Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
PERANCANGAN JARINGAN TRANSMISI GELOMBANG MIKRO PADA LINK SITE MRANGGEN 2 DENGAN SITE PUCANG GADING
1,2
Said Attamimi1,Rachman2 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana, Jakarta, Indonesia Universitas Mercu Buana Jakarta Email:
[email protected]
Abstrak - Perencanaan link budget
Transmisi masih dapat bekerja dalam
merupakan salah satu bagian penting
range KPI pada saat Power Transmit
dari pemasangan jaringan transmisi
diturunkan ke 10 dBm up link Fade
microwave
margin diperoleh 41,481 dB.
ini.
Analisa
yang
saat
dilakukan secara menyeluruh dari
down link diperoleh nilai Fade
tahap awal penentuan lokasi, yaitu
margin 41,870 dB.
site Mranggen 2 dengan site Pucang
Keyword: microwave, link budget,
Gading,
Fade margin
Berdasarkan
hasil
pengamatan
terhadap path profil untuk lintasan transmisi untuk menghubungkan site Mranggen 2 dengan site Pucang Gading diperoleh daerah fresnel dalam keadaan bersih dari halangan. Sehingga untuk perencanaan jaringan dapat dilaksanakan dengan optimal. Desain
link
budget
akan
dilaksanakan dalam microwave radio link
point-to-point
dari
site
Mranggen 2 dengan site Pucang Gading hasil dengan jarak 2.76 km, Menggunakan microwave RTN950 Frekuensi 23 GHz dengan antenna A23S06HAC berdiameter 0,6 meter, dengan pemancar daya 20 dBm dan menerima tingkat sinyal -31,65 dBm, Vol.5 No.2 Mei 2014
PENDAHULUAN Perkembangan
teknologi
selular
terus mengalami perkembangan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Dorongan
bagi
berkembangnya
komunikasi bergerak terkait dengan faktor–faktor seperti adanya tuntutan dari segi kemudahan berkomunikasi dan kapasitas sistem, teknologi yang lebih murah, ukuran fisik sistem dan piranti yang lebih kecil dengan peningkatan kemampuan komuniasi sedapat kemampuan
mungkin
mendekati
komunikasi
yang
menggunakan transmisi kabel, yang berdimensi multimedia (suara, data, grafik, dan gambar).
76
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
Salah
satu
dari
ISSN : 2086‐9479
beberapa
2. Jalur transmisi komunikasi
jaringan komunikasi seluler GSM
microwave yang di analisa
diwilayah
tepatnya
adalah link antara site BTS
semarang ini, penggunaan transmisi
Mranggen 2 ke arah site BTS
microwave ini sangat tepat, hal ini
Pucang gading
indonesia
disebabkan oleh kondisi geografis
3. Analisis
terhadap
data
dan peta wilayahnya. Karena suatu
propagasi LOS dan kalkulasi
kebutuhan
meng-
link budget sebagai analisa
implementasi teknologi GSM, maka
untuk mendapatkan kualitas
diperlukan lagi penambahan link
sinyal transmisinya.
dalam
microwave antara BTS Mranggen 2 dengan BTS Pucang gading. Oleh karena itu perlu di persiapkan suatu data
sebelum
Signal Level (RSL) Fresnel Zone
link
Daerah Fresnel adalah tempat
Maka
kedudukan dimana titik-titik yang
disini diperlukan survey Line of Sight
mempunyai selisih jarak tetap, dari
(LOS) terlebih dahulu kemudian
dua buah lokasi yang tetap pula,
dilakukan analisa perencanaan link
yaitu kelipatan dari setengah panjang
budgetnya.
gelombang radio yang dioperasikan.
microwave
pemasangan
4. Menentukan Nilai Received
ini
dilakukan.
Daerah
Batasan Masalah
fresenel
ini
Untuk menghindari meluasnya
memegang peranan yang sangat
materi pembahasan Penelitian ini,
penting dalam pentransmisian energi
maka
gelombang mikro, dimana bentuk
peneliti
membatasi
permasalahan dalam Penelitian ini hanya mencakup hal-hal berikut : 1. Penetapan
pemakain
daerah fresenel ini berupa ellipsoid. Jari-jari daerah fresenel, pada titik sembarang antara dua titik
frekuensi 23 GHz. Hal ini di
pemancar
dasarkan oleh hasil survey
dimana:
yang
menunjukkan
jarak
antara kedua BTS tersebut sekitar 2760m serta perangkat yang digunakan.
