analisis drop call pada jaringan telekomunikasi artikel ilmiah

Analisis Drop Call Pada Jaringan Telekomunikasi Berbasis Teknologi CDMA 2000

(Studi Kasus : Jaringan TELKOMFLEXI di Kabupaten Banggai)

Artikel Ilmiah

Peneliti:

Tesar Kurniawan yuwono (672013721)

Dian W. Chandra, S.Kom., M.Cs.

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

2014

Pernyataan

Artikel Ilmiah berikut ini :

Judul : Analisis Trafik dan Performa Jaringan Telekomunikasi Berbasis Teknologi CDMA 2000 (Studi Kasus : Jaringan TELKOMFLEXI di Kabupaten Banggai)

Pembimbing : Dian Widiyanto Chandra. S.Kom., M.Cs.

adalah benar hasil karya saya :

Nama : Tesar Kurniawan Yuwono NIM : 672013721

Saya menyatakan tidak mengambil sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang lain kecuali sebagaimana yang tertulis pada daftar pustaka. Pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya sesuai dengan ketentuan yang berlaku dalam penulisan artikel ilmiah.

Salatiga, 1 September 2014

Tesar Kurniawan Yuwono

Analisis Drop Call Pada Jaringan Telekomunikasi Berbasis Teknologi CDMA 2000

(Studi Kasus : Jaringan TELKOMFLEXI di Kabupaten Banggai) 1)Tesar Kurniawan Yuwono, 2)Dian W. Chandra

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia

Email: 1)[email protected], 2) [email protected]

Abstract

CDMA is one of the communication technology that claimed to provide stability in communication process, better than other technologies. But in fact, this technology that run by TelkomFlexi in Banggai district, is not like that. Frequently drop call events that occurs is the biggest problem. One of the important efforts that made to resolve, is to perform a traffic analysis process by using the association and the comparative method, to see the relationship between the existing parameters and the drop call. The result of this research is, it is known that the causes of the drop call is a cell breathing events, no power control mechanism, and no neighboring cells. Keyword: CDMA, Drop Call, TelkomFlexi, Cell Breathing, Power control

Abstrak

CDMA merupakan teknologi komunikasi seluler yang diklaim mampu memberikan kestabilan proses komunikasi yang lebih baik dari teknologi lainnya. Namun, teknologi CDMA yang dijalankan oleh TelkomFlexi di kabupaten Banggai, tidak begitu. Sering terjadinya gagal komunikasi (drop call) menjadi masalah terbesar. Upaya yang dilakukan untuk menyelesaikan masalah ini adalah melakukan proses analisis trafik dengan metode asosiasi dan komparatif, untuk melihat hubungan antara parameter yang ada, terhadap drop call yang terjadi. Dari hasil penelitian yang dilakukan, diketahui bahwa penyebab dari drop call adalah peristiwa cell breathing, tidak adanya mekanisme power kontrol, dan tidak adanya sel tetangga pada BTS yang diteliti. Kata Kunci: CDMA, Drop Call, TelkomFlexi, Cell Breathing, Power kontrol 1) Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana 2) Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana

