Makalah Seminar Kerja Praktek ANALISIS KEKUATAN DAYA RECEIVE SIGNAL LEVEL(RSL) MENGGUNAKAN PIRANTI SAGEM LINK TERMINAL DI PT PERTAMINA EP REGION JAWA Oleh : Hanief Tegar Pambudhi – L2F006045 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia e-mail :
[email protected] Abstrak Sebuah sistem komunikasi sederhana terdiri dari dua radio, yang masing-masing terkait dengan antena, kedua nya terpisah oleh path yang harus di lalui. Agar terjadi komunikasi antara keduanya, radio akan memerlukan sinyal minimal ditangkap oleh antena dan masukan kepada konektor antenna di radio. Menentukan apakah sebuah sambungan layak adalah proses yang disebut perhitungan link budget atau path calculation. Apakah sebuah pensinyalan dapat atau tidak dilalukan antar radio link tergantung pada kualitas dari peralatan yang digunakan dan pada kehilangan sinyal karena jarak, biasa disebut path loss (kerugian path). Perhitungan nilai Receive Signal level(RSL) merupakan perhitungan level daya yang dilakukan untuk memastikan bahwa level daya penerimaan lebih besar atau sama dengan level daya threshold (RSL ≥ Rth). Tujuannya untuk menjaga keseimbangan gain dan loss guna mencapai SNR yang diinginkan di receiver. Kata Kunci : Radio Link, Pathloss, Received Signal Level (RSL)
I. 1.1
PENDAHULUAN Latar Belakang Sebuah sistem komunikasi sederhana terdiri dari dua radio, yang masing-masing terkait dengan antena, kedua nya terpisah oleh path yang harus di lalui. Agar terjadi komunikasi antara keduanya, radio link memerlukan sinyal minimal ditangkap oleh antena dan masukan kepada konektor antenna di radio. Menentukan apakah sebuah sambungan layak adalah proses yang disebut perhitungan link budget atau path calculation. Apakah sebuah sinyal dapat atau tidak dilalukan antar radio link tergantung pada kualitas dari peralatan yang digunakan dan pada kehilangan sinyal karena jarak, biasa disebut path loss (kerugian path). Perhitungan Receive Signal Level merupakan perhitungan level daya yang dilakukan untuk memastikan bahwa level daya penerimaan lebih besar atau sama dengan level daya threshold (RSL ≥ Rth). Tujuannya untuk menjaga keseimbangan gain dan loss guna mencapai SNR yang diinginkan di receiver. PT. Pertamina EP Region Jawa Cirebon tidak terpusat dalam satu lokasi. Untuk itu perlu dibuat jaringan yang baik agar transmisi informasi dan telekomunikasi dapat berjalan dengan baik. Oleh karena itu dibutuhkan tidak hanya satu media transmisi saja agar jika terjadi kerusakan ada backup sehingga jaringan tidak terganggu. Salah satunya adalah dengan transmisi Radio Link. Oleh karena transmisi ini sangat penting maka dibutuhkan pemasangan yang tepat sehingga
transmisi dapat bekerja secara maksimal. Dari hal tersebut penulis tertarik untuk menghitung dan menganalisa Received Signal Level(RSL) menggunakan SAGEM LINK terminal khususnya antara Klayan dan Mundu. Karena pemasangan yang sudah lama mungkin transmisi sudah tidak sama dengan saat pemasangan.
1.2 Tujuan Tujuan dari Kerja Praktek di PT PERTAMINA EP Region Jawa Cirebon adalah : a. Mengetahui sistem komunikasi yang digunakan di PT PERTAMINA EP Region Jawa Cirebon. b. Menganalisa (RSL) Receive Signal Level pada sistem Radio Link pertamina Klayan dan Mundu.
1.3 Batasan Masalah Batasan masalah yang diambil oleh penulis pada penulisan laporan kerja praktek ini hanya menganalisa Receive Signal Level (RSL) pada sistem Radio Link Klayan dan Mundu di PT PERTAMINA EP Region Jawa Cirebon.
II. DASAR TEORI 2.1 LOS (Line Of Sight) Line Of Sight (LOS) merupakan Jalur ruang bebas langsung yang berada diantara dua titik. Dengan menggunakan gelombang radio di atas frekuensi 1 GHz dan merupakan transmisi point to point.
