Perencanaan dan Antisipasi Revolusi Masif Jaringan Seluler di Indonesia.

(1)

i Universitas Kristen Maranatha

PERENCANAAN DAN ANTISIPASI REVOLUSI MASIF

JARINGAN SELULER DI INDONESIA

Disusun oleh :

Irene Tandrian (1122049)

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH. No. 65, Bandung, Jawa Barat, Indonesia

E – mail : irene.tandrian@gmail.com

ABSTRAK

Teknologi komunikasi seluler telah berkembang seiring dengan kebutuhan pengguna. Dapat diketahui dari data International Telecommunication Union, bahwa kebutuhan akan data dari tahun 2008 sampai saat ini akan terus meningkat. Spektrum frekuensi merupakan sumber daya yang terbatas. Kehadiran generasi keempat seluler membutuhkan alokasi frekuensi. Namun, karena keterbatasan alokasi frekuensi tersebut, tidak memungkinkan untuk melakukan penambahan frekuensi. Untuk menerapkan jaringan 4G hanya dapat dilakukan dengan cara re-arrangement dan re-farming.

Pada Tugas Akhir ini akan dilakukan perencanaan site baru untuk memastikan bahwa kapasitas 2G voice minimal sama atau lebih baik dari sebelum penerapan 4G dengan mengamati data frekuensi re-farming dan re-arrangement jaringan 2G.

Dari hasil analisa dan pengamatan data dari konfigurasi GSM, untuk konfigurasi yang baru digunakan konfigurasi 1/1/1 dengan 4 site/cluster dan dengan nilai C/I sebesar 16,812 dB. Sedangkan dari konfigurasi DCS, untuk konfigurasi yang barunya digunakan konfigurasi 6/6/6 dengan 6 site/cluster dan dengan nilai C/I sebesar 18,116 dB. Perencanaan penambahan site DCS dilakukan untuk memastikan kapasitas/trafik yang ada sekarang minimal sama atau lebih baik dan dari perhitungan yang didapat, dengan melakukan pengurangan jumlah total kapasitas/trafik yang baru terhadap yang lama maka akan didapat hasil sebesar 99,46 Erlang yang merupakan lebihnya.

(2)

ii Universitas Kristen Maranatha

Planning and Anticipation of Massive Revolution for Cellular

Network in Indonesia

Composed By:

Irene Tandrian (1122049)

Major in Electrical Engineering, Engineering Department, Maranatha Christian University

Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no.65, Bandung, Indonesia E – mail : irene.tandrian@gmail.com

ABSTRACT

Cellular communications technology has evolved along with the needs of the users. It can be seen from the International Telecommunication Union data, the needs for data from 2008 to date will continue to rise. The frequency spectrum is a limited resource. The presence of fourth generation cellular requires the allocation of frequencies. However, due to the limited of frequency allocation is impossible to perform additional frequencies. To apply 4G network, it can only be done by re-arrangement and re-farming methods.

In this final project will be planning new sites to ensure that the capacity of 2G voice at least the same or better than before applying 4G through the observation of frequency data re-farming and re-arrangement of 2G network.

From the results of observation and analysis data from GSM configuration, the new GSM configuration is used 1/1/1 configuration with 4 sites/clusters with the value of C/I is 16.812 dB. While DCS configuration, the new configuration is used 6/6/6 configuration with 6 sites/clusters with the value of C/I is 18.116 dB. Planning of the addition DCS site is done to ensure the existing capacity/traffic is at least the same or better than the obtained calculations, by reducing the total amount of the new capacity/traffic against the old one, it will get the results of 99.46 Erlang which is the excess.

(3)

v Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN TUGAS AKHIR

ABSTRAK ... i

2.1.5 Tabel Perbandingan Generasi Seluler... 9

2.2 Jenis Kanal Seluler ... 10

(4)

vi Universitas Kristen Maranatha

2.2.2 Control Channel (CCH) ... 11

2.3 Air Interface Teknologi Seluler ... 11

2.3.1 Absolute Radio Frequency Channel Number (ARFCN) ... 12

2.6 Tahap-Tahap Re-Arrangement ... 19

2.6.1 Tahap Inter Operator ... 19

(5)