1

1. Pendahuluan Dunia mengenal dua teknologi seluler digital, yaitu; Global System for Mobile Communication (GSM) dan Code Division Multiple Access (CDMA). Dari jumlah penggunanya, GSM lebih unggul jika dibandingkan dengan CDMA. Hal ini dikarenakan GSM digunakan lebih awal dan dengan menerapkan standar terbuka yang dapat dikembangkan siapa saja. Sedangkan CDMA, baru dikembangkan belakangan dan meledak ketika versi CDMA 2000 1x dikembangkan. [1] Teknologi CDMA awalnya digunakan oleh militer Amerika Serikat karena memiliki sistem pengkodean yang unik sehingga aman dari crosstalk atau interferensi, dan juga karena memiliki kapasitas spektrum yang besar sehingga mampu melayani pengguna lebih banyak dari sistem seluler lainnya. Namun seiring dengan ditetapkannya CDMA sebagai standar internasional, maka dimulailah penggunaan CDMA secara luas di berbagai Negara, termasuk di Indonesia. Seiring dengan kebutuhan dan jumlah pengguna yang terus meningkat akan sistem seluler, sistem CDMA yang relatif lebih baru dibandingkan GSM, dianggap mampu memecahkan masalah penggunaan frekuensi dan kebutuhan akan kapasitas sistem yang bisa menyediakan kualitas komunikasi yang lebih baik. Dikarenakan kapasitas spektrumnya yang lebih besar. Namun dalam penerapannya, teknologi ini pun memiliki keterbatasan. Seperti yang terjadi di kabupaten banggai dimana sistem seluler berbasis CDMA dengan nama Telkom Flexi memiliki tingkat keluhan pelanggan yang tinggi dikarenakan terjadinya putus komunikasi (drop call) dan rendahnya kualitas sinyal penerima. Oleh karena itu, perlu dilakukan suatu proses analisis untuk mengetahui penyebab terjadinya drop call yang mengakibatkan buruknya kemampuan jaringan, sehingga nantinya bisa dilakukan perbaikan. 2. Tinjauan Pustaka Penelitian ini dilakukan dengan mengacu pada penelitian terdahulu yang berjudul “Analisis Trafik Pada Sistem Telekomunikasi berbasis CDMA 2000 1x di Wilayah Semarang Kota” yang menggunakan metode analisis asosiatif pada persamaan regresi untuk mengetahui seberapa besar pengaruh dari tiap parameter terhadap terjadinya block call dan drop call di kota Semarang. Dengan menerapkan hal tersebut, diharapkan mampu memberikan solusi yang lebih baik dalam meningkatkan kualitas sistem seluler CDMA di kota Semarang yang awalnya sering terjadi peristiwa block call dan drop call. [2] CDMA (code division multiple access) adalah teknologi akses jamak berdasarkan teknik komunikasi spektrum tersebar, pada frekuensi dan waktu yang sama, digunakan kode – kode yang unik untuk mengindentifikasi masing – masing pengguna. Pada teknologi CDMA-2000 1x, sinyal informasi pada transmitter di-coding dan disebar dengan bandwidth sebesar 1.25 MHz (spread spectrum), sama dengan bandwidth yang digunakan pada CDMAone (IS–95). Lalu pada sisi repeater dilakukan decoding sehingga didapatkan sinyal informasi yang dibutuhkan. Setiap pengguna diberikan kode yang menyebar bandwidth sinyalnya dalam suatu cara, sehingga hanya kode yang sama saja yang dapat me-recover

