PERENCANAAN COVERAGE SISTEM GSM DAN UMTS TELKOMSEL WILAYAH DENPASAR SELATAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Rangka menyelesaikan Studi Strata Satu (S1) Pada jurusan Teknik Elektro
Disusun Oleh: FIRMAN GURUH WICAKSONO NIM. 0504405059
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2012
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Denpasar, Juli 2012
Firman Guruh Wicaksono
iii
ABSTRAK
Telekomunikasi pada sistem GSM (Global System for Mobile Telecommunication) dan UMTS (Universal mobile Telecommunication System) pada wilayah Denpasar Selatan masih sering mengalami suatu komunikasi yang tiba - tiba terputus akibat tidak adanya coverage yang mencakup pada suatu wilayah, hal ini karena tidak adanya BTS yang mengcover daerah tersebut atau yang disebut Blank Spot, maka perlu adanya perencanaan suatu BTS agar di wilayah tersebut memperoleh full coverage. Perencanaan ini menunjukan perlunya penambahan BTS atau Node B pada tiap – tiap area Blank Spot dengan ditunjukan dengan hasil perhitungan, pengukuran dan survey. Untuk proses perhitungan di dapat jarak rata – rata coverage sel untuk sistem GSM dengan rata - rata 2 km dan sistem UMTS dengan rata – rata 1 km, sehingga terlihat coverage sel yang menyeluruh atau tidaknya pada masing – masing BTS pada sistem GSM dan UMTS. Untuk proses pengukuran, dilakukan dengan melihat pada peta berdasarkan jarak rata – rata coverage sel tersebut dan luas wilayah Denpasar Selatan. Maka dapat dibuat suatu titik sebagai suatu perencanaan BTS atau Node B agar seluruh wilayah tercover keseluruhan, kemudian dilakukan survey dari titik perencanaan tersebut apakah sesuai untuk mendirikan suatu BTS atau Node B pada wilayah Denpasar Selatan. Perencanaan kapasitas layanan perlu ditambahkan untuk mengetahui berapa besar kapasitas informasi untuk tiap layanannya. Perencanaan kapasitas layanan dihasilkan berdasarkan data spesifikasi yang sudah ada dari data sebelumnya. Analisis hasil perhitungan, pengukuran dan survey diperoleh tambahan Node B UMTS sebanyak 20 Node B pada wilayah Denpasar Selatan khususnya, sedangkan untuk BTS GSM tidak perlu ada tambahan karena di wilayah Denpasar Selatan cakupan sel GSM sudah mencakup keseluruhan wilayahnya. Selain menggunakan perhitungan yang ada, hasil perencanaan juga mempertimbangkan kondisi geografis daerah Denpasar Selatan melalui pengukuran pada peta dan studi lapangan, dimana pada wilayah Denpasar Selatan rata - rata area perencanaan Node B baru berada pada daerah dengan kepadatan penduduk yang tinggi. Kata – kata kunci : GSM, UMTS, Blank Spot, Kapasitas layanan, Coverage sel, Denpasar Selatan
iv
ABSTRACT
The telecommunication on GSM (Global of System For Mobile Telecommunication) and UMTS (Universal of mobile Telecommunication System) system in South Denpasar area are often having a sudden interrupted communication caused by no coverage for the particular area. The in existence of BTS which cover that particular area known as blank spot caused uncovered particular area. Therefore the planning of BTS availability in certain area is necessary in order to provide the area with full coverage. The planning indicates the necessity of additional BTS or Node B on every blank spot area which is shown by the calculation, measurement, and survey. On the calculation, gained the average distance coverage for GSM is 2Km and the average for UMTS system is 1Km in order to evaluate the existence of fair coverage for every BTS on GSM and UMTS system. Map is used in calculation process by locating the average distance of coverage cell and area of south Denpasar. Then it comes out in one point for BTS or Node B planning in order to cover all the area to find out also the planning point whether it is appropriate or not to build a BTS or Node B in South Denpasar. It needs also the planning of increasement service capacity based on specification data from the previous data to find out how much is the capacity of information for each service The analysis of survey and calculation gained additional 20 Node B UMTS in South Denpasar while the additional GSM BTS is not necessary because the GSM coverage had covered all of the area. Other than using the existing calculation, the planning result also considering the geographic condition of south Denpasar area through the calculation on the map available and field research in which the average planning of new Node B located at the high density area of South Denpasar. Key words: GSM, UMTS, Blank Spot, Service Capacities, Coverage Cell, South Denpasar
v
KATA PENGANTAR
Puji dan puja syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa berkat rahmatNyalah penulis dapat menyelesaikan usulan laporan tugas akhir ini dengan judul : “PERENCANAAN COVERAGE SISTEM GSM DAN UMTS TELKOMSEL WILAYAH DENPASAR SELATAN”. Dalam penyusunan usulan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan serta bimbingan baik secara langsung maupun tidak langsung, baik secara moril maupun material dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Bapak Prof. Ir. Wayan Redana, M.A.Sc., Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2.
Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT selaku Ketua Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.
3.
Bapak I Gst Agung Komang Diafari Djuni H, ST., MT selaku Pembimbing Akademik.
4.
Bapak Ngurah Indra ER, ST., MSc sebagai pembimbing I, yang telah memberikan ide, konsep,
bimbingan dan banyak bantuan dalam
menyelesaikan usulan tugas akhir ini. 5.
Bapak Gede Sukadarmika, ST., MSc sebagai pembimbing II, yang telah memberikan ide, konsep, dan banyak bantuan dalam menyeleseikan tugas akhir ini.
6.
Almarhum Papa dan Mama serta ketiga kakak yang selalu memberikan dorongan disaat saya sudah merasa lelah untuk dapat menyelesaikan kuliah, serta keluarga besar yang telah banyak memberikan doa dan motivasinya selama ini.
7.
Semua pihak terutama Bayu Mahardika dan Gede Suastika serta saudara – saudara angkatan 2005 Teknik Elektro Universitas Udayana khususnya I Kadek Endra Dwi Wikrama, Valentino PKL, I Komang Dwipayana, I Made
vi
Sukrama, Dewa Nyoman Supoma, I Putu Gede Sudarmiyasa, I Wayan Adi Sukendra, I Gede Edi Yuliyasmitha, I Wayan Renatha dan I Made Budiana, atas motivasi yang kuat selama ini dan segala bantuan yang diberikan, baik secara material maupun spiritual, hingga usulan tugas akhir ini dapat diselesaikan.
Semoga Tuhan Yang Maha Esa, memberikan rahmatNya atas bimbingan, petunjuk, dan dorongan yang diberikan.
Penulis menyadari sepenuhnya laporan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu penulis mohon saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca. Tidak lupa juga penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya jika terjadi kesalahan baik yang disengaja maupun yang tidak disengaja dalam penyusunan usulan tugas akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga usulan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua.
Denpasar, Juli 2012
Penulis
vii
DAFTAR ISI
JUDUL .........................................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................
ii
PERNYATAAN ...........................................................................................
iii
ABSTRAK ...................................................................................................
iv
ABSTRACT .................................................................................................
v
KATA PENGANTAR .................................................................................
vi
DAFTAR ISI................................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xi
DAFTAR TABEL........................................................................................ xiii BAB I PENDAHULUAN ...........................................................................
1
1.1 Latar Belakang .......................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................
2
1.3 Tujuan ....................................................................................................
2
1.4 . Manfaat ..................................................................................................
2
1.5 Batasan Masalah ....................................................................................
3
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................
