ANALISIS PENGARUH HALF RATE DAN FULL RATE TERHADAP TRAFFIC CHANNEL DAN SPEECH QUALITY INDICATOR PADA JARINGAN GSM PT

ANALISIS PENGARUH HALF RATE DAN FULL RATE TERHADAP TRAFFIC CHANNEL DAN SPEECH QUALITY INDICATOR PADA JARINGAN GSM PT. XL AXIATA MEDAN May Hendra Panjaitan(1), Sihar Parlinggoman Panjaitan(2) Konsentrasi Teknik Telekomunikasi, Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (USU) Jl. Almamater, Kampus USU Medan 20155 INDONESIA e-mail: [email protected]

Abstrak Keterbatasan kanal telekomunikasi merupakan salah satu masalah dalam komunikasi seluler, sehingga untuk memperbanyak kanal maka digunakan kanal half rate 6,5 kbps. Tulisan ini membahas tentang pengaruh perubahan tipe kanal terhadap parameter trafik pada kanal dan kualitas suara dari sisi uplink. Operator meningkatkan jumlah kanal sebanyak dua kali lipat dari kanal yang semula full rate 13 kbps, namun kualitas suara menjadi menurun dan tidak sesuai dengan standar SQI (Speeh Quality Indicator) good rate yang ditetapkan perusahaan (lebih dari 80 %). Kualitas suara diperbaiki dengan mengatur ambang batas pengaktifan kanal half rate yakni dengan mengatur parameter Dynamic Half Allocation (DHA). Setelah parameter DHA diatur, SQI good rate meningkat menjadi 82,8039 % pada daerah Doktor Mansur, pada daerah Amplas menjadi 87,6327%, dan pada daerah TAMORA 3 menjadi 91,1083 %. Nilai TCH (Traffic Channel) congestion rate juga sesuai standar perusahaan (kurang dari 1,1 %) dengan nilai 0,3146 pada daerah Doktor Mansur, pada daerah Amplas 0,002 %, dan pada daerah TAMORA 3 sebesar 0,1953 %.

Kata kunci: TCH congestion rate, Speech Quality Indicator(SQI), Dynamic Half Allocation (DHA) Pada tulisan ini mengamati parameter trafik TCH dan kualitas suara SQI selama 45 hari pada tiga sel pada jaringan milik salah satu operator telekomunikasi di Medan. Parameter yang dianalisa pada tulisan ini yaitu parameter TCH dan parameter SQI.

1. Pendahuluan Salah satu masalah utama dalam komunikasi seluler adalah keterbatasan kanal trafik yang berfungsi untuk membawa informasi berupa suara, teks, dan data. Berbeda dengan terbatasnya kanal pembawa informasi, jumlah pelanggan yang menggunakan kanal cendrung meningkat setiap waktu. Jumlah pelanggan yang tidak sebanding dengan kanal pembawa informasi dapat membuat kanal hampir selalu penuh, sehingga mengakibatkan pelanggan lain yang ingin menggunakan kanal tidak dapat dilayani. Salah satu cara untuk memperbanyak kanal trafik pada jaringan 2G adalah dengan membagi kanal full rate dengan bit rate 13 kbps menjadi dua kanal half rate dengan bit rate 6,5 kbps. Dengan bertambahnya jumlah kanal maka jumlah pelanggan yang dilayani menjadi lebih banyak. Namun penggunaan kanal half rate secara penuh ini berpengaruh kepada kualitas suara yang diterima, sehingga diperlukan pengaturan terhadap kanal half rate yang dipakai.