2

sinyal pada receiver. Sinyal yang kodenya tidak cocok, tidak akan di recover dan sebagai hasilnya hanya menjadi noise interferensi. Keunggulan teknologi CDMA dibandingkan dengan GSM, antara lain; teknologi CDMA sulit digandakan karena setiap pengguna diberikan kode yang unik secara acak. Daya pancarnya yang sangat rendah (1/100 GSM) memungkinkan handphone CDMA irit dalam mengkonsumsi baterai, sehingga dapat beroperasi lebih lama untuk bicara maupun stand by. Kapasitas pelanggan per BTS CDMA dapat mencapai 10 kali GSM dikarenakan penggunaan frekuensi yang lebih irit. Ciri khas CDMA pada komunikasi seluler; penggunaan frekuensi yang sama pada tiap sel, power kontrol yang digunakan untuk mengatur besar daya yang digunakan penerima untuk mentransmisikan informasi ke BTS, dan Cell Breathing.[3] Telkom Flexi merupakan salah satu produk telepon fixed wireless yang dikeluarkan oleh PT Telekomunikasi Indonesia, Tbk. Produk ini lebih dikenal dengan nama "Flexi" . Pada mulanya, proses operasionalnya dikelola melalui salah satu Divisi di Telkom, yaitu Divisi Fixed Wireless Network (DIV FWN). Akan tetapi setelah dilakukan transformasi di PT Telekomunikasi Indonesia, per tanggal 1 Juli 2009, operasional dari Flexi ini dikelola oleh Divisi Telkom Flexi (DTF). Saat ini, Flexi sudah menggunakan jaringan CDMA frekuensi 800 MHz (CDMA 800) untuk seluruh wilayah di Indonesia. Sebelumnya untuk wilayah Jakarta & Jawa Barat yang menggunakan frekuensi 1900 MHz (CDMA 1900) sudah dimigrasi ke 800 MHZ sejak tanggal 31 Juli 2007. Sejalan dengan pengaturan ulang frekuensi di Indonesia, frekuensi 1900 MHz sudah digunakan sebagai frekuensi operator jaringan generasi ke-3 dan 3,5. Flexi menggunakan Teknologi CDMA 1x dan CDMA 1xEV-DO Rev. A. Flexi sendiri berlisensi Fixed Wireless Access atau Telepon Tetap Nirkabel. Sampai saat ini, Flexi masih menjadi operator terbesar dalam layanan FWA di Indonesia, dikarenakan jaringannya yang sangat luas. Call setup adalah proses pembangunan hubungan antara mobile station (MS) atau penerima, dengan BTS yang nantinya oleh MS akan digunakan untuk menerima dan melakukan panggilan. Dalam proses call setup seperti yang terlihat pada Gambar 1, MS dan BTS akan saling mengirim pesan melalui kanal tertentu. Pesan ini sendiri merupakan kumpulan dari beberapa field binary data yang memiliki panjang tertentu.

Gambar 1 Call Setup

3

BTS mengirimkan sinyal ke BSC, dan RAN otentikasi terjadi. Kemudian sinyal akan melakukan perjalanan ke packet-switched core network (jaringan inti data) atau ke circuit-switched core network (jaringan inti telpon/sms). Dalam sebuah circuit-switched core network, Mobile Switching Centre (MSC) akan menggunakan operasi radio-telekomunikasi antar sistem selular (yang sebelumnya dikenal sebagai IS-41) untuk mengirim panggilan ke Home Location Register (HLR) dan ke Authentication Centre (AC). Kemudian AC akan berbagi kunci 64-bit yang unik dengan perangkat Mobile Station (MS) dan menggunakan kunci ini untuk menghasilkan data rahasia bersama (Shared Secret Data /SSD), kode yang nantinya digunakan untuk otentikasi perangkat MS. Setelah perangkat MS dikonfirmasi, MSC mengarahkan panggilan melalui jaringan selular untuk menyelesaikan panggilan.Dalam sebuah Packet-Switched core network, data "dibungkus" dalam urutan tertentu dan akan "dibongkar kembali" dalam urutan terbalik oleh penerima. PSDN (Packet Data Service Node) memfasilitasi proses “pembungkusan”data ini. Data biasanya melalui jaringan IP pribadi dulu, baru kemudian ke jaringan internet yang lebih besar. [4] Parameter – parameter yang digunakan untuk mengetahui penyebab terjadinya kegagalan dalam proses call setup : (1) Block Call : Panggilan yang tidak terhubung karena tidak adanya kanal yang tersedia (Occupancy). (2) Drop Call : Probabilitas koneksi terputus saat terjadi panggilan dalam suatu kurun waktu selama periode panggilan pada mobile station yang ada dalam jaringan.

�� =��ℎ ��

��ℎ �� ℎ�� 100% … … … . . … . ��(1)

Dalam penerapannya, hasil perhitungan dari drop call diupayakan agar kurang dari 2%. Karena 2% merupakan persentase kualitas drop call dalam jaringan kabel. Semakin kecil persentase drop call di jaringan mobile, semakin mendekati kemampuan telepon kabel. (3) Call Attempt:Jumlah total panggilan yang datang per satuan waktu. (4) Call Success : Panggilan yang berhasil masuk sampai pada nada panggil.

�� =�� − ��

�� 100% … … … . . ��(2)

(5) Call Completion : Probabilitas jumlah panggilan yang berhasil tersambung, dan bisa menyelesaikan percakapan dengan normal.