Vol.5 No.2 Mei 2014
F ( m) F1 17,3
dan
titik
penerima,
.d1.d 2 D d1.d 2 m f .d
77
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
Dimana :
ISSN : 2086‐9479
Gain Antena
F =Diameter fresenel zone (m)
Gain antena adalah parameter
f = Frekuensi kerja (GHz) d1=Jarak
dari
pokok dalam teknik radio link. Gain
penghalang
kepemancar
penghalang
kepenerima
biasanya ditunjukkan dalam bentuk
terdekat (Km) d2=Jarak
dari
decibel ( dB ) dan merupakan
terdekat (Km)
penggambaran
D = Jarak total dari pemancar ke penerima
Secara teoritis, Gain antena (G)
TX antena(Km) Gain
RX antena Gain
Fresenel Zone
RX Cable Loss
Line of sight EIR P
IR L d 1
TX Pow er
d 2 RX Signal Level
Distance (D) Transmit ter
Receiver
Kalkulasi Link budget Path analisis (link budget) adalah
analisis
perhitungan
panjangnya suatu lintasan (link) yang dimaksud
disini
menetapkan operasi
adalah
untuk
parameter-parameter
yang
digunakan
seperti
misalnya power output pemancar, diameter
antena,noise
figure
penerimaan
dan
dapat
lain-lain.
menghubungkan (performance)
kinerja yang
diinginkan
dengan tingkatan sinyal penerima (Receive Signal Level / RSL.)
konsentrasi
ditunjukan oleh persamaan :
G (db) 10 log
TX Cable Loss
dari
4A
2
(d ) 10 log 4 10 log 2 10 log (10 log c 10 log f )
20 log f ( ghz ) 20 log d ( m) 17,8 Dimana : G
=
Gain antena (dB)
f
=
frekuensi ( GHz )
d
=
diameter antena ( m )
Effectif Isotropic radiated power (EIRP) EIRP
adalah
menghitung
penjumlahan dalam satuan decibel : output power pemancar (dalam dBm atau
dBW),
transmisi
redaman
dalam
dB
saluran (bernilai
negative karena merupakan redaman) dan Gain antenna dalam dB. Secara rumus tertulis sebagai berikut : EIRP(dBW) = Po + Gt – Lt……… (2.3) Dimana :
Vol.5 No.2 Mei 2014
78
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
Po = output power RF transmitter
juga dikatakan sebagai power yang
(dBw)
diukur pada sebuah isotropic antena
Gt = Gain antenna pemancar (dB)
penerima.
Lt = redaman saluran transmisi (dB)
Secara rumus dapat ditulis sebagai berikut:
Free space loss (FSL) FSL loss
yang
gelombang
IRL(dBW) = EIRP(dBW) – FSL(dB)
didefinisikan
sebagai
terjadi
sebuah
oleh
elektromagnetik
Receive Signal Level (RSL)
yang
RSL adalah power level yang
dipropagasikan dalam suatu garis
memasuki tingkatan pertama aktif
lurus melalui sebuah vacuum dengan
pada penerima :
tidak ada penyerapan atau refleksi
RSL(dBW) = IRL(dBW) + Gr(dB) –
energi dari objek terdekat. Ekspresi
Lt(dB)
untuk FSL diberikan sebagai berikut:
Dimana : Gtx = Gain antenna penerima (dB)
2
4fD 4D FSL c
2
Lt
=
Redaman saluran pada
penerima (dB)
dimana :
IRL = Kemampuan antena untuk
FSL
= free space loss (dB)
menerima sinyal (dBW)
D
= jarak (Km)
f
= frekuensi (GHz)
λ
= panjang gelombang (m)
c
= kecepatan cahaya (3 x 108
Fade Margin (FM) Pada perambatan gelombang radio akan terjadi pemantulan oleh permukaan bumi, sehingga pada
m/s)
penerima Dalam
decibel,
dapat
diyatakan
sebagai berikut : FSL(db) 10 log
akan
gelombang
IRL adalah batasan RF power level pada antena penerima. Dapat
Vol.5 No.2 Mei 2014
dua
berbeda
yaitu
yang
gelombang langsung dan gelombang
pantul yang 4D 4 20 log 20 log f 20 log D c c perambatan
Isotopic Receive Level (IRL)
menerima
jarak tempuh dan waktu yang berbeda sehingga
menimbulkan
level
diterima
berbeda
penerima.
