Jurnal Perancangan dan Analisis Desain Jaringan Mobile WiMax 802.16e di daerah Suburban (Studi Kasus di Kota Kediri), Agustus 2014
Abstrak–-Pada penelitian ini dilakukan bagaimana proses perencanaan dan perancangan untuk mewujudkan jaringan internet berbasis mobile WiMax 802.16e di Kota Kediri. Perencanaan desain jaringan mobile WiMax dilakukan dengan menganalis data primer dan studi literatur untuk data sekunder serta analisis variabel data.
Metode trend linier dan eksponensial digunakan untuk meramalkan jumlah pelanggan WiMax di masa mendatang. Dalam hal konfigurasinya, model WMAN dengan topologi point to point menjadi pilihan yang relevan pada penelitian ini. Dengan perhitungan diperoleh kepadatan trafik 61,52 erlang, bit rate 22,5 Mbps, pathloss 124 dBm dan radius BS 3,03km yang berjalan pada modulasi 64-QAM, jumlah base station 6 buah, Dan dari karakteristik geografis daerah sub urban seperti kota Kediri yang tergolong tipe propagasi B dapat menggunakan jenis antenna Omnidirectional sebagai pilihanya.
Kata Kunci—Perancangan, Mobile WiMAX, Sub-urban, Kediri.
I. PENDAHULUAN
EKNOLOGI mobile WiMAX (Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access) 802.16e adalah inovasi dalam dunia komunikasi bergerak.
Dengan banyaknya keunggulan, tentu sangat bermanfaat bila diterapkan dalam sebuah wilayah. Kota Kediri sebagai salah satu kota industri, santri dan sedang berkembang menjadi kota pendidikan tentunya perlu suatu jaringan internet mobile yang mampu mengakomodir akan kebutuhan inforrnasi dengan kecepatan cukup tinggi. Secara prinsip penerapan teknologi ini adalah dengan menyesuaikan karakteristik infrastruktur dan supra struktur wilayah Kota Kediri dengan parameter utama teknologi mobile WiMax 802.16e. Dengan demikian hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi pertimbangan dalam mewujudkan jaringan mobile WiMax 802.16e di Kota Kediri agar dapat bermanfaat bagi pengembangan positif teknologi ke depan.
Zikrie Pramudia A. adalah mahasiswa program sarjana Teknik Elektro Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia.
Ali Mustofa ST, MT adalah dosen pengajar program sarjana Teknik Elektro Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia.
Gaguk Asmungi ST, MT adalah dosen pengajar program sarjana Teknik Elektro Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia.
II. METODEPENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah menganalis data primer dan studi literatur untuk data sekunder serta analisis variabel data.
Diagram alir keseluruhan tahapan penelitian ini dijelaskan dalam Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alir Tahapan Penelitian
A. Jenis Data dan Cara Pengambilan Data
Data primer adalah data berdasarkan dari Dinas Kependudukan dan Pencatatan Sipil Kota Kediri meliputi jumlah penduduk (2008 - 2012), luas wilayah dan jumlah bangunan.
Data sekunder adalah data yang bersumber dari buku referensi, jurnal, skripsi, internet dan forum-forum resmi mengenai perencanaan jaringan mobile WiMAX.
Data sekunder yang digunakan antara lain data penggunaan trafik internet pada operator, tabel Erlang B dengan Grade Of Service (GOS) 2%, trafik tiap pelanggan diasumsikan sebesar 6 mErlang (trafik
Perancangan dan Analisis Desain Jaringan Mobile WiMax 802.16e di daerah Sub urban
(Studi Kasus di Kota Kediri)
Zikrie Pramudia A., Ali Mustofa, Gaguk Asmungi
T
operator ), frekuensi kerja yang digunakan adalah 2300 MHz, bandwidth kanal dari 1,25 MHz hingga 20 MHz, dan jenis modulasi digital yang digunakan adalah QPSK.
B. Variabel dan Cara Analisis Data
Variabel data yang digunakan dalam kajian ini terdiri dari kapasitas kanal, bandwidth, bit rate, radius sel, luas sel, jumlah sel, pathloss, dan level daya. Analisis yang digunakan dalam perhitungan variabel ini adalah dengan analisis matematis dan analisis grafis untuk memperjelas beberapa hasil perhitungan parameter.