�� =�� − ��

�� 100% … … . . ��(3)

(6) Link budget, Path-Loss maksimum, propagasi loss dan coverage area Link Budget : Perhitungan link budget dari perangkat sistem CDMA 2000 1X ini diperlukan sebagai acuan dalam pengimplementasian BTS, agar hasil perencanaan tidak melebihi kemampuan perangkat BTS dan MS. [5] Link budget pada CDMA dibagi menjadi dua bagian, yaitu link reverse (dari MS ke BTS) dan link forward (dari BTS ke MS). Data teknis reverse link dan forward link dari perangkat diperlukan untuk mencari rugi lintasan (path-loss) maksimum. Path-loss maksimum : Dengan melihat data teknis link budget perangkat, dapat diketahui besaran path-loss maksimum yang diijinkan dengan menggunakan rumus :

4

Arah reverse : �� = �� – �� +

�� – �� – �� + �� ℎ�� – �� … . ��(4)

Dimana : �� = �ℎ�� + �� + �� + ��

�� ℎ�� + �� … … … … … … . … … … . . … ��(5)

Arah forward : �� = �� – �� +

�� – �� – �� + �� ℎ�� – �� . … ��(6) Dimana: �� = �� +

�� + �� … … … … … … … … … … . … . ��(7)

Dalam menentukan total EIRP, arah forward dan reverse menggunakan rumus: �� = �� + �� – �� … … … … … … … … … … . . ��(8) Dimana : EIRP (equivalent isotropically radiated power), adalah energi efektif yang didapat dari antena pengirim untuk menghasilkan tenaga (powerout) yang maksimum untuk memancarkan daya ke segala arah. Daya pancar maksimum, adalah daya pancar maksimum antena pengirim (transmitter) berdasarkan tenaga (powerout) yang dikeluarkan. Dihitung dengan rumus :

�� = 10 log ��

��… … … . … … … … … … … … … … … ��(9)

Gain antenna serta rugi kabel dan konektor dapat dilihat dari data teknis link budget tiap perangkat.

Propagasi loss : Model propagasi biasanya memprediksikan rata-rata kuat sinyal yang diterima oleh stasiun penerima, pada jarak tertentu dari BTS ke stasiun penerima. Disamping itu model propagasi juga berguna untuk memperkirakan daerah cakupan sebuah BTS sehingga ukuran sel dari BTS dapat ditentukan. Model propagasi juga dapat menentukan daya maksimum yang dapat dipancarkan untuk menghasilkan kualitas pelayanan yang sama pada frekuensi yang berbeda. Perkiraan rugi lintasan propagasi yang dilalui oleh gelombang yang terpancar juga dapat dihitung. [6] Dalam penelitian ini digunakan model propagasi Okumura-Hata dengan rumus rumus redaman propagasi pada daerah urban datar adalah :

�� = �� + �� log � − 13,82��ℎ� − �(ℎ�) + (44,9 − 6,55��ℎ�) log � Dan redaman propagasi pada daerah rural dan suburban adalah : �� = �� log � − 13,82��ℎ� − �(ℎ�) + (44,9 − 6,55��ℎ�) log � − ��

….persamaan(10) dimana :

(MHZ) 1500 f 400untuk 55,69 1 C

(MHZ) 2000 f 1500untuk 30,46

5

(MHZ) 1500 f 400untuk 16,26 2 C

(MHZ) 2000 f 1500untuk 90,33 redaman total propagasi sinyalpL frekuensi operasif

tinggi efektif antena BTSbh tinggi antena MSmh

jarak antara MS dan BTSR

Faktor koreksi tinggi antena MS dinyatakan sebagai berikut : Untuk wilayah kota kecil : �(ℎ�) = (1,1�� − 0,7)ℎ� − (1,56�� − 0,9) … … … . . . ��(11) Untuk wilayah kota besar : �(ℎ�) = 3,2(��11,75ℎ�)� − 4,97 … … … … … … … … . . . . ��(12) Jika perambatan sinyal terjadi didaerah sub urban atau rural, maka perlu dilakukan koreksi. Berdasarkan pendekatan matematis pada daerah suburban diperoleh perbaikan sebesar :