2. Sistem Komunikasi Bergerak GSM GSM merupakan sistem yang sangat modern karena disamping sarat akan teknologi ternyata sistem ini bekerja dengan mengaplikasikan sistem elektronika secara maksimal. Hal ini bisa diindikasikan dengan kemampuan sistem ini untuk membagi suatu kawassan dalam beberapa sel/wilayah yang kecil. Hal ini yang digunakan untuk memastikan bahwa frekuensi dapat meluas sehingga mencapai kesemua bagian pada kawasan tertentu sehingga beberapa pengguna dapat menggunakan telepon seluler mereka secara bersama tanpa adanya jeda pada saat berbicara yang membuat suara menjadi terputus-putus. Pada sistem GSM, untuk menggambarkan cakupan area secara geografis digunakan

– 59 –

copyright@ DTE FT USU

SINGUDA ENSIKOM

VOL.11 NO.30/MEI 2015

penggambaran secara heksagonal bukan berupa penggambaran lingkaran dalam pemaparan konfigurasi selnya seperti pada Gambar 1[1].

mikro-sel ataupun makro-sel tetapi tidak bisa dilayani oleh sel tersebut karena trafik sudah terlalu tinggi. Panggilan tersebut adalah panggilan baru yang bukan berasal dari luapan makro-sel ataupun mikro-sel. Blocking dapat dilihat seperti pada Gambar 2.

Gambar 1 Perbandingan penggambaran heksagonal dan lingkaran

Dalam sistem seluler, media untuk mengadakan suatu hubungan pembicaraan yaitu kanal frekuensi yang telah di berikan oleh suatu base station. Biasanya satu kanal frekuensi hanya dapat melayani sebuah panggilan setiap saat. Konsep ini dapat berubah apabila digunakannya fasilitas frekuensi reuse. Pada saat melayani panggilan dikatakan bahwa kanal tersebut sedang sibuk dan dikatakan sedang bebas (idle) apabila tidak diduduki oleh panggilan. Trafik seluler yang disingkat dengan trafik didefinisikan sebagai sejumlah panggilan dari telepon seluler yang dilayani sejumlah kanal dengan memperhatikan durasi waktu dan jumlah panggilan. Intensitas trafik didefinisikan sebagai jumlah panggilan ratarata yang menduduki kanal selama periode waktu tertentu dan rata-rata waktu tersebut disebut dengan call holding time[2]. Dalam teori trafik biasanya satuan waktu tersebut adalah periode dari 1 jam. Sehingga jumlah panggilan dapat dihubungkan dengan rate kedatangannya dengan satuan jumlah panggilan per satuan waktu dan rata-rata durasi waktunya disebut satuan waktu per panggilan. Intensitas trafik A didefinisikan dengan:

A =



Gambar 2 Proses terjadinya block call

Terbatasnya jumlah kanal karena Terbatasnya spektrum frekuensi yang dapat digunakan pada sistem komunikasi bergerak menyebabkan penggunaan spektrum frekuensi tersebut harus seefisien mungkin. Oleh karena itu diterapkan konsep frekuensi reuse yaitu penggunaan kembali frekuensi yang sama pada suatu sel atau pengulangan frekuensi yang sama pada area yang berbeda di luar jangkauan interferensinya yang ditunjukan pada Gambar 3[3].

Gambar 3 Konsep frekuensi reuse

Sel terbagi lagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil atau disebut dengan istilah split cell, akan tetapi membagi sel tidak berarti memecah berdasarkan sektornya. Pembagian sel ini adalah solusi yang tepat akan tetapi membutuhkan biaya yang relatif besar. Dengan adanya pembagian sel ini akan menambah kapasitas jalur pada daerah yang mempunyai permintaan sinyal yang tinggi. Sel yang dibagi dapat dilihat pada Gambar 4[4].

