Mbps = 280.84 detik
Waktu real = 337.01 Mega bit/ 1 Mbps = 337.01 detik Selanjutnya adalah pengukuran bandwidth dari layanan upload pada FAP. Dari pengukuran didapatkan hasil sebagai berikut:
Gambar 12 Pengukuran upload
Sama seperti pengukuran pada layanan download,
user sekaligus secara bersama-sama. Gambar diatas bila disajikan dalam tabel bisa dilihat sebagai berikut:
Berbeda dengan download, pada proses upload
bandwidth yang diukur memiliki nilai sama mulai
dari 1 hingga 4 user, yaitu 400±500 Kbps dan rata-rata bandwidth upload didapatkan 450 Kbps.
Bandwidth download juga sangat jauh lebih besar dari bandwidth jika dibandingkan dengan Bandwidth
upload. Hal ini disebabkan manajemen bandwidth pada FAP membagi rata semua bandwidth upload untuk setiap user sehingga bandwidth yang ada bisa dimaksimalkan untuk bandwidth download karena penggunaan layanan upload relatif lebih jarang daripada penggunaan layanan download.
Sama seperti download, setelah mengukur bandwidth maka langkah selanjutnya adalah mengukur
throughput yang dikirimkan oleh 4 user tersebut.
Berikut hasil keluaran pengukuran throughput-nya:
Gambar 13. Pengukuran Throughpt upload
Dari gambar di atas pengukuran throughput yang dilakukan didapatkan nilai rata-rata throughput sebesar 450 Kbps dimana ukuran file yang di upload oleh 4 user totalnya 337.01 Mega bit.
Dengan hanya mempergunakan rumus diatas maka didapatkan waktu real/ aktualnya untuk proses upload.
Waktu terbaik = 337.01 Mega bit/ 450 Kbps = 748.91 detik
Waktu real = 337.01 Mega bit/ 450 Kbps = 748.91 detik
Dari hasil perhitungan diatas ternyata hasil waktu terbaik dan waktu real sama. Hal ini dikarenakan manajemen bandwidth pada FAP membagi rata semua bandwidth upload sehingga didapatkan hasil yang sama.
Berdasarkan pengukuran bandwidth upload maupun download didapatkan hasil yang sesuai dengan spesifikasi pada FAP femtocell sehingga proses terjadinya upload maupun download berjalan dengan baik.
5. Penutup
5.1 Kesimpulan
Analisis Performansi VSAT IP-KU Band sebagai Backhaul Layanan Femtocell [Deon Marico] 129 1. Pada link remote site di Jalan Cagak – IPstar
Gateway Cikarang hasil perhitungan dan hasil
pengukuran di lapangan terdapat perbedaan yaitu:
Es/No Perhitungan: 8.92 dB Es/No Pengukuran: 8.5 dB
Selisih yang dihasilkan kemungkinan disebabkan oleh loss total yang terjadi di lapangan melebihi loss perhitungan, sehingga diperlukan power transmit yang lebih besar agar mencapai Es/No yang sama.
2. Pada pengukuran bandwidth 1 voice dalam kondisi idle didapatkan range antara 1.5 Kbps – 4.5 Kbps. Pada pengukuran bandwidth 1 voice dalam kondisi connected didapatkan range antara 55 Kbps-60 Kbps
3. Pada pengukuran bandwidth 4 voice (maksimum voice channel) didapatkan range antara 240 Kbps – 250 Kbps dengan kualitas suara bagus.
Bandwidth yang didapatkan masih memenuhi
standar pada FAP.
4. Pada pengukuran bandwidth 1 video call didapatkan range antara 230 Kbps – 240 Kbps. Besar bandwidth yang dialokasikan untuk video lebih besar daripada voice sehingga membutuhkan bandwidth yang lebih besar pula.
Bandwidth yang didapatkan masih memenuhi
standar pada FAP.
5. Pada pengukuran layanan download dengan 4 user parallel didapatkan bandwidth maksimum yang didapatkan sebesar 1.8 Mbps. Bandwidth minimum sebesar 651.5 Kbps dan bandwidth rata-rata sebesar 1.2 Mbps. Untuk throughput didapatkan nilai rata-rata throughput sebesar 1 Mbps dan untuk layanan upload didapatkan nilai rata-rata throughput sebesar 450 Kbps yang didapat masih memenuhi standar pada FAP dan maksimum download pada FAP yaitu 1.2 Mbps dan maksimum upload 500 Kbps.
6. Layanan SMS dan MMS berhasil dikirim dan diterima dengan baik dengan SSR (SMS Success Rate) 100% dan MMS Success Rate 100%. Dari pengukuran parameter transmisi, link budget dan layanan femtocell, backhaul femtocell menggunakan VSAT-IP dapat dikatakan baik dan memenuhi standar yang dibutuhkan FAP untuk melakukan layanan-layanan femtocell.
5.2 Saran
Saran yang diajukan untuk penelitian lebih lanjut adalah sebagai berikut:
1. Perlu dicoba pengukuran dengan beberapa
femtocell pada 1 remote site VSAT IP
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai kombinasi dari topologi skenario yang digunakan
3. Perlu dilakukan analisis pada interferensi
femtocell dengan macrocell dan interferensi
antara femtocell satu dengan yang lainnya.
Daftar Pustaka
[1] R. Astuti, Handout Rekayasa Radio (TT4403), Bandung: IT Telkom, 2006.
[2] IPSTAR, "IPSTAR Specification," [Online]. Available: www.ipstar.com/. [Accessed 18 06 2012].
[3] L. Mark, The Ku-band Satellite Handbook, USA: Howard W. Sams & Co., 1987.