��(��) = 2 �log (�

28� )�

�

+ 5,4 … … … … … … … … … … … … ��(13)

Pada daerah rural diperoleh perbaikan sebesar : ��(��) = 4,78(��)� − 18,33�� + 40,94 . . … … … … … ��(14)

Luas maksimum suatu sel berbentuk hexagonal, dapat ditentukan dengan rumus

berikut : �� = �

� � √3� �� … … … … … … … … … … … . . ��(15)

Dimana : �� = luas suatu sel berbentuk hexagonal � = jarak maksimum antara BTS dan MS Kualitas komunikasi dalam sistem CDMA dihitung dengan rumus :

�� ⁄ = �

��

�

�

��

�… … … … … … … … … … … … … … . … … . . ��(16)

Dimana : � = jumlah user � = bandwidth sebesar 1228.8Hz untuk IS-95 � = bitrate sebesar 14.4kbps ��= faktor gain sektorisasi antenna untuk antenna 3 sektor sebesar 2.4 ��= pola pengiriman sinyal. Bila tidak ada pembicaraan, data dikirimkan dengan laju lambat. Sedangkan jika ada pembicaraan, akan dikirimkan dengan kecepatan penuh. (untuk IS-95, sebesar 2.5). � =frequency reuse factor (interferensi dari sel tetangga), dengan rumus :

� = �

(��) (dimana � adalah faktor pembebanan yang besarnya antara 0 - 100%.

Karena BTS luwuk dan Toili adalah sel tunggal, maka nilai F adalah 1) Power kontrol sangat dibutuhkan dalam sistem CDMA agar seorang pengguna tidak memancarkan daya yang tinggi sehingga menyebabkan melemahnya daya pengguna lain karena penggunaan frekuensi yang sama pada waktu yang bersamaan. Dalam CDMA ada dua teknik power kontrol, yaitu; closed loop power control dan open loop power control. pada sistem BTS CDMA, kedua mekanisme

6

ini digunakan secara berurutan. Pertama yang digunakan adalah open loop power control. Open loop power control menggunakan pengukuran daya yang diterima oleh MS melalui link forward untuk mengendalikan daya pancar MS pada link reverse. BTS mengirimkan daya pancar secara broadcast dengan menggunakan CPICH (Common pilot channel), kemudian MS menggunakan informasi tersebut untuk mengukur perkiraan daya pancar reverse berdasarkan daya pancar yang diterima, sehingga diperoleh kesamaan antara level daya kirim dan terima. Open loop power control hanya mampu memberikan perkiraan kasar dari daya ideal yang seharusnya digunakan. Oleh karena itu, teknik ini hanya digunakan ketika melakukan initial akses pertama kali ketika dari MS ke BTS (jaringan). Setelah MS terdaftar pada jaringan, baru mekanisme Closed loop power control berjalan. Mekanisme Closed loop power control menggunakan perkiraan daya yang diterima BTS untuk mengirimkan perintah ke MS untuk mengubah daya pancarnya. BTS mengukur nilai SIR (Signal-to-interference ratio) yang diterima dan membandingkannya dengan nilai SIR ideal atau yang diinginkan. Kemudian BTS memerintahkan MS untuk menurunkan daya pancar apabila nilai SIR terlalu tinggi atau meninggikan daya pancar jika nilai SIR terlalu rendah.