(1)

Dimana: A = Kepadatan trafik dalam sistem jaringan dengan satuan Erlang. n = Jumlah pengguna per jam dengan satuan call/jam. T = Rata-rata waktu percakapan pengguna per satu waktu dalam menit. Panggilan yang tidak dapat dilayani disebut blocking. Blocking call terjadi bila terdapat panggilan baru dan langsung diarahkan ke

– 60 –

copyright@ DTE FT USU

SINGUDA ENSIKOM

VOL.11 NO.30/MEI 2015 Tabel 3 Pengaturan nilai parameter DHA untuk setiap daerah

Daerah Doktor Mansur Amplas TAMORA 3

TCH Busy TCH//H TCH/H Threshold Prior PriorLoad (%) Allow (%) 15

ON

14

45 30

ON ON

44 29

d) Bandingkan hasil pengamatan, data yang didapat dengan performansi standar KPI GSM untuk setiap parameter dan dianalisa. Standar performansi KPI GSM dapat dilhat pada Tabel 4.

Gambar 4 Split cell

3. Metode Penelitian Pengambilan data dilakukan dengan mengamati trafik dan kualitas suara pada tiga daerah yang berbeda dengan langkah-langkah sebagai berikut: a) Tentukan daerah yang akan diamati. Namanama daerah dapat dilihat dari Tabel 1. Tabel 1 Daerah penelitian Cell Id BSC Site ID Daerah Sel MD38571 BMDN21 MC2223857 Doktor Mansur MD32987 BMDN22 222C298 Amplas MD25905 BMDN23 2918 TAMORA 3

Tabel 4 Key Performance Indicator GSM Performasi Standar (%) Parameter No GSM Baik Normal Kurang 1 TCH congestion < 1,0 1,0– 2,0 > 2,0 2 TCH Drop Rate < 1,0 1,0– 2,0 > 2,0 3 SQI Good Rate > 80 75 – 80 < 75

b) Tentukan tipe kanal dari kanal full rate pada awal pengamatan dan diubah menjadi half rate pada hari berikutnya dengan mengatur nilai parameter DHA. Nilai parameter DHA untuk kondisi kanal full rate dan half rate pada tiga daerah yang diamati yaitu Doktor Mansur, Amplas, dan TAMORA 3 dapat dilihat pada Tabel 2.

4. Hasil dan Pembahasan Data yang diperoleh terdiri dari parameter traffic channel dan parameter speech quality indicator. 4.1 Parameter Traffic Channel Data dari parameter traffic channel terdiri dari total traffic, traffic availability, traffic drop rate, dan traffic congestion rate. Grafik TCH total traffic ditunjukkan pada Gambar 5. Erlang 400 300 200 100 0 10/14/2013 10/16/2013 10/18/2013 10/20/2013 10/22/2013 10/24/2013 10/26/2013 10/28/2013 10/30/2013 11/1/2013 11/3/2013 11/5/2013 11/7/2013 11/9/2013 11/11/2013 11/13/2013 11/15/2013 11/17/2013 11/19/2013 11/21/2013 11/23/2013 11/25/2013 11/27/2013

Tabel 2 Nilai parameter DHA untuk kondisi kanal full rate dan half rate AMR TCH AMR Jenis TCH/H Tanggal Busy TCH/H Prior Kanal Prior Threshold Load (%) Allow 14 Oktober- Full – OFF – 28Oktober Rate 29 OktoberHalf 12 0 ON 0 Rate November

Cell Id MD38571

Cell Id MD32987

Cell Id MD25905

Gambar 5 Grafik TCH total traffic

Total grafik ditunjukan oleh Gambar 5 pada daerah Doktor Mansur cendrung lebih tinggi dari dua sel yang lain, hal ini karena pada sel tersebut merupakan daerah yang padat penduduk yaitu daerah Doktor Mansur. Sedangkan pada daerah Amplas trafik cendrung rendah. Selama pengamatan, nilai trafik berubah secara acak, namun cendrung stabil dan tidak terjadi perubahan yang signifikan.

c) Setelah itu dari tanggal 13 November 2013 sampai 27 November 2013 dilakukan pengaturan nilai DHA pada setiap daerah dengan nilai yang diatur berbeda pada masing-masing daerah seperti pada Tabel 3.