Perbedaan
daya pada level
yang ujung daya
79
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
terima untuk daya pancar yang tetap
ISSN : 2086‐9479
-
Untuk Config 1+1 connector
inilah disebut fading margin
loss 0.5dB dan branching loss
FM(dB) = RSL(dBW) – Nth(dBW)
1.7 dB
Faktor
–
faktor
yang
Penentuan Lokasi
menyebabkan terjadinya fenomena
Peta
rute
dibuat
untuk
fading adalah pembiasan, pantulan,
melihat jalur yang akan digunakan
difraksi, hamburan dan redaman
untuk jaringan radio microwave dan
gelombang radio. Jenis umum yang
juga melihat kondisi geografisnya
terjadi pada frekuensi dibawah 10
secara umum. Lokasi yang akan
GHz adalah Multipath Fading, serta
dijadikan stasiun berjumlah 2 Site
sangat berpengaruh pada lintasan
dengan koordinatnya seperti terlihat
lebih dari 5 KM dan pada curah
pada
hujan lebih dari 50 mm/h (Sistem
Daftar Lokasi Site Site 1
Site 2
Nama Site
Mranggen 2
Puncang Gading
Longitude
110o 30’ 49.90” E
110o 29’ 27.60” E
Latitude
07o 02’ 51.07” S
07o 02’ 14.78” S
Elevasi
35
35
Komunikasi Mikrowave LOS, 2010, PT Aplikanusa Lintasarta)
Parameter Parameter Performasi dalam Perancangan Link budget
Penentuan Rute Radio Link
Performance
Tahapan kedua menentukan
Indicator) target pada perencanaan
rute dengan menghubungkan titik-
link budget Frekuensi kerja 23GHZ
titik yang sudah ditentukan, maka di
KPI Link budget Frekuensi 23 GHZ
dapat
Ttable
KPI
(Key
radio
menghubungkan
link
yang
Mranggen
2
–
Puncang . Tujuan yang lain adalah untuk
mendapatkan
data
seperti
jarak, azimuth, kontur dan titik tinggi obstacle di sepanjang lintasan. Daftar Radio Link
Acuan Link budget: -
Freq 23GHz---- Fade margin
ma Site
Mranggen 2
>40 dB/RSL 33-38dBm/Annual
Jarak (km)
2.76
Anvibility 99.996
Keterangan
LOS
Vol.5 No.2 Mei 2014
Puncang Gading
80
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
Flowchart Perencanaan Link
75
Fresnel Zone
70
budget Mulai
65
60
E lev ation (m)
55
Analisa Radio Link
Penentuan Lokasi
50
45
40
35
Penentuan Rute Radio Link
30
LOS
25
Tidak
20 0
Ya
Penentuan Konfigurasi Radio Link
Perhitungan Power Link budget
0.2
0.4
0.8
1.0
1.2 1.4 Path length (2.76 km)
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
Mar 15 13
Fresenel zone aman dari
halangan, artinya tinggi halangan
Selesai
berupa pohon dengan ketinggian 20 meter yang ada dijalur lintasan masih Analisa Profil Lintasan Transmisi Yang di Rencanakan Dengan analisa path profil berdasarkan peta map info, dapat diketahui kondisi wilayah tempat pengalihan
jaringan
microwave
link
direncanakan,
transmisi
yang
akan
yaitu
SITE
MRANGGEN 2 dihubungkan ke SITE
PUCANG
perencanaan
ini
GADING.
bisa
dilakukan
jauh berada dibawah daerah fresenel zone. Dimana antena site A pada ketinggian
35m
dari
permukaan
tanah dan antena site B pada ketinggian 35 m dari permukaan tanah.
Berikut
fresnel
zone,
perhitungan dapat
di
nilai
ketahui
dengan - Frekuensi kerja untuk : 23000 GHz - d1 ( jarak SITE PUCANG GADING ke obstacle )
: 1,38 Km
dengan dengan baik. Berdasarkan
- d2 ( jarak SITE MRANGGEN 2 obstacle):
data
1,38 Km
dilapangan
maka
dianalisis sebagai berikut :
dapat
- D (jarak lintasan didapat dari path profile): 2,76 Km
F 17,3
Vol.5 No.2 Mei 2014
2.6
Pucang Gading Latitude 07 02 14.78 S Longitude 110 29 27.60 E Azimuth 113.82° Elevation 25 m ASL Antenna CL 35.0 m AGL
Frequency (MHz) = 23000.0 K = 1.33 %F1 = 100.00
Daerah Analisa Radio Link
0.6
Mranggen 2 Latitude 07 02 51.07 S Longitude 110 30 49.90 E Azimuth 293.81° Elevation 32 m ASL Antenna CL 35.0 m AGL
(d 1 xd 2 ) f (Ghz ) xD( km)
81
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
F 17,3
ISSN : 2086‐9479
(1.38 x1.38)
28M_16QAM
( 23 x 2,76)
level pada BER 10-6 = - 79,50 dBm,
F = 17,3 x 0.173
= 2.99
receiver threshold
sedangkan daya output trasmitter = 20 dBm. bit rate 84 Mbps.