Gambar 1 Transmisi point to point
Suatu sistem transmisi Radio Link dapat berupa sebuah hop dengan jarak maksimum 50 km atau sebuah backbone yang berupa multiple hop, dengan jarak sampai ratusan atau ribuan kilometer. Secara garis besar, tujuan dari sistem komunikasi radio link adalah untuk mentransmisikan informasi dari satu tempat ke tempat lain tanpa gangguan. Untuk mendapatkan hasil yang baik, diperlukan suatu kondisi dimana antena pengirim dan penerima dapat saling melihat tanpa ada halangan (Line Of Sight) dalam batas-batas tertentu. Oleh karena itu propagasi yang digunakan adalah line of sight 2.2 Path Calculation Transmisi Radio Link Path calculation Radio Link merupakan merupakan perhitungan daya pancar sinyal dari pemancar sampai ke penerima, sehingga informasi yang ada di dalam sinyal tersebut dapat diterima dengan baik dengan adanya sinyal gangguan (noise) dan pelemahan sinyal (absorbtion dan attenuation). Parameterparameter yang mempengaruhi kondisi propagasi suatu kanal Radio Link adalah sebagai berikut:
Hubungan antara dBm dan Watts dapat dihitung melalui persamaan berikut: Daya (dBm) 0.001W] Daya (W) 10 dBm]
x
log[Daya
(W)
/
= 0.001 x 10^[Daya (dBm) /
2.2.2 Penguatan Antena ( Gain ) Penguatan antenna adalah besarnya penguatan energi yang dapat dilakukan oleh antenna pada saat memancarkan dan menerima sinyal. Gain antena parabolik sangat bervariasi tergantung dari diameternya, kaitan antara besarnya gain dengan diameter parabola dilukiskan dengan persamaan berikut ini:
Gambar 2 Gain antenna parabola
X=
G=
……………………………………(1)
…………………………………(2)
G = Gain (penguatan) π = 3,14 D = Diameter (meter) F = Fokus (meter) = Panjang gelombang (meter) Untuk menghitung panjang digunakan persamaan berikut : =
2.2.1 Daya Pemancar ( Tx Power ) Semua radio akan mempunyai daya pancar tertentu. Daya pancar ini menentukan energi yang ada sepanjang lebar bandwidth tertentu. Biasanya di ukur dengan salah satu satuan berikut: dBm – daya relative terhadap satu (1) milliwatt W – daya linier sebagai Watts
= 10
gelombang
…………………………………..(3)
λ = panjang gelombang (meter) f = frekuensi (MHz) Untuk menentukan jarak titik fokus yaitu dari titik nol ke F (dimana driven antena diletakkan) ditentukan oleh persamaan berikut :
F=
……………………………. ….(4)
F = jarak titik F dari titik nol (meter) Q = faktor kualitas berkisar antara 2-4 (ambil 2,6) D = diameter parabola (meter) 2.2.3
Rugi-Rugi Propagasi Perambatan gelombang radio di ruang bebas dari stasiun pemancar ke stasiun penerima akan mengalami penyebaran energi di sepanjang lintasannya, yang mengakibatkan kehilangan energi yang disebut rugi (redaman) propagasi. Rugi propagasi adalah akumulasi dari redaman saluran transmisi, redaman ruang bebas(free space loss), redaman oleh gas (atmosfer), dan redaman hujan. a. Redaman saluran transmisi Redaman saluran transmisi ditentukan oleh loss feeder dan branching. Redaman feeder terjadi karena hilangnya daya sinyal sepanjang feeder, sehingga redaman feeder identik dengan panjang dari feeder tersebut. Sedangkan redaman branching terjadi pada percabangan antara perangkat transmisi radio Tx/Rx. b. Redaman