– 61 –

copyright@ DTE FT USU

SINGUDA ENSIKOM

VOL.11 NO.30/MEI 2015 Pada daerah TAMORA 3 nilai drop rate sesuai standar selama peengamatan. Pada daerah Amplas nilai drop rate cendrung sesuai, hanya pada tanggal 12 dan 19 November drop rate naik. Grafik TCH congestion rate dapat dilihat pada Gambar 8.

Hal ini berarti perubahan nilai parameter DHA tidak mempengaruhi besar trafik yang masuk pada ketiga sel. Grafik TCH Traffic availability rate dapat dilihat pada Gambar 6. %

6 5 4 3 2 1 0

Cell Id MD38571

%

10/14/2013 10/16/2013 10/18/2013 10/20/2013 10/22/2013 10/24/2013 10/26/2013 10/28/2013 10/30/2013 11/1/2013 11/3/2013 11/5/2013 11/7/2013 11/9/2013 11/11/2013 11/13/2013 11/15/2013 11/17/2013 11/19/2013 11/21/2013 11/23/2013 11/25/2013 11/27/2013

10/14/20… 10/16/20… 10/18/20… 10/20/20… 10/22/20… 10/24/20… 10/26/20… 10/28/20… 10/30/20… 11/1/2013 11/3/2013 11/5/2013 11/7/2013 11/9/2013 11/11/20… 11/13/20… 11/15/20… 11/17/20… 11/19/20… 11/21/20… 11/23/20… 11/25/20… 11/27/20…

100 80 60 40 20 0

Cell Id MD32987

Cell Id MD25905

Gambar 6 Grafik TCH Availability Rate

Cell Id MD38571

Cell Id MD32987

Cell Id MD25905

Pada Gambar 6 ditunjukan TCH availability rate daerah Amplas cendrung stabil dan hanya sedikit mengalami penurunan. Hal ini menandakan bahwa perangkat pada sel tersebut dalam kondisi baik. Pada kedua sel lain nya TCH availability rate sering mengalami penurunan, namun tidak mengalami perubahan signifikan. Hal ini menunjukan bahwa perubahan parameter DHA tidak mempengaruhi besar TCH availability rate pada ketiga sel. Untuk grafik TCH drop rate dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 8 Grafik TCH congestion rate

Pada Gambar 8 nilai congestion pada dua sel yang mempunyai trafik yang paling besar tidak sesuai standar. Pada sel dengan trafik yang paling kecil congestion cendrung tidak sesuai standar yaitu 3,50 % untuk daerah Doktor Mansur, sedangkan untuk daerah Amplas dan Tamora 3 sebesar 1,41 % dan 2,91%. Hal ini karena terbatasnya jumlah kanal yang melayani panggilan yang masuk sehingga panggilan yang diblok menjadi tinggi. Pada ketiga sel setelah tanggal 29 Oktober congestion pada ketiga sel turun dengan tajam, sehingga nilainya sesuai dengan standar dengan rata-rata untuk daerah Doktor Mansur sebesar 0,09%, pada daerah Amplas 0,002 %, dan pada daerah TAMORA 3 0,01 % . Hal ini karena jumlah kanal full rate diubah menjadi kanal half rate sehingga jumlah kanal menjadi dua kali dari jumlah kanal semula. Pada ketiga sel setelah 13 November, congestion juga sesuai standar meski pada beberapa hari mengalami kenaikan dengan rata-rata 0,31 % pada daerah Doktor Mansur, pada daerah Amplas 0,002%, dan pada daerah TAMORA 3 sebesar 0,19 %. Jumlah kanal yang tersedia dapat melayani panggilan yang masuk.