Interferensi Near-Far Effect, terjadi karena adanya perbedaan jarak ke BTS antara user yang satu dengan yang lain. Sinyal yang diterima oleh BTS dari user yang lebih dekat, lebih kuat daripada sinyal yang diterima dari user yang lebih jauh. Karena frekuensi yang sama digunakan pada saat yang bersamaan, maka sinyal yang lebih kuat itu akan menutup sinyal yang lemah Cell breathing. Merupakan suatu peristiwa mengembang dan menciutnya cakupan area sel berdasarkan reverse link ketika terjadi perubahan tingkat interferensi di dalam sel. Perubahan yang terjadi membuat BTS melalui mekanisme power kontrol berusaha mengupayakan agar tiap MS memperoleh

kualitas komunikasi (�� ) yang sama di dalam sel. Ketika jumlah pengguna

frekuensi pada saat yang bersamaan meningkat, maka tingkat gangguan (noise) pun meningkat. Dengan meningkatkan daya pancar MS melalui mekanisme power kontrol, maka MS yang berada agak jauh dari BTS tentunya akan terputus karena tidak mampu mengatasi interferensi noise yang terjadi dikarenakan kehabisan daya pancar (sudah maksimum). Akibatnya, secara sistem dapat dilihat sebagai menciutnya cakupan cell. Bila jumlah MS menurun, jumlah noise yang ditimbulkan akan ikut turun. Karena noise berkurang, MS yang berada agak jauh dari BTS dapat memperoleh sambungan kembali dengan BTS karena daya pancarnya mampu mengatasi interferensi noise yang terjadi sehingga seolah-olah ukuran cell menjadi mengembang.

3. Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan data sampel Telkom Flexi kab. Banggai selama tahun 2011. Proses analisis data dalam penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap. yang pertama dilakukan dengan membaca data-data, tabel-tabel atau angka-angka yang diperoleh dari laporan bulanan drop call. Yang kedua, menganalisis seberapa besar pengaruh jumlah panggilan (call attempt), daya pancar, dan radius sel

7

terhadap tingkat Drop Call. Pengaruh ini dianalisis dengan menggunakan metode analisis komparatif dan asosiatif, dengan tahapan seperti pada Gambar 2.

Gambar 2 Tahapan Penelitian

4. Hasil Penelitian dan Pembahasan Proses penganalisaan data penelitian ini, dibuat dengan berdasarkan pada batasan – batasan yang sudah ditetapkan oleh PT. Telkom. Dengan ketentuan antara lain ; (1) Frekuensi tiap BTS melalui tiga channel. yaitu ; Channel 37, Channel 78, dan Channel 119. Dengan izin frekuensi yang didapat oleh TelkomFlexi dengan tiga carrier adalah sebagai berikut:

Tabel 1 Frekuensi yang digunakan

TX RX

873.5700 Mhz 828.5700 Mhz 872.3400 Mhz 827.3400 Mhz

871.1100 Mhz 826.1100 Mhz

(2) Power Max tiap BTS adalah 60000 mw/sector. yang jika diubah ke dalam dBm, dengan menggunakan persamaan(9), menjadi 47,78 dBm. (3) Tinggi BTS :

8

BTS TOILI_STO = 49 meter, BTS LUWUK_STO = 87 meter. (4) Kedua BTS merupakan cell tunggal tanpa adanya cell tetangga. Komunikasi antara kedua BTS tersebut dengan BSC, menggunakan media kabel.

Tabel 2 Block Call Bulanan dan Harian tahun 2011

Periode

Block Call bulanan (%)

Block Call Harian (%)

BTS Luwuk

BTS Toili

BTS Luwuk

BTS Toili

Januari 1.79 0 0.057 0 Februari 1.74 0 0.062 0

Maret 2.66 0 0.085 0 April 1.7 0 0.056 0

Mei 1.87 0 0.06 0 Juni 2.12 0 0.07 0

Juli 2.58 0 0.083 0 Agustus 1.74 0 0.056 0

September 1.83 0 0.061 0 Oktober 2.96 0 0.095 0

November 2.01 0 0.067 0 Desember 3.43 0 0.11 0 Mean Block Call Perbulan (%) 2.2025 0

