1
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 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.
II. METODE PENELITIAN 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.
Kata Kunci—Perancangan, Mobile WiMAX, Sub-urban, Kediri.
I. PENDAHULUAN
T
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.
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
Jurnal Perancangan dan Analisis Desain Jaringan Mobile WiMax 802.16e di daerah Suburban (Studi Kasus di Kota Kediri), Agustus 2014
2 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.
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.
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
Gambar 2. Perencanaan Jaringan Mobile WiMax
III. HASIL DAN PEMBAHASAN 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
3
Tabel 2. Nilai Faktor Penetrasi Kota Kediri Kecamatan Kota Pesantren Mojoroto Jumlah
Jumlah Penduduk 166150 108593 212422
Jumlah Usia Produktif 116305 76016 148696
Faktor Penetrasi 0,215 0,190 0,241
Sumber : hasil perhitungan Pelanggan mobile WiMAX = user internet operator yang dipilih x FP Tabel 3. Jumlah Pelanggan WiMAX tahun 2016
Gambar 3. Peta Wilayah Kota Kediri
User
Faktor
Pelanggan
operator
Penetrasi
mobile WiMAX
Kota
7.604
0,215
1.633
Pesantren
4.970
0,190
945
Mojoroto
9.721
0,241
2.341
Kecamatan
Tabel 1. Jumlah Penduduk Kota Kediri Tahun 2008 - 2012 No
Kec.
2008
2009
Tahun 2010 2011
2012
166166 168314 162390 163255 169151 1 Kota 125235 126125 115078 111700 118415 2 Pesantren 169510 171300 184649 189032 198037 3 Mojoroto Sumber: Dinas Kependudukan dan Pencatatan Sipil Kota Kediri (DKKPS)
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.
Grafik 1. Jumlah Penduduk Kota Kediri Tahun 2008-2012
B. Peramalan Jumlah Pelanggan Persamaan umum metode trend linier : Gambar 3. Konfigurasi Jaringan WiMAX Y' = a+b.X Persamaan umum metode trend eksponensial :
Rumus perhitungan mendapatkan penduduk produktif : Jml. pend. usia produktif = 70% x jml. pend. total Persamaan untuk factor penetrasi : FP
usia
saluran terpasang Calon Pelanggan suspresseddemand bangunan
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 :
Jurnal Perancangan dan Analisis Desain Jaringan Mobile WiMax 802.16e di daerah Suburban (Studi Kasus di Kota Kediri), Agustus 2014
4
Tabel 4. Kebutuhan Kapasitas Kanal Operator A Tahun 2014 Trafik Total Kebutuhan Kecamatan (Erlang) Kanal Kota 9,79 15 Pesantren 5,67 10 Mojoroto 14,05 21 Jumlah 29, 51 46 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 Batas DayaTerima JenisModulasi 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
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:
Sumber: Peraturan Dirjen Pos dan Telekomunikasi, 2008
PL = Pt + Gt + Gr - Pr PL = 35 + 16 + 0 – (-73) PL = 124 dB
Tabel 5. Kebutuhan Bandwidth WiMAX di Kota Kediri Bandwidth total (MHz) No Kecamatan 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
H. Radius Maksimum BS Untuk radius BS yang terbentuk dari setiap Kecamatan dinyatakan dengan persamaan:
F. Bit Rate Berdasarkan WiMAX Forum 2006, mobile WiMAX (802.16e) menggunakan modulasi QPSK, 16-QAM, 64QAM. Dalam persamaan umum diperoleh:
Sehingga diperoleh data di setiap kecamatan yaitu:
jumlah pelanggan 10252 110,055 km 2 = 93 pelanggan/km2 d
No 1 2 3
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 Bit rate (Mbps) No Kecamatan Kanal A Kanal B 1 Kota 338 675 2 Pesantren 225 450 3 Mojoroto 473 945 Jumlah 1066 2070 Sumber: HasilPerhitungan
Tabel 8. Radius Base Station Pelanggan Radius BS Kecamatan mobile WiMAX (km) Kota 1.633 2,36 Pesantren 945 1,79 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
Lokasi BS
Kec.
Keterangan
1
Nama Shelter Shelter A
Kediri Mall
Kota
2
Shelter B
PDM
Mojoroto
3
Shelter C
Kilisuci
Pesantren
4
Shelter D
Pabrik GG
Kota
Shelter Kediri Mall Shelter Lirboyo Shelter Kilisuci Wijang Songko Menara GG
Sumber: Perencanaan
5 J. RekomendasiPerencanaan No 1 2 3 4
Parameter Pelanggan mobile WiMAX Kebutuhan trafik Kebutuhan kanal Bandwidth
5 6 7 8 9
Frekuensi Modulasi Bit rate Radius BS Jumlah BS
Nilai 10252 Pelanggan 61,52 Erlang 93 kanal 3,75 MHz untuk transmisi data dan 250 KHz sebagai guard band) 2,3 GHz 64 QAM 22,5 Mbps 3,03 km 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
Jurnal Perancangan dan Analisis Desain Jaringan Mobile WiMax 802.16e di daerah Suburban (Studi Kasus di Kota Kediri), Agustus 2014