C. Peramalan Jumlah Pelanggan
Peramalan jumlah pelanggan dalam perencanaan jaringan mobile WiMAX di Kota Kediri ini dibagi menjadi 4 bagian, yaitu: perkiraan jumlah penduduk, penduduk usia produktif, penentuan faktor penetrasi dan perkiraan jumlah pelanggan.
D. Perkiraan Jumlah Penduduk
Perkiraan jumlah penduduk dilakukan berdasarkan data yang diperoleh dari DinasKependudukan dan Pencatatan Sipil (DKKPS) yaitu jumlah penduduk antara 2008 hingga 2012. Dari data tersebut akan dilakukan peramalan jumlah penduduk pada tahun 2015 dengan menggunakan metode trend linier, trend kuadratik atau trend eksponensial. Pemilihan metode yang digunakan dengan cara mernbandingkan data sebenarnya dengan data hasil perhitungan. Data dengan selisih paling kecil adalah metode paling tepat untuk digunakan.
E. Penduduk Usia Produktif
Penduduk usia produktif adalah penduduk dengan usia 15 - 65 tahun. Jumlah penduduk usia produktif diasumsikan sebesar 70% dari jumlah penduduk secara keseluruhan.
F. Penentuan Faktor Penetrasi
Faktor penetrasi merupakan rasio perbandingan antara jumlah penduduk usia produktif dan jumlah saluran terpasang dengan jumlah bangunan yang ada pada daerah tersebut.
G. Perkiraan Jumlah Pelanggan
Jumlah pelanggan diperoleh dengan mengalikan nilai faktor penetrasi dengan jumlah penduduk usia produktif. Pelanggan ini diasumsikan adalah orang yang menggunakanlayanan mobile WiMax.
H. Konfigurasi Jaringan Mobile WiMax
Dalam perencanaan jaringan mobile WiMax ini menggunakan mekanisme jaringan Wireless
Metropolitan Area Network (WMAN) sebagai acuannya. WMAN ini adalah suatu jaringan yang mencakup area metropolitan (kecamatan, kampus besar atau antar gedung). Sedangkan untuk topologi yang digunakan dalam perencanaan jaringan mobile WiMAX ini menggunakan topologi point to multipoint.
Hal ini disesuaikan dengan keadaan lingkungan dan persebaran pelanggan di Kota Kediri.
I. Perencanaan Jaringan Mobile WiMAX
Dalarn melakukan perencanaan jaringan mobile WiMAX di kota Kediri ini akan dilakukan beberapa tahap agar didapatkan hasil semaksimal rnungkin.
Tahap - tahap yang akan dilakukan dalam perencanaan ini adalah sesuai dengan diagram pada garnbar 2.
Gambar 2. Perencanaan Jaringan Mobile WiMax
III. HASILDANPEMBAHASAN A. Kondisi Wilayah Perencanaan
Kota Kediri berada pada posisi 111.050 - 112.03o Bujur Timur, 7.45o – 8.55o Lintang Selatan dengan luas wilayah 63,404 km2. Dari aspek topografi Kota Kediri terletak pada ketinggian rata-rata 67 mdpl dengan kemiringan 0 - 40 derajat. Adapun batas wilayah sebagai berikut:
1. Sebelah Utara : Kec. Gampengrejo dan Kec.Grogol 2. Sebelah Selatan : Kec. Kandat dan Kec. Ngadiluwih 3. SebelahTimur : Kec. Wates dan Kec.Gurah 4. Sebelah Barat : Kec. Banyakan dan Kec. Semen
Jurnal Perancangan dan Analisis Desain Jaringan Mobile WiMax 802.16e di daerah Suburban (Studi Kasus di Kota Kediri), Agustus 2014 Gambar 3. Peta Wilayah Kota Kediri
Tabel 1. Jumlah Penduduk Kota Kediri Tahun 2008 - 2012
No Kec. Tahun