Dari Tabel 2, dapat dilihat bahwa BTS TOILI_STO, tidak pernah mengalami block call sepanjang tahun, dikarenakan jumlah pengguna yang sangat sedikit. Jumlah kanal yang tersedia selalu bisa memenuhi banyaknya panggilan yang datang. Sedangkan pada BTS LUWUK_STO, terjadi block call dengan total persentase tertinggi pada bulan Desember. Sebesar, 3,43% dengan rata – rata persentase block call hariannya sebesar 0,110%, dan rata – rata setahunnya sebesar 2,2025%. Block call ini sebenarnya terjadi pada jam sibuk. Namun dalam penelitian ini, tidak akan terlihat block call terjadi pada jam sibuk kapan, dikarenakan data yang diperoleh dari Telkom berbentuk persentase block call harian, bukan jam. Dari Tabel 3 terlihat bahwa sepanjang tahun 2011, pada BTS LUWUK_STO, jumlah call attempt tertinggi terjadi pada bulan Oktober, dengan jumlah panggilan sebanyak 605205. Dan jumlah call attempt terendah pada bulan Februari sebanyak 506925. Sedangkan pada BTS TOILI_STO yang hanya memiliki sedikit user, call attempt tertinggi terjadi pada bulan Agustus dengan jumlah panggilan 29841, dan terendah pada bulan November sebesar 24717. Jumlah total call yang masuk, sangat berpengaruh pada kapasitas sistem. Jumlah yang tinggi namun tidak bisa diakomodasi dengan baik oleh sistem, akan menyebabkan block call.

9

Tabel 3 Call Attempt

Periode Total call attempt

(total jumlah panggilan)

BTS Luwuk BTS Toili

Januari 534591 28374 Februari 506925 24838

Maret 602095 26047 April 534650 26933

Mei 598416 26291 Juni 522361 27220

Juli 546721 29510 Agustus 559416 29841

September 511923 25103 Oktober 605205 25265

November 524943 24717 Desember 559079 27705

Tabel 4 Call Success Rate

Periode

Call Success Rate (%)

BTS Luwuk

BTS Toili

Januari 99.41 99.27 Februari 99.43 99.63

Maret 99.39 97.68 April 99.53 98.88

Mei 99.38 97.67 Juni 99.2 95.33

Juli 99.52 98.08 Agustus 98.93 98.77

September 99.41 99.54 Oktober 99.39 97.57

November 99.56 97.98 Desember 99.24 96.59

Mean Call Success Rate Perbulan (%) 99.37 98.08

Dari hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan(2), persentase rata – rata nilai call success pada BTS LUWUK_STO dan BTS TOILI_STO pada tahun 2011 seperti yang terlihat pada Tabel 4, adalah 99.37% dan 98.08%. Dengan nilai persentase tertinggi dan terendah untuk LUWUK_STO, terjadi pada bulan November (99.56%) dan bulan Agustus (98.93%). Sedangkan untuk BTS

10

TOILI_STO, nilai persentase tertinggi dan terendah terjadi pada bulan Februari (99.63%) dan Juni (95.33%).

Tabel 5 Call Completion rate

Periode (Bulan) Call Completion Rate (%)

BTS Luwuk BTS Toili


Maret 99.38 97.62 April 99.53 98.87

Mei 99.38 97.61 Juni 99.2 95.1

Juli 99.52 98.04 Agustus 98.92 98.75



Mean Call Completion Rate Perbulan (%) 99.36 98.03

Dari persamaan(3), dapat diperoleh nilai rata - rata Call Completion Rate selama tahun 2011 pada BTS LUWUK_STO dan BTS TOILI_STO, seperti pada Tabel 5. Besaran nilai call completion sangat mempengaruhi besar drop call yang terjadi. Semakin tinggi tingkat call completion rate, maka persentase drop call akan semakin menurun.