5
2.1 Teknologi Global System for Mobile Telecommunication (GSM) ........
5
2.1.1 Arsitektur Sistem GSM ......................................................................
6
2.1.2 Konsep Seluler GSM ..........................................................................
7
2.1.3 MS (Mobile station)………………………………………………….
8
2.1.4 BTS (Base Transceiver Statio .............................................................
9
2.1.5 Alokasi Spektrum pada GSM .............................................................
10
2.1.6 Akses Jamak (Multiple Acces) dan Struktur Kanal pada GSM ..........
10
2.1.7 Kapasitas Informasi pada Sistem GSM ...............................................
11
2.2 Teknologi Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) .......
13
2.2.1 Arsitektur UMTS .................................................................................
14
2.2.2 Alokasi Frekuensi pada UMTS ............................................................
15
viii
2.2.3 Spesifikasi WCDMA sebagai Generasi Seluler Ketiga 3 ....................
15
2.2.4 Kapasitas Informasi pada Sistem UMTS .............................................
18
2.2.5 Handover ..............................................................................................
22
2.2.6 Interoperabilitas antara GSM dan WCDMA .......................................
24
2.3 Sistem Dual Mode GSM - UMTS ..........................................................
25
2.3.1 Sistem Attribute atau Perlengkapan pada Jaringan Mode Ganda ........
26
2.3.2 Teknologi Akses ..................................................................................
26
2.3.3 Alokasi Frekuensi ................................................................................
26
2.3.4 Dual Mode pada Base Station ..............................................................
27
2.3.5 Controller .............................................................................................
27
2.3.6 Link Komunikasi .................................................................................
28
2.3.7 Backup Energy Sources .......................................................................
28
2.3.8 Pemasangan Antena .............................................................................
28
2.3.9 Penggabung RF ....................................................................................
28
2.3.10 Scanning Receiver ..............................................................................
28
2.3.11 Penanganan Permintaan Layanan Pada Sistem Dual Mode GSM – UMTS ...............................................................................................
29
2.4 Coverage Sel ...........................................................................................
30
2.4.1 Model Propagasi COST 231 ................................................................
30
2.4.2 Model Propagasi Okumura Hata ........................................................
31
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................
34
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................
34
3.2 Data .........................................................................................................
34
3.2.1 Sumber Data .........................................................................................
34
3.2.2 Jenis Data .............................................................................................
35
3.2.3 Teknik Pengumpulan Data ...................................................................
35
3.3 Metode Analisis ......................................................................................
36
3.4 Alur Analisis ...........................................................................................
38
3.5 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan..................................................................
39
ix
BAB IV PEMBAHASAN ..........................................................................
40
4.1 Lokasi BTS GSM dan UMTS pada Wilayah Denpasar Selatan Pada Kondisi Eksisting di Wilayah Denpasar Selatan............................................ 40 4.2 Menentukan Perhitungan Coverage Sel GSM dan UMTS Pada Kondisi Eksisting di Wilayah Denpasar Selatan............................................ 42 4.2.1 Perhitungan Coverage sel GSM menggunakan model propagasi Okumura Hata pada BTS wilayah Denpasar Selatan……………………… 43 4.2.2. Perhitungan Coverage sel UMTS menggunakan model propagasi COST 231 Hata pada BTS wilayah Denpasar Selatan…………………….. 47 4.3 Penentuan Coverage Sel GSM dan UMTS yang Belum Terjangkau ( Blank Spot ) Pada Wilayah Denpasar Selatan............................................. 52 4.3.1 Perencanaan Coverage Sel UMTS Untuk Wilayah Bagian 1............... 52 4.3.2 Perencanaan Coverage Sel UMTS Untuk Wilayah Bagian 2………... 56 4.3.3 Perencanaan Coverage Sel UMTS Untuk Wilayah Bagian 3………... 59 4.3.4 Perencanaan Coverage Sel UMTS Untuk Wilayah Bagian 4………... 62 4.4 Perhitungan Kapasitas yang Menyeluruh Tiap Layanan GSM dan UMTS pada Masing – Masing BTS Wilayah Denpasar Selatan…………... 66 4.4.1. Perhitungan Kapasitas yang Menyeluruh pada Layanan GSM Wilayah Denpasar Selatan…………………………………………………. 66 4.4.2. Perhitungan Kapasitas yang Menyeluruh pada Layanan UMTS Wilayah Denpasar Selatan…………………………………………. 71 BAB V PENUTUP.....................................................................................
80
5.1 Simpulan……………………………………………………………….. 80 5.2 Saran…………………………………………………………………… 81 DAFTAR PUSTAKA
x
DAFTAR GAMBAR
2.1 Arsitektur GSM .......................................................................................
6
2.2 BTS (Base Transceiver Station) .............................................................
9
2.3 Struktur dari bursts, TDMA frames, dan multiframes untuk suara dan data ..........................................................................................................