meter Clearance
=
2.99 meter
0,6 x F
Analisa link budget dari SITE
= 1.794 meter
Dengan perencanaan jaringan
= 0,6 x demikian
link
transmisi
budget
jalur
radio
dapat
MRANGGEN 2 menuju SITE PUCANG GADING (up link) Pada bagian ini akan dihitung perencanaan up link budget dari
dilakukan.
SITE MRANGGEN 2 menuju SITE Sistem Radio
PUCANG
Jaringan transmisi radio link yang
diameter antena 0.6 m.
direncanakan,
dengan
menggunakan
frekuensi 23 GHz dengan range
Perhitungan Gain Antena Untuk
frekuensi 21,200 – 23,600 GHz, antena
GADING
type
A23S06HAC.
frekuensi
operasi
22,022 GHz dan diameter antena 0,6
transmisi
meter. Maka diperoleh penguatan
Coaxial cable untuk mengirim data
antena sebagai berikut : Gain antena
berupa sinyal digital dari In door unit
pemancar
dan
(IDU) ke out door unit (ODU) atau
dihitung
dengan
sebaliknya. juga berfungsi sebagai
persamaan
saluran daya DC untuk memberi catu
G
daya pada ODU. Jadi semua proses
17,8
Menggunakan
media
dapat
menggunakan
= 20 log (f) + 20 log (d) + = 26,857 + (- 4,436) + 17,8
radio berada didalam ODU. Radio link Frekuensi terdiri dari beberapa
penerima
G
= 40,221 dB
jenis menurut frekuensinya yaitu 7,13,15,18,23,26
sampai
38GHz,
mempunyai kapasitas transmisi 4 x 2 Mbps sampai dengan 63 x 2 Mbit/s. Dengan kapasitas transmisi 16 x 2 Mbit/s,
menggunakan
Vol.5 No.2 Mei 2014
modulasi
Effective Isotropic Radiated Power ( EIRP )
EIRP adalah daya pancar sebuah sistem transmisi yang telah mengalami redaman pada konektor
82
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
serta kabel penghubung kemudian
= 128,075dB
dikuatkan oleh penguat antenna. Transmitter output range (Ptx) :
20
Isotropic Receive Level (IRL) IRL adalah level daya penerimaan
dBm Antena ( parabolic diameter) Range Frequency
: 0,6 m
: 21,2 – 23,6
GHz
antena di SITE PUCANG GADING adalah sebagai berikut : EIRP : 60,221 dBm
Loss feeder tx
:
Frekuensi Kerja
diabaikan = 0
: 22,022 GHz
Maka nilai EIRP dapat dihitung dengan
menggunakan
: 128.075 dB
IRL
= EIRP – FSL = 60,221dBm – 128,075 dB
persamaan
(2.3) : EIRP
FSL
= PTx (dBm) + GTx (dB) –
LfTx (dB) = 20 dBm + 40,221 dB – 0
= - 67,854 dBm Jadi penerimaan daya oleh antena penerima sebesar -67,854 dBm. Receive Signal Level (RSL) Besar daya yang diterima
= 60,221 dBm Jadi besar daya yang dipancarkan oleh sistem Pemancar adalah 60,221 dBm.