2008 2009 2010 2011 2012 1 Kota 166166 168314 162390 163255 169151 2 Pesantren 125235 126125 115078 111700 118415 3 Mojoroto 169510 171300 184649 189032 198037 Sumber: Dinas Kependudukan dan Pencatatan Sipil Kota Kediri
(DKKPS)
Grafik 1. Jumlah Penduduk Kota Kediri Tahun 2008-2012
B. Peramalan Jumlah Pelanggan Persamaan umum metode trend linier :
Persamaan umum metode trend eksponensial :
Rumus perhitungan mendapatkan penduduk usia produktif :
Jml. pend. usia produktif = 70% x jml. pend. total Persamaan untuk factor penetrasi :
bangunan
demand suspressed Pelanggan
Calon rpasang saluran te FP
Tabel 2. Nilai Faktor Penetrasi Kota Kediri Kecamatan Jumlah
Penduduk
Jumlah Usia Produktif
Faktor Penetrasi
Kota 166150 116305 0,215
Pesantren 108593 76016 0,190
Mojoroto 212422 148696 0,241
Jumlah
Sumber : hasil perhitungan
Pelanggan mobile WiMAX = user internet operator yang dipilih x FP
Tabel 3. Jumlah Pelanggan WiMAX tahun 2016
Kecamatan User operator
Faktor Penetrasi
Pelanggan mobile WiMAX
Kota 7.604 0,215 1.633
Pesantren 4.970 0,190 945
Mojoroto 9.721 0,241 2.341
Jumlah 40.17 10252
Sumber: hasil perhitungan
C. Konfigurasi Jaringan Mobile WiMAX
Berdasarkan dari karakteristik Kota Kediri yang termasuk suburban, konfigurasi yang digunakan adalah tipe (Wireless Metropolitan Area Network) WMAN dengan topologi point to multipoint. Tipe jaringan WMAN digunakan untuk mengakomodir area perkotaan, serta topologi dipergunakan untuk komunikasi BS dengan user secara langsung.
Gambar 3. Konfigurasi Jaringan WiMAX
D. Perencanaan Jaringan Mobile WiMAX 1) KapasitasKanal
Rumus perhitungan kapasitas kanal menggunakan data trafik total operator dan acuan table Erlang dengan GOS 2%, yaitu:
Atotal = Auser x Σ pelanggan mobile WiMAX
Dari perhitungan di setiap kecamatan maka diperoleh : Y' = a+b.X
Tabel 4. Kebutuhan Kapasitas Kanal Operator A Tahun 2014
Kecamatan Trafik Total (Erlang)
Kebutuhan Kanal
Kota 9,79 15
Pesantren 5,67 10
Mojoroto 14,05 21
Jumlah 29, 51 46
Sumber: hasilperhitungan
E. Bandwidth
Berdasarkan acuan Dirjen Pos dan Telekomunikasi, didapatkan persamaan seperti berikut:
Bandwidth tiap kanal 3,75 MHz adalah Bw total = Bwkanal x jumlahkanal
Bandwidth tiap kanal 7,5 MHz adalah Bw total = Bwkanal x jumlahkanal
Dengan cara perhitungan yang sama untuk setiap Kecamatan, makadiperoleh:
Tabel 5. Kebutuhan Bandwidth WiMAX di Kota Kediri
No Kecamatan Bandwidth total (MHz) Kanal A (3,75) Kanal B (7,5)
1 Kota 56,25 112,5
2 Pesantren 37,5 75
3 Mojoroto 78,75 157,5
Jumlah 182,5 345
Sumber :Perhitungan
F. Bit Rate
Berdasarkan WiMAX Forum 2006, mobile WiMAX (802.16e) menggunakan modulasi QPSK, 16-QAM, 64- QAM. Dalam persamaan umum diperoleh:
Bit rate = Bwkanal x 2log n (nilai n menyesuaikanmodulasi)
Dari analisis tiap modulasi didapatkan bahwa yang paling aplikatif adalah model 64–QAM sehingga kemudian dari perhitungan setiap kecamatan diperoleh:
Tabel 6. Bit rate Total Mobile WiMAX di Kota Kediri No Kecamatan Bit rate (Mbps)
Kanal A Kanal B
1 Kota 338 675