11
2.4 Hubungan Pengukuran Waktu Stuktur Frame Antara WCDMA dan GSM ........................................................................................................
24
2.5 BTS dual mode sistem ............................................................................
27
3.1 Alur Analisis ...........................................................................................
38
4.1 Lokasi Titik – Titik BTS Wilayah Denpasar Selatan………………….. 41 4.2 Lokasi Titik – Titik BTS dengan coverage sel GSM dan UMTS Wilayah Denpasar Selatan………………………………………………….. 52 4.3 Perencanaan coverage sel UMTS Bagian 1 Wilayah Denpasar Selatan.. 53 4.4 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 1………………………………. 53 4.5 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 2………………………………. 54 4.6 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 3………………………………. 54 4.7 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 4………………………………. 55 4.8 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 5………………………………. 55 4.9 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 6………………………………. 56 4.10 Perencanaan coverage sel UMTS Bagian 2 Wilayah Denpasar Selatan.. 56 4.11 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 7……………………………… 57 4.12 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 8……………………………… 57 4.13 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 9……………………………… 58 4.14 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 10……………………………. 58 4.15 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 11……………………………. 59 4.16 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 12……………………………. 59 4.17 Perencanaan coverage sel UMTS Bagian 3 Wilayah Denpasar Selatan.. 60 4.18 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 13……………………………. 60 4.19 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 14……………………………. 61
xi
4.20 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 15……………………………. 61 4.21 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 16……………………………. 62 4.22 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 17……………………………. 62 4.23 Perencanaan coverage sel UMTS Bagian 4 Wilayah Denpasar Selatan.. 63 4.24 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 18……………………………. 63 4.25 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 19……………………………. 64 4.26 Perencanaan coverage sel UMTS Titik 20……………………………. 64 4.27 Perencanaan full coverage sel UMTS Wilayah Denpasar Selatan……... 65
xii
DAFTAR TABEL
2.1 Spesifikasi sistem untuk jaringan GSM ..................................................
7
2.2 Jenis layanan GSM ..................................................................................
11
2.3 Parameter-parameter WCDMA ..............................................................
16
2.4 Bit Rate dan Mode Switch layanan UMTS ..............................................
20
2.5 Faktor Simetri/Asimetri Layanan UMTS................................................
20
3.1 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan…………………………………………..
39
4.1 Data Spesifikasi BTS pada Kondisi Existing ………………………
42
4.2 Data Spesifikasi BTS yang Di Pakai Dalam Perhitungan Coverage Sel GSM …………………………………………………………………… 45 4.3 Perhitungan Coverage GSM Untuk BTS – BTS pada Wilayah Denpasar Selatan …………………………………………….................. ..............
47
4.4 Perhitungan Coverage GSM Untuk Tiga BTS Tambahan pada Wilayah Denpasar Selatan …………………………………………….................
47
4.5 Data Spesifikasi BTS yang Di Pakai Dalam Perhitungan Coverage Sel UMTS ………………………………………………………………….. 49 4.6 Perhitungan Coverage UMTS untuk BTS – BTS pada Wilayah Denpasar Selatan ……………………………………………………….. ..............
51
4.7 Perhitungan Coverage UMTS untuk Tiga BTS Tambahan pada Wilayah Denpasar Selatan………………………………………... 51 4.8 Lokasi Perencanaan Node B pada Wilayah Denpasar Selatan..... ..........
65
4.9 Kapasitas Informasi Masing – Masing Layanan GSM pada Wilayah Denpasar Selatan ……………………………………………... .............
71
4.10 Kapasitas Informasi Masing – Masing Layanan UMTS Pada Wilayah Denpasar Selatan ……………………………………………. .............
78
4.11 Perencanaan Kapasitas Informasi Masing – Masing Layanan UMTS Pada Wilayah Denpasar Selatan(4 sektor)……………………………….. ...
78
4.12 Perencanaan Kapasitas Informasi Masing – Masing Layanan UMTS Pada Wilayah Denpasar Selatan(3 sektor)……………………………….. ...
xiii
78