vii Universitas Kristen Maranatha

2.10.1.3 Free Space Path Loss ... 27

2.10.2 Dari Segi Jangkauan ... 28

2.10.2.1 Solusi Untuk Mengatasi Jangkauan dan Path Loss 28

BAB 3 PERANCANGAN DAN REALISASI 3.1 Perbandingan Voice dengan Data ... 29

3.2 Diagram Cara Kerja Perancangan dan Realisasi ... 30

3.3 Frekuensi Re-Arrangement Pada 1800 MHz ... 31

3.4 Perencanaan Site Baru 2G DCS ... 33

3.5 Data Lokasi Base Station Kota Makassar ... 35

3.6 Konversi Data dari Excel ke Google Earth ... 37

3.7 Proses Data Tabel 3.1 ... 38

3.7.1 PerhitunganTrafik/Kapasitas dari Konfigurasi ... 39

3.7.2 Perhitungan Jumlah Site yang Dibutuhkan ... 40

3.8 Perhitungan Nilai Radius dari Site Kota Makassar ... 41

3.8.1 Membuat Lingkaran Radius pada Google Earth ... 42

3.8.2 Tahap Perencanaan dalam Penentuan Site Baru ... 43

BAB 4 DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS 4.1 Analisa Konfigurasi GSM dan DCS ... 45

4.1.1 Konfigurasi GSM ... 45

4.1.2 Konfigurasi DCS ... 50

4.2 Analisis Site ... 54

BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan ... 55

5.2 Saran ... 55

DAFTAR PUSTAKA ... 56

LAMPIRAN A ... A – 1

(6)

viii Universitas Kristen Maranatha

(7)

ix Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Tabel Perbandingan Generasi Seluler ... 9

Tabel 2.2 Perbandingan Empiris dan Deterministik ... 18

Tabel 3.1 Data-Data Lokasi Base Station Kota Makassar yang Dibutuhkan ... 36

Tabel 4.1 ARFCN Untuk 4G 900 dari Data Operator ... 46

Tabel 4.2 Kesimpulan dari GSM ... 47

Tabel 4.3 Hasil Trafik/Kapasitas dari Konfigurasi ... 48

Tabel 4.4 ARFCN Untuk 4G 1800 dan Rencana Kedepan dari Data Operator ... 51

Tabel 4.5 Kesimpulan dari DCS ... 51

(8)

x Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Grafik Perbandingan Layanan Suara dengan Data ... 1

Gambar 1.2 Cell Splitting ... 2

Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan 2G ... 7

Gambar 2.4 Ilustrasi Air Interface ... 11

Gambar 2.5 Ilustrasi Proses Uplink dan Downlink ... 12

Gambar 2.6 ARFCN untuk GSM ... 13

Gambar 2.7 Alokasi Frekuensi 900 MHz ... 13

Gambar 2.8 Alokasi Frekuensi 1800 MHz ... 14

Gambar 2.9 Ilustrasi N=3 ... 22

Gambar 2.10 Co-Channel dan Adjacent Channel Interference ... 24

Gambar 2.11 Ilustrasi Fading ... 26

Gambar 3.1 Penataan Ulang pada Alokasi Frekuensi 1800 MHz (Inter Operator) ... 31

Gambar 3.2 Ilustrasi Frekuensi Re-Arrangement dan Re-Farming ... 32

Gambar 3.3 Roadmap User Seluler – Migrasi Pengguna 2G-3G-4G………… 33

(9)

xi Universitas Kristen Maranatha

Gambar 3.5 Program Online Excel ke Google Earth ... 37

Gambar 3.6 Site Kota Makassar ... 38

Gambar 3.7 Gambar Site Kota Makassar dengan Radius ... 42

Gambar 3.8 Penempatan Site Baru ... 43

Gambar 3.9 115 Jumlah Site Sesuai dengan yang Dibutuhkan ... 44

Gambar 4.1 GSM dengan 4 Site ... 49

Gambar 4.2 Frequency Reuse untuk N=4 ... 49

Gambar 4.3 DCS dengan 6 Site ... 53

(10)

xii Universitas Kristen Maranatha

Daftar Singkatan

AMPS- Advanced Mobile Phone Systems

ARFCN- Absolute Radio Frequency Channel Number

Auc- Authentication Center

BCCH- Broadcast Control Channel

BS- Base Station

BSC- Base Station Controller

BSS- Base Station Controller

BTS- Base Transceiver Station

C/I- Carrier to Interference

CCCH- Common Control Channel

CCH- Control Channel

COST- European Cooperation in the field of Scientific and Technical research

DCCH- Dedicated Control Channel

DCS- Digital Cellular System

EDGE- Enhanced Data GSM Evolution

EIR- Equipment Identity Register

eNode B- evolved Node B

EPC- Evolved Packet System

(11)