ruang bebas (free space loss) Redaman ruang bebas merupakan redaman sinyal yang terjadi akibat dari media udara yang dilalui oleh gelombang radio antara pemancar dan penerima. Perambatan gelombang radio di ruang bebas akan menghalangi penyebaran energi di sepanjang lintasannya sehingga terjadi kehilangan energi. Untuk mengetahui kondisi point to point dengan saluran transmisi, maka perhitungan redaman ruang bebasnya menggunakan rumus model propagasi umum (Free Space Loss) sebagai berikut: FSL (dB) = 20 log (d) + 20 log (f) + 92,44 Dimana: f = frekuensi kerja (GHz) d = panjang lintasan propagasi (Km) 2.2.4
Sensitivitas Penerima Radio Rx adalah kependekan dari “Receive” atau penerima. Semua radio mempunyai titik minimal, dimana jika sinyal yang diterima lebih rendah dari titik minimal tersebut maka data yang dikirim tidak dapat di terima. Titik
minimal sensitifitas RX didefinisikan dalam dBm atau W. Bagi sebagian besar radio, sensitifitas RX di definisikan sebagai level dari Bit Error Rate (BER). Biasanya digunakan standard Bit Error Rate (BER) sama dengan 10-5 (99.999%). 2.2.5 Perhitungan EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) EIRP merupakan besaran yang menyatakan kekuatan daya pancar suatu antena di bumi, dapat dihitung dengan rumus : EIRP = PTX + GTX – LTX dimana : PTX = daya pancar (dBm) GTX = penguatan antena pemancar (dB) LTX =rugi-rugi pada pemancar/feeder loss (dB) 2.2.6 Perhitungan RSL (Receive Signal Level) RSL (Receive Signal Level) adalah level sinyal yang diterima di penerima dan nilainya harus lebih besar dari sensitivitas perangkat penerima (RSL ≥ Rth). Sensitivitas perangkat penerima merupakan kepekaan suatu perangkat pada sisi penerima yang dijadikan ukuran threshold. Nilai RSL dapat dihitung dengan persamaan berikut : RSL = EIRP – Lpropagasi + GRX– LRX Dimana : EIRP
= Effective Isotropic Radiated Power (dBm) Lpropagasi = rugi-rugi gelombang saat berpropagasi (dB) GRX = penguatan antena penerima (dB) LRX = rugi-rugi pada pemancar/feeder loss (dB) 2.3 Fading Margin Fading margin adalah level daya yang harus dicadangkan yang besarnya merupakan selisih antara daya rata-rata yang sampai di penerima dan level sensitivitas penerima. F = RSL – Rth Dimana : RSL = level daya terima (dBm atau dBw) Rth = level sensitivitas penerima (treshold) (dB) Diketahui level sensitivitas penerima pada antenna SAGEM LINK ini adalah -80,5 dB.
III. ANALISA DAN PEMBAHASAN 3.1 Spesifikasi Radio Sagem Link Transmisi Radio Link antara Klayan dan Mundu menggunakan merk SAGEM. Dimana spesifikasinya adalah sebagai berikut : • Band frekuensi: 7 GHz ( 7,1 – 7,7 GHz ) • Diameter antenna: 1,2 m • Bitrate: 16×2 Mbit/s • Modulasi: QPSK • Daya keluaran: Max 30dB(range 0,5) • Feeder: Andrew Heliax LDF4-50A (losses: 0,26/m ) • Received level threshold: -80,5 dB antena
F=
=
2,6 x1,44 16
= 0,48 m
G=
4.π × 1,2 × 0,48 0,001764
= 4101,22
feeder transceiver IDU (Indoor Unit)
Di konversikan ke dalam dB yaitu: 10 log 4101,22 = 10 × 3,6129 = 36,1291 dB Untuk gain di antenna Klayan. Dengan rumus yang sama, dengan frekuensi 7,289 Ghz, didapat gain di antenna Mundu adalah 36,3384 dB.