2 Pesantren 225 450
3 Mojoroto 473 945
Jumlah 1066 2070
Sumber: HasilPerhitungan
G. Pathloss
Dengan daya penerima minimum yang disesuaikan dengan Peraturan Dirjen Pos dan Telekomunikasi maka pathloss referensi dapat diperoleh:
Tabel 7. Batas DayaTerima Minimum Sistem BWA JenisModulasi Batas DayaTerima
Minimum
QPSK-1/2 -88 dBm
QPSK-3/4 -86 dBm
16QAM-1/2 -81 dBm
16QAM-3/4 -79 dBm
64QAM-2/3 -74 dBm
64QAM-3/4 -73 dBm
Sumber: Peraturan Dirjen Pos dan Telekomunikasi, 2008
PL = Pt + Gt + Gr - Pr PL = 35 + 16 + 0 – (-73) PL = 124 dB
H. Radius Maksimum BS
Untuk radius BS yang terbentuk dari setiap Kecamatan dinyatakan dengan persamaan:
pelanggan jumlah
d
km2
055 , 110
10252
= 93 pelanggan/km2
Sehingga diperoleh data di setiap kecamatan yaitu:
Tabel 8. Radius Base Station No Kecamatan Pelanggan
mobile WiMAX
Radius BS (km)
1 Kota 1.633 2,36
2 Pesantren 945 1,79
3 Mojoroto 1.941 2,83
Sumber :hasilperhitungan
I. PenentuanLokasi BS
Tahap ini ditentukan dari data trafik pada operator, artinya adalah menyesuaikan dari kepadatan trafik operator sehingga diperoleh:
Tabel 9. Lokasi Penempatan BS di Kota Kediri
No Nama
Shelter
Lokasi BS Kec. Keterangan
1 Shelter A Kediri Mall Kota Shelter Kediri Mall 2 Shelter B PDM Mojoroto Shelter Lirboyo 3 Shelter C Kilisuci Pesantren Shelter Kilisuci Wijang Songko 4 Shelter D Pabrik GG Kota Menara GG
Sumber: Perencanaan
Jurnal Perancangan dan Analisis Desain Jaringan Mobile WiMax 802.16e di daerah Suburban (Studi Kasus di Kota Kediri), Agustus 2014 J. RekomendasiPerencanaan
No Parameter Nilai 1 Pelanggan mobile
WiMAX
10252 Pelanggan
2 Kebutuhan trafik 61,52 Erlang 3 Kebutuhan kanal 93 kanal
4 Bandwidth 3,75 MHz untuk transmisi data dan 250 KHz sebagai guard band)
5 Frekuensi 2,3 GHz
6 Modulasi 64 QAM
7 Bit rate 22,5 Mbps 8 Radius BS 3,03 km 9 Jumlah BS 6 buah
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Teknologi mobile Wimax merupakan salah satu terobosan dalam dunia wireless serta mampu diterapkan di daerah sub-urban seperti Kota Kediri. Dari hasil perhitungan setiap parameter diketahui bahwa karakteristik sub-urban pada daerah ini cukup relevan untuk dibangun jaringan ini.
Sebagai penyempurnaan perancangan sangat disarankan untuk penambahan parameter serta aspek sosial yang dapat membantu implementasi.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Agrawal, G.P., 2002, Fiber-optic communication systems, Ed. 3, New-York: John Wiley & Sons, Inc.
[2] Oliviero, Andrew, and Woodward, Bill, (2009), understanding Broadband wireless networking, Indianapolis: Wiley Publishing, Inc., ISBN 978-0-470-47707-6.
[3] Posdan Telekomunikasi, Dirjen
2008.PersyaratanteknisAlattelekomunikasi :Base Station Wireless Access.
[4] Kumar, Amitabh. 2008. Mobile Broadcasting with Wimax : Principles, Technology and Application.Oxford : Elsevier Inc Kumar.
[5] Wimax Forum.2006. Mobile Wimax Part I :Tehnical overview and performance analysis.
[6] WibisonoGunawandanDwihartanto. Gunadi, 2008.Mobile Broadband.Bandung :Informatika