xiii Universitas Kristen Maranatha

FDMA- Frequency Division Multiple Access

FSK- Frequency Shift Keying

FSPL- Free Space Path Loss

GGSN- Gateway GPRS Support Node

GIWU- GSM Internetworking Unit

GMSC- Gateway Mobile Switching Center

GMSK- Gaussian Minimum Shift Keying

GoS- Grade of Service

GPRS- General Packet Radio Service

GSM- Global System for Mobile Communication

HLR- Home Location Register

HSDPA- High- Speed Downlink Packet Access

HSS- Home Subscriber Server

ISDN- Integrated Services Digital Network

ITU- International Telecommunication Union

KML- Keyhole Markup Language

LOS- Line of Sight

LTE- Long Term Evolution

MME- Mobility Management Entity

(12)

xiv Universitas Kristen Maranatha

MSC- Mobile Switching Center

NLOS- Non Line of Sight

NSS- Network and Switching Subsystem

OFDMA- Orthogonal- Frequency Division Multiple Access

OMC- Operating and Maintenance Centre

OSS- Operating and Support System

PDN GW- Packet Data Network Gateway

PSDN- Public Switched Data Network

PSTN- Public Switched Telephone Network

QPSK- Quadrature Phase Shift Keying

RNC- Radio Network Controller

SAE- System Architecture Evolution

SGSN- Serving GPRS Support Node

S-GW- Serving Gateway

TCH- Traffic Channel

TDMA- Time Division Multiple Access

TRX- Transceiver Receiver

UDN- Ultra Dense Network

UE- User Equipment

UMTS- Universal Mobile Telecommunications System

(13)

xv Universitas Kristen Maranatha

UTRAN- UMTS Terrestrial Radio Access Network

VLR- Visitor Location Register

VoLTE- Voice over LTE

(14)

1 Universitas Kristen Maranatha

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Teknologi komunikasi seluler telah berkembang seiring dengan kebutuhan pengguna. Dapat diketahui dari data International Telecommunication Union dan Analysys Mason (AM), bahwa kebutuhan akan data dari tahun 2008 sampai saat ini akan terus meningkat. Dapat dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1 Grafik Perbandingan Layanan Suara dengan Data[23]

Spektrum frekuensi merupakan sumber daya yang terbatas. Penggunaan frekuensi sudah ditentukan melalui standard internasional dan nasional. Lebar pita frekuensi sudah ditentukan peruntukkannya, termasuk di dalamnya penggunaan untuk teknologi seluler. Kehadiran generasi keempat seluler atau 4G secara alami

0%

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Voice (ITU)

Data (ITU)

Voice (AM)

(15)

BAB 1 PENDAHULUAN 2

Universitas Kristen Maranatha membutuhkan alokasi frekuensi. Namun demikian karena keterbatasan alokasi frekuensi tersebut diatas, tidak memungkinkan untuk melakukan penambahan frekuensi. Sehingga untuk dapat menerapkan jaringan generasi keempat seluler ini hanya dapat dilakukan dengan cara melakukan re-arrangement dan re-farming frekuensi seluler yang sudah ada. Dengan adanya re-arrangement dan re-farming frekuensi yang ada, maka tentunya ada konsekuensi yang harus diterima, yaitu mengosongkan frekuensi yang ada untuk teknologi seluler 4G dan memastikan kapasitas/trafik yang sudah ada sekarang minimal sama atau lebih baik dari sebelumnya. Untuk menjamin kapasitas 2G voice minimal sama/lebih baik hanya dapat dilakukan dengan cell splitting atau memperkecil coverage tiap site dan memperbanyak base station sehingga coverage dan kapasitas/trafik terjaga.