Gambar 3 SAGEM LINK antena
3.2 Path Calculation 3.2.1 Daya Pemancar Pada transmisi Radio Link antara Klayan dan Mundu daya pancar ditentukan sebesar 27 dBm menurut dari software sagem link pilot. 3.2.2 Penguatan Antena ( Gain ) Penguatan antena adalah besarnya penguatan energi yang dapat dilakukan oleh antena pada saat memancarkan dan menerima sinyal. Diketahui diameter antena adalah 1.2 m, maka penguatannya adalah: G= λ = Panjang gelombang (m) f = Frekuensi (MHz)
=
=
300 7128〈MHz〉
= 0,042 m
3.2.3 Rugi-rugi propagasi Rugi-rugi propagasi yang terdapat dalam transmisi Radio Link antara Klayan dan Mundu yang sangat berpengaruh adalah feeder loss dan free space loss. a. Feeder Loss Pada SAGEM LINK transmisi antara Klayan dan Mundu menggunakan feeder Andrew Heliax LDF4-50A dengan panjang 1 m. Untuk tipe kabel coaxial tersebut memiliki losses sebesar 0,26 dB, sesuai dengan spesifikasi produk. b. Free Space Loss ( FSL ) Redaman ruang bebas merupakan redaman sinyal yang terjadi akibat dari media udara yang dilalui oleh gelombang radio antara pemancar dan penerima Perambatan gelombang radio di ruang bebas akan menghalangi penyebaran energi di sepanjang lintasannya sehingga terjadi kehilangan energi. Untuk mengetahui kondisi point to point dengan saluran transmisi, maka perhitungan redaman ruang bebasnya menggunakan rumus model propagasi umum (Free Space Loss) sebagai berikut: FSL (dB) = 20 log (d) + 20 log (f) + 92,44
Dimana: f = frekuensi kerja (GHz) d = panjang lintasan propagasi (Km)
penerima (RSL ≥ Rth). Nilai RSL dapat dihitung dengan persamaan berikut : RSL = EIRP – Lpropagasi + GRX– LRX
ü FSL Pertamina Klayan : Diketahui band frekuensi yang digunakan adalah 7,128 GHz FSL (dB) = 20 log (d) + 20 log (f) +92,44 = 20 log 31,1 + 20 log 7,128 +92,44 = 20×1,49 + 20×0,852 + 92,44 = 139,29 dB ü FSL Pertamina Mundu : Diketahui band frekuensi yang digunakan adalah 7,289 GHz FSL (dB) = 20 log (d) + 20 log (f) + 92,44 = 20 log 31,1 + 20 log 7,289 + 92,44 = 20×1,49 + 20×0,862 + 92,44 = 139,49 dB 3.2.4 Perhitungan EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) EIRP menunjukan nilai efektif daya yang dipancarkan antenna pemancar. Nilai ini dipengaruhi level keluaran pemancar, rugi-rugi feeder dan Gain antena, dapat dihitung dengan rumus : EIRP = PTX + GTX – LTX dimana : PTX = daya pancar (dBm) GTX = penguatan antena pemancar (dB) LTX = rugi-rugi pada pemancar/feeder loss (dB) Diketahui: • Daya Pancar Radio Link klayan dan mundu ditentukan sebesar 27 dBm • GTX = penguatan antena pemancar (dB) = 36,1291 dB • LTX = rugi-rugi pada pemancar/feeder loss (dB ) 7,1 Ghz = 0,255 dB 7,3 Ghz = 0,26 dB EIRP = PTX + GTX – LTX = 27 dBm + 36,1291 dB– 0,255 dB = 62,87 dBm Di Mundu dengan gain 36,3384 dB mempunyai nilai EIRP 63,08 dBm 3.2.5 Perhitungan RSL ( Receive Signal Level ) RSL (Receive Signal Level) adalah level sinyal yang diterima di penerima dan nilainya harus lebih besar dari sensitivitas perangkat
Dimana : EIRP
= Effective Isotropic Radiated Power (dBm) Lpropagasi = rugi-rugi gelombang saat berpropagasi / free space loss (dB) GRX = penguatan antena penerima (dB) LRX = rugi-rugi saluran penerima/ feeder loss (dB) ü RSL PTM Klayan Diketahui FSL 139,30 dB RSL = EIRP – Lpropagasi + GRX– LRX = 62,87 dBm – 139,29 dB + 36,1291 dB – 0,255 dB = - 40,54 dBm ü RSL PTM Mundu Diketahui FSL 139,49 dB RSL = EIRP – Lpropagasi + GRX– LRX = 63,08 dBm– 139,49 dB+ 36,3384 dB – 0,255 dB = - 40,32 dBm 3.2.6 Fading Margin Fading margin adalah level daya yang harus dicadangkan yang besarnya merupakan selisih antara daya rata-rata yang sampai di penerima dan level sensitivitas penerima. F = RSL - Rth Dimana : RSL = level daya terima (dBm atau dBW) Rth = level sensitivitas penerima (treshold) (dB) Diketahui level sensitivitas penerima pada antenna SAGEM Link ini adalah -80,5 dB. ü Fading margin Klayan F = RSL – Rth = - 40,54 dBm – (-80,5 dB) = 39,96 dB ü Fading margin dari Mundu F = RSL – Rth = - 40,32 dBm – (-80,5 dB) = 40,18 dB
3.2.7 Perbandingan RSL Perhitungan dan Pengamatan/Kenyataan Dilihat dari hasil perhitungan dan di lapangan terdapat perbedaan. Pada kenyataannya nilai RSL dapat dilihat pada gambar software SAGEM PILOT di bawah
Gambar 4 Tampilan software SAGEM PILOT
Perbedaaan tersebut dapat dilihat pada tabel dibawah. Tabel 1 Perbandingan nilai RSL perhitungan dan kenyataan.