pada receiver di SITE PUCANG GADING adalah Gain antena Rx Loss feeder IRL
Free Space Loss (FSL) FSL adalah redaman yang terjadi
diudara
bebas,
besarnya
sendiri tergantung pada besarnya frekuensi
yang
digunakan
dan
panjangnya lintasan, untuk jarak 2.76 Km dan frekuensi 22,022 GHz, maka redaman pada ruang bebas diperoleh dengan persamaan FSL (dB) = 32,4 + 20 log f log D(km)
(MHz)
+ 20
= 32,4 + 20 log (22022)
+ 20 log (2.76)
Vol.5 No.2 Mei 2014
: 40,224 dB : diabaikan =0 :
-67.854
dBm Maka nilai RSL dapat dihitung dengan menggunakan persamaan RSL
= IRL + GRX – Lt = - 67,854 dBm + 40,224 - 0 = -27,63 dBm
Fade Margin ( FM ) Fade margin dihitung dengan mempertimbangkan
receiver
threshold pada suatu bit-error rate
83
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
(BER) margin
yang
dikehendaki,
merupakan
selisih
ISSN : 2086‐9479
Fade
dengan
Link
budget
daya
direncanakan di awal, dimana site
penerimaan terhadap treshold, untuk
Mranggen 2 sebagai
daya penerimaan (RSL) = -27,63
berikut :
dBm dengan treshold (-79,50 dBm) maka
dapat
dihitung
dengan
persamaan (2.8) : FM
yang
sudah
TX low sebagai
Table Parameter Site Mranggen 2 to Pucang Gading No
Parameter
Keterangan
= RSL – Nth
1
Channel
28 MHZ
= -27,63 dBm – (-79,5 dBm)
2
Jenis Modulation
16 QAM
= 51,87 dB
3
Frekuensi Kerja
22022 MHZ
4
Power Transmit
18 dBm
5
Equipment Type
SDH
Hasil Analisis Link budget Setelah menggunakan persamaan
dihitung
dengan
persamaan
pada
Bab
II,
– hasil
perhitungan sebagai berikut : Hasil perhitungan Link budget
Gambar
Link
Configuration
Site
Mranggen 2 ke Site Pucang gading Didapatkan RSL (actual RX Power) 34,3 dBm, masih masuk dalam range yang diharapkan sekitar ± 3dBm
Hasil Pengukuran Link budget dari Hasil Pengukuran Link budget dari
Site Pucang Gading menuju Site
Site Mranggen 2 menuju Site
Mranggen 2
Pucang Gading Dari
hasil
Untuk Hasil pengukuran di pengukuran
di
lapangan Site Pucang Gading to Site
lapangan Site Mranggen 2 to Pucang
Mranggen 2 dengan memasukkan
Gading dengan memasukkan data sesuai Vol.5 No.2 Mei 2014
84
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
data sesuai dengan Link budget yang
ISSN : 2086‐9479
2. ---------.”Transmission
sudah direncanakan di awal, dimana
Network
site Mranggen 2 sebagai TX High
COOK BOOK V1,1”. 2012.
sebagai berikut :
PT. HCPT.
Table Parameter Site Pucang Gading to Site Mranggen 2 No
Planning
TNP
3. --------- .”OPTIX RTN 950 V100R001C02
Parameter
Keterangan
1
Channel
28 MHZ
2
Jenis
16 QAM
3
Frekuensi
4
Power
5
Equipment
23030 MHZ 18 dBm SDH
Product
Documentation”. 2010. PT HUAWEI TECH. 4. Imam Santoso, Ajub Ajulian, Zahra
Al
Anwar.
2008.
“Perancangan
Jalur
Gelombang Mikro 13 Ghz Titik Ke Titik Area Prawoto– Undaan Kudus”. Semarang: Teknik Elektro UNDIP. 5. Sabilah
Rusdy,
2009.
“Analisa Perencanaan Budget
Pada
Link
Jaringan
Transmisi Gelombang Mikro Pada
Link Configuration Site Pucang gading
BTS BKKBN_Halim
Dengan
BTS
Trikora“.
Jakarta
:Teknik
Elektro
Universitas Suryadarma.
ke Site Mranggen 2
6. ---------.Sistem
Komunikasi
Didapatkan RSL (actual RX Power) -
Mikrowave LOS, 2010, PT
37,9 dBm, Tidak masuk dalam range
Aplikanusa Lintasarta
yang diharapkan sekitar ± 3dBm
7. Roger L.Freeman,”Telecommunicat
DAFTAR PUSTAKA 1. ---------.
“MW
ion Network
Planning Using Pathloss 4.0”.
Handbook” ,
Transmission 1998,
Wiley
Int.Science
2008 . PT. HUAWEI TECH.
Vol.5 No.2 Mei 2014
85
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
8. Gunnar Heine. 1998 “GSM Networks:
Protocols,
Terminology,
and
Implementation”, London 9. Simanjuntak,
Tiur,
Dasar-
dasar Telekomunikasi , 1993 , ALUMNI Bandung 10. Rifki hartikas,ummi azizah s (2014)
“Sistem
Telekomunikasi Menggunakan
Gelombang
Mikro”,
Jurnal
Teknik
Elektro
,Politeknik
Negeri
Malang Juni 2014 11. Sugeng Purbawanto (2011) “Pengaruh Sistem
Fading
Pada
Komunikasi
Gelombang Mikro Tetap Dan Bergerak”
Jurnal
Teknik
Elektro Vol. 3 No.1 33 Januari - Juni 2011
Vol.5 No.2 Mei 2014
86