(a) (b)

Gambar 1.2 Cell Splitting

Pada Gambar 1.2, untuk gambar (a) merupakan keadaan awal sebelum dilakukannya cell splitting, kemudian pada gambar (b) dilakukan cell splitting dengan memperkecil

site yang ada dan menambah site baru. Keadaan Awal

Cell Splitting

(16)

BAB 1 PENDAHULUAN 3

Universitas Kristen Maranatha Pada Tugas Akhir ini, dilakukan perencanaan penataan ulang alokasi frekuensi 2G kemudian diikuti perencanaan site baru untuk memastikan bahwa kapasitas 2G voice minimal sama atau lebih baik dari sebelum penerapan 4G (re-arrangement dan re-farming). Penataan ulang alokasi frekuensi secara keseluruhan

merupakan maksud dari revolusi masif pada judul ini.

1.2 Identifikasi Masalah

Perencanaan dan antisipasi revolusi masif jaringan seluler di Indonesia ini memiliki permasalahan pada bagaimana memastikan kapasitas 2G voice minimal sama atau lebih baik dari sebelum penerapan teknologi 4G.

1.3 Rumusan Masalah

1. Bagaimana merencanakan dan mengantisipasi penerapan jaringan 4G di alokasi frekuensi 900 MHz dan 1800 MHz?

2. Bagaimana meningkatkan kualitas layanan?

3. Bagaimana meningkatkan kapasitas bagi pengguna?

1.4 Tujuan

1. Merencanakan dan mengantisipasi penerapan jaringan 4G di alokasi frekuensi 900 MHz dan 1800 MHz

(17)

BAB 1 PENDAHULUAN 4

Universitas Kristen Maranatha

1.5 Pembatasan Masalah

1. Tidak membahas dalam hal pemindahan pengguna

2. Mengantisipasi frekuensi re-farming dan frekuensi re-arrangement

3. Membatasi hanya dalam tahapan perencanaan persiapan revolusi masif dalam penerapan teknologi baru

4. Hanya satu operator seluler

5. Hanya menggunakan model propagasi gelombang COST 231 Hata 6. Menggunakan data-data yang diberikan oleh operator

7. Tidak membahas lokasi penempatan site 4G dan jaringannya 8. Tidak membahas hasil dari simulasi untuk coverage area 9. Tidak membahas jaringan keamanan data dan modulasi 10.Lokasi studi kasus di Kota Makassar

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Laporan Tugas Akhir ini disusun menjadi beberapa bab sebagai berikut:

BAB 1: PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan mengenai latar belakang, identifikasi masalah, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah dan juga sistematika penulisan.

BAB 2: DASAR TEORI

(18)

BAB 1 PENDAHULUAN 5

Universitas Kristen Maranatha interface yang dihubungkan dengan kualitas dan jangkauan yang didalamnya

termasuk interferensi, fading, dan path loss.

BAB 3: PERANCANGAN DAN REALISASI

Bab ini akan dijelaskan mengenai re-arrangement, cara mengkonversi data dengan ekstensi .xls dalam Excel menjadi KML pada Google Earth, cara mengolah data yang telah ada agar mendapatkan sites yang dibutuhkan, cara mencari lokasi untuk perencanaan site yang baru, penggunaan alokasi frekuensi 2G sebagai penempatan jaringan 4G, dan juga penataan alokasi frekuensi 1800 MHz.

BAB 4: DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS

Bab ini akan menguraikan mengenai analisa dari konfigurasi baru untuk GSM dan DCS dan juga mengenai perencanaan dari site baru.

BAB 5: SIMPULAN DAN SARAN

(19)

BAB 5

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Simpulan dari Tugas Akhir ini adalah

1. Dengan melakukan perencanaan frekuensi re-arrangement dan re-farming maka teknologi 4G dapat diterapkan dalam spektrum

frekuensi yang terbatas. Dengan mengantisipasi perencanaan-perencanaan tersebut dan perencanaan-perencanaan site baru, maka dapat dipastikan kapasitas/trafik 2G minimal sama atau lebih baik dari sebelumya. 2. Dengan perencanaan konfigurasi baru dapat disimpulkan C/I ratio

lebih besar 2 dB terhadap yang ada. Dengan asumsi kebanyakan site yang ada mempunyai 4 sel/cluster.

3. Untuk meningkatkan kapasitas dapat dilakukan dengan perencanaan site baru yang memiliki kapasitas/trafik 2G lebih sebesar 99.46 Erlang

dari site yang ada.

5.2 Saran

Saran untuk pengembangan Tugas Akhir ini:

(20)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Freeman, Roger L. 1999. Fundamentals of Telecommunications. New York: John Wiley & Sons, Inc.