Parameter RSL dari PTM Klayan RSL dari PTM Mundu
Perhitungan
Kenyataan
- 40,54 dBm
-54 dBm dan -57 dBm
- 40,32 dBm
-57 dBm dan -62 dBm
Adanya perbedaan yang cukup besar dari hasil perhitungan dan kenyataan disebabkan oleh pointing error, antena yang sudah bergeser karena terjangan angin sehingga akan berpengaruh besar pada daya terima. Selain itu adanya redaman gas di udara juga berpengaruh walaupun sangat kecil untuk frekuensi dibawah 10 GHz.
IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil pengamatan dan perhitungan yang telah dilakukan selama kerja praktek, dapat diambil kesimpulan antara lain : 1. RSL (Receive Signal Level) adalah level sinyal yang diterima di penerima dan nilainya harus lebih besar dari sensitivitas perangkat penerima (RSL ≥ Rth) 2. Beberapa faktor yang mempengaruhi besar nilai RSL antara lain Gain pemancar, rugi-rugi kabel, rugi-rugi medium rambat, faktor kelengkungan bumi, rugi-rugi kabel sisi penerima dan gain sisi penerima. 3. Dari pengukuran di dapat nilai RSL Klayan pada ODU 1(primer) -54 dBm dan d Mundu -57 dBm 4. Dari perhitungan didapat nilai RSL Klayan adalah - 40,54 dBm, sedangkan PTM Mundu adalah – 40,32 dBm 5. Adanya perbedaan yang cukup besar dari hasil perhitungan dan kenyataan disebabkan oleh pointing error, arah antenna yang sudah bergeser karena terjangan angin sehingga akan mengurangi daya terima. 4.2 Saran 1. Untuk meminimalkan keadaan broken pada sistem komunikasi radio PT PERTAMINA EP Region jawa, Link Klayan – Mundu perlu menaikan atau mengganti antena yang semula berdiameter 1,2 m menjadi 1,8 m guna mendapatkan nilai RSL yang stabil. 2. Perlu adanya pengecekan dan perbaikan berkala untuk memastikan bahwa pointing transmisi Radio Link masih tepat dan terarah.
DAFTAR PUSTAKA [1]Freeman,RogerL. 1998.Telecommunications Transmission Handbook Fourt Edition. Canada: A wileyinterscience publication [2]Rappaport, Teodore S.1996. Wireless Communications. New Jersey : Prentice Hall [3]http://opensource.telkomspeedy.com/wiki/in dex.php/Konsep_Dasar_Radio [4]http://opensource.telkomspeedy.com/wiki/in dex.php/WNDW:_Antena_dan_pola_ radiasi [5]http://www.sagem.com [6]http://www.pertaminaEP Region jawa.com [7] Sagem handbook tutorial
Biodata Penulis Hanief Tegar Pambudhi (L2F006092), Dilahirkan di Ungaran, 5 Oktober 1987. Menempuh pendidikan di TK Teladan, SDN I III VI Ungaran, SMP SEMESTA, SMA SEMESTA dan sekarang tercatat sebagai mahasiswa Teknik Elektro Universitas Diponegoro Angkatan 2006, konsentrasi Elektronika Telekomunikasi. Telah melaksanakan Kerja Praktek di Fungsi Data & TI PT. Pertamina EP Region Jawa, Cirebon.
Semarang, 7 April 2010 Mengetahui, Dosen Pembimbing
Achmad Hidayatno, S.T., M.T.
NIP. 196912211995121001