%

10/14/2013 10/16/2013 10/18/2013 10/20/2013 10/22/2013 10/24/2013 10/26/2013 10/28/2013 10/30/2013 11/1/2013 11/3/2013 11/5/2013 11/7/2013 11/9/2013 11/11/2013 11/13/2013 11/15/2013 11/17/2013 11/19/2013 11/21/2013 11/23/2013 11/25/2013 11/27/2013

2.5 2 1.5 1 0.5 0

Cell Id MD38571

Cell Id MD32987

Cell Id MD25905

Gambar 7 Grafik TCH drop rate

Besar TCH drop rate sel pada daerah Doktor Mansur yang ditunjukan pada Gambar 7 cendrung tidak sesuai dengan standar yang ditetapkan. Pada awal pengamatan besar drop rate cendrung tinggi dengan rata-rata 1,21 % untuk daerah Doktor Mansur. Setelah kanal diubah menjadi half rate, drop rate juga masih tidak sesuai standar dengan rata-rata 1,02 %. Setelah dilakukan pengaturan pada parameter DHA, drop rate mulai sesuai standar yaitu 0,83%. Namun turunnya nilai drop rate tersebut bukan pengaruh dari perubahan parameter DHA. Penurunan nilai drop rate terjadi karena kegiatan optimasi yang dilakukan oleh teknisi pada perusahaan tersebut.

4.2 Parameter Speech Quality Indicator (SQI) Data parameter SQI terdiri dari SQI good rate, SQI accepted rate, dan SQI bad rate. Grafik SQI good rate ditunjukan pada Gambar 9.

– 62 –

copyright@ DTE FT USU

SINGUDA ENSIKOM

(%)

VOL.11 NO.30/MEI 2015 Pada Gambar 10 ditunjukan bahwa selama pengamatan nilai SQI accepted rate berubah ketika kanal full rate menjadi half rate. Pada ketiga sel SQI accepted rate naik. Hal ini terjadi karena penurunan SQI good rate akibat perubahan tipe kanal. Pada daerah Doktor Mansur perubahan SQI accepted rate cendrung berbeda dengan dua sel lainnya. Hal ini kemungkinan terjadi karena trafik pada sel tersebut yang sangat besar sehingga mempengaruhi kualitas suara secara keseluruhan. Grafik SQI bad rate ditunjukan pada Gambar 11.

SQI Good Rate

100 80 60 40 20 10/14/2013 10/16/2013 10/18/2013 10/20/2013 10/22/2013 10/24/2013 10/26/2013 10/28/2013 10/30/2013 11/1/2013 11/3/2013 11/5/2013 11/7/2013 11/9/2013 11/11/2013 11/13/2013 11/15/2013 11/17/2013 11/19/2013 11/21/2013 11/23/2013 11/25/2013 11/27/2013

0

Cell Id MD38571

Cell Id MD32987

Cell Id MD25905

Gambar 9 Grafik SQI good rate

Selama pengamatan dari tanggal 14 sampai 28 Oktober, kondisi SQI good rate pada ketiga sel sesuai standar dengan rata-rata 97,47 % pada daerah TAMORA 3, pada daerah Doktor Mansur 98,80 %, pada daerah Amplas sebesar 98,74 %. Hal ini karena selama pengamatan kanal yang melayani panggilan merupakan kanal full rate, sehingga kulaitas suara menjadi baik. Setelah kanal diubah menjadi half rate, kualitas suara turun dan menyebabkan SQI good rate turun dan tidak sesuai standar dengan rata-rata 67,63% pada daerah Doktor Mansur, pada daerah Amplas 72,04 %, pada daerah TAMORA 3 sebesar 70,86 % . Hal ini terjadi karena setiap kanal yang masuk dilayani oleh kanal half rate. Setelah dilakukan pengaturan DHA pada tanggal 13 November, kualitas suara menjadi baik, dan SQI good rate meningkat sehingga sesuai standar dengan rata-rata 87,63 % pada daerah Doktor Mansur, pada daerah Amplas 82,80 %, dan pada daerah TAMORA 3 sebesar 91,10 % . Hal ini karena ada ambang batas untuk mengaktifkan kanal half rate. Panggilan yang masuk dilayani oleh kanal full rate, apabila ambang batas telah penuh, maka sisa kanal diubah menjadi kanal half rate tidak semua panggilan yang masuk dilayani oleh kanal half rate. Grafik SQI accepted rate ditunjukan pada Gambar 10.