[2] Halonen,Timo, et al. 2003. GSM, GPRS and EDGE Performance. Chichester: John Wiley & Sons Ltd.

[3] Kaaranen, Heikki, et al. 2005. UMTS Networks Architecture, Mobility and Services Second Edition. Chichester: John Wiley & Sons Ltd.

[4] Kumar, A., dan Vinay Verma. 2014.” Study on Improving Coverage Area by Cell Splitting and Cell Sectoring Method in Cellular System”. IJARCSSE.

Volume 4 Issue 2.

[5] Laiho, Jaan, Achim Wacker, Tomáš Novosad. 2006. Radio Network Planning and Optimisation for UMTS. Chichester: John Wiley & Sons Ltd

[6] R Mishra, Ajay. 2004. Fundamentals of Cellular Network Planning and Optimisation. Chichester: John Wiley & Sons Ltd. [5]

[7] R Mishra, Ajay. 2007. Advanced Cellular Network Planning and Optimisation

2G/2.5G/3G…Evolution To 4G. Chichester: John Wiley & Sons.

[8] Rappaport, Theodore S. 1996. Wireless Communications Principles and Practice. USA: Prentice Hall

[9] Säily, Mikko, Guillaume Sébire, Eddie Riddington. 2011. GSM/EDGE. Chichester: John Wiley & Sons, Ltd

[10] Seybold, John S. 2005. Introduction to RF Propagation. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.

[11] Song, Linyang, Jia Shen. 2011. Evolved Cellular Network Planning and Optimization for UMTS and LTE. Boca Raton, Florida: Taylor & Francis Group

[12] Sunomo. 2004. Pengantar Sistem Komunikasi Nirkabel. Jakarta: PT Grasindo [13] Usman, Uke Kurniawan, et al. 2012. Fundamental Teknologi Seluler LTE.

(21)

57

Universitas Kristen Maranatha [14] http//morse.colorado.edu/~tlen5510/text/classwebch3.html. Diakses tanggal 23

Agustus 2015.

[15] http://www.mike-willis.com/Tutorial/MP.htm. Diakses tanggal 27 Agustus 2015

[16]

http://dailysocial.net/post/jalan-tengah-menata-frekuensi-1800-mhz-untuk-optimasi-4g-lte-yang-ideal. _{Diakses tanggal}_{23 Agustus 2015.}

[17]

http://www.almuhibbin.com/2011/10/pengulangan-frekuensi-frequency-reuse.html. Diakses tanggal 30 November 2015.

[18] http://www.codenes.com/blog/?p=244. _{Diakses tanggal 23 Juli 2015.}

[19]

http://www.computerworld.com/article/2593382/networking/networking-packet-switched-vs-circuit-switched-networks.html. Diakses tanggal 25 Agustus 2015

[20]

http://www.cse.hcmut.edu.vn/~ltquan/Documents_Softwares/CDMA/Walfisch-Ikegami.htm. Diakses tanggal 23 Agusutus 2015.

[21]

http://www.dtcnetconnect.com/AMP/index.php/blogs/305-gangguan-pada-sistem-transmisi-sinyal-data. Diakses tanggal 1 Desember 2015.

[22] http://www.earthpoint.us/ExcelToKml.aspx.Diakses tanggal 18 Juni 2015.

[23] http://www.gsma.com/. Diakses tanggal 23 Mei 2015.

[24]

http://www.intechopen.com/books/matlab-a-fundamental-tool-for-scientific-

computing-and-engineering-applications-volume-2/mobile-radio-propagation-prediction-for-two-different-districts-in-mosul-city. Diakses tanggal 24

November 2015

[25]

http://www.plimbi.com/article/4249/mengenal-frekuensi-uplink-downlink-pada-jaringan-g. Diakses tanggal 27 Agustus 2015.

[26]

http://www.scribd.com/doc/208856696/Rugi-Rugi-Lintasan-Perambatan-Gelombang. Diakses tanggal 25 November 2015.

[27] http://www.slideshare.net/cangkolen/gsm-plan. Diakses tanggal 24 November

2015.

[28] http://www.slideshare.net/DyanElf4ever/alokasi-frekuensi. Diakses tanggal 27

Agustus 2015.

[29] http://www.tutorialspoint.com/lte/lte_network_architecture.htm. Diakses tanggal