SQI Bad Rate 16 14 12 10 8 6 4 2 10/14/2013 10/16/2013 10/18/2013 10/20/2013 10/22/2013 10/24/2013 10/26/2013 10/28/2013 10/30/2013 11/1/2013 11/3/2013 11/5/2013 11/7/2013 11/9/2013 11/11/2013 11/13/2013 11/15/2013 11/17/2013 11/19/2013 11/21/2013 11/23/2013 11/25/2013 11/27/2013

0

Cell Id MD38571

Cell Id MD32987

Cell Id MD25905

Gambar 11 Grafik SQI bad rate

Pada Gambar 11 ditunjukan bahwa selama pengamatan nilai SQI accepted rate berubah ketika kanal full rate menjadi half rate. Pada ketiga sel SQI bad rate naik. Hal ini terjadi karena penurunan SQI good rate dan kenaikan SQI accepted rate akibat perubahan tipe kanal. SQI bad rate akan menyesuaikan nilainya dengan SQI good rate. Pada daerah Doktor Mansur perubahan SQI bad rate cendrung berbeda dengan dua sel lainnya. Hal ini kemungkinan terjadi karena trafik pada sel tersebut yang sangat besar sehingga mempengaruhi kualitas suara secara keseluruhan.

SQI Accepted Rate 25 20 15 10 5 0

5. Kesimpulan

10/14/2013 10/16/2013 10/18/2013 10/20/2013 10/22/2013 10/24/2013 10/26/2013 10/28/2013 10/30/2013 11/1/2013 11/3/2013 11/5/2013 11/7/2013 11/9/2013 11/11/2013 11/13/2013 11/15/2013 11/17/2013 11/19/2013 11/21/2013 11/23/2013 11/25/2013 11/27/2013

Dari hasil analisis didapatkan kesimpulan sebagai berkut: 1. Pada tipe kanal full rate, TCH congestion rate di ketiga sel tidak sesuai standar perusahaan disebabkan kurangnya kanal yang melayani trafik. 2. Mengubah tipe kanal dari full rate menjadi half rate, meningkatkan kapasitas kanal.

Cell Id MD38571

Cell Id MD32987

Cell Id MD25905

Gambar 10 Grafik SQI accepted rate.

– 63 –

copyright@ DTE FT USU

SINGUDA ENSIKOM

VOL.11 NO.30/MEI 2015

3. Kapasitas kanal half rate yang besar dapat melayani hampir semua trafik yang masuk, sehingga TCH congestion rate turun. 4. Pada tipe kanal half rate, kualitas suara pada ketiga sel tidak sesuai standar yang ditetapkan perusahaan sehingga dilakukan pengaturan nilai untuk mengaktifkan kanal half rate. 5. Semakin besar trafik yang masuk, biasanya pengaturan ambang batas pengaktifan kanal half rate semakin kecil. 6. Untuk mempertahankan kualitas suara supaya sesuai standar dandapat menjaga TCH congestion rate rendah, maka parameter DHA diatur.

6. Daftar Pustaka [1] Akawa, Yoshihiko, Introduction to Digital Mobile Communication. United States: Wiley Interscience,1997. [2] Lee, William C.Y, Mobile Cellular Telecommunications . Analog and Digital System, Second Edition-Mc Graw Hill Inc.,1995. [3] Freeman, Roger L. Telecommunication Transmission Handbook, Fourth Edition-John Wiley, 1998. [4] Puspita Dewi, Riana, Analisis Optimalisasi Kapasitas Trafik Dengan Multi Band Cell (MBC) pada Jaringan GSM PT. XL Axiata,Tbk Purwekkerto, 2011.

– 64 –

copyright@ DTE FT USU