Tabel 6 Drop Call

Periode Drop Call (%)

BTS Luwuk

BTS Toili


Maret 0.62 2.43 April 0.47 1.14

Mei 0.62 2.44 Juni 0.8 5.15

Juli 0.48 1.99 Agustus 1.09 1.26



Rata – rata Drop Call Setahun 0.63 2.02

11

Dapat dilihat bahwa BTS LUWUK_STO memiliki kualitas jaringan yang baik, dengan tingkat persentase tertinggi drop call yang terjadi hanya 1,09% (Agustus), dengan rata – rata pertahun, hanya 0,63%. Sedangkan pada BTS TOILI_STO, beberapa kali memiliki tingkat persentase drop call yang cukup tinggi dalam setahun. Pada bulan Maret (2.43%), Mei (2.44%), Juni (5.15%), Oktober (2.55%), November (2.10%) dan Desember (3.65%). Tingginya proses drop call yang terjadi, menuntut adanya proses analisa untuk meningkatkan performa jaringan tersebut. Sebelum melakukan perbaikan, perlu dilakukan terlebih dahulu perhitungan link budget yang bertujuan agar optimasi jaringan yang dilakukan, nantinya tidak melebihi kemampuan perangkat BTS dan MS. Link budget pada CDMA dibagi menjadi 2 bagian, yaitu link reverse (dari MS ke BTS) dan link forward (dari BTS ke MS). Pada arah reverse, MS bertindak sebagai transmitter, sedangkan BTS menjadi receiver. Sedangkan pada arah forward, berlaku sebaliknya.

Tabel 7 Data Teknis Link Budget Perangkat Arah Reverse

Variabel Parameter Nilai Transmitter mobile station Receiver Base Station Faktor Eksternal

Daya Pancar maksimum / kanal trafik (dBm) 23

Rugi kabel dan konektor (dB) 3

Gain antenna pemancar (dBi) Thermal Noise Density (dBm/Hz)

0 -174

Noise figure penerima (dB) 5

Kecepatan informasi (dB.Hz) 39,8 Eb/No (kualitas kanal trafik) yang dibutuhkan (dB) 2.74 Rise Over Thermal (dB) 5,3

Persentase beban (%) 70 Gain antenna penerima (dBi) 17

Rugi kabel dan konektor (dB) Gain handoff (dB)

2 3,7

Fading margin 9 Rugi penetrasi bangunan (dB) 15

12

Tabel 8 Data Teknis Link Budget perangkat arah forward (dari BTS ke MS)

Variabel Parameter Nilai Transmitter base station Receiver Mobile Station Faktor eksternal

Daya Pancar maksimum / kanal trafik (dBm) 47,78

Rugi kabel dan konektor (dB) 2 Gain antenna pemancar (dBi)

Kerapatan total noise dan interferensi (dBm/Hz)

0 -174

Noise figure penerima (dB) 8 Kecepatan informasi (dB.Hz) 39,8

Eb/No (kualitas kanal trafik) yang dibutuhkan (dB) 7,4

Gain antenna penerima (dBi) 0

Rugi kabel dan konektor (dB) Gain handoff (dB)

3 3,7

Fading margin (dB) 9 Dengan berdasarkan data teknis link budget pada tabel 7 dan tabel 8, yang merupakan link budget yang digunakan Telkom Flexi Kabupaten Banggai dalam melakukan perancangan sistem, dapat ditentukan nilai sebagai berikut: Arah reverse

Dengan menggunakan persamaan(8), �� = 23 + 0 − 3 =20��

Dengan Persamaan(5), �� = (−174) + 39,8 + 5 + 5,3 +2,74 = −121,16�� Dan dengan persamaan(4), dapat ditentukan besaran path loss yang terjadi pada

arah reverse. �� = 20 – (−121.16) + 17 – 2 – 9 + 3,7 – 15 =

��. �� Arah forward

Dengan persamaan(8), �� = 47,78 + 0 – 2 = 45,78 ��

Dengan persamaan(7) �� = (−174) + 39,8 + 7,4 = −126,8 ��

Dan dengan persamaan(6), dapat diketahui besaran path loss yang terjadi pada

arah forward. �� = 45,78 – (−126,8) + 0 – 3 – 9 + 3,7 – 15 =

��,��

Setelah path-loss maksimum arah reverse dan arah forward diperoleh maka dapat ditentukan radius sel (jarak terjauh MS yang dapat di-cover oleh BTS) berdasarkan kemampuan perangkat dengan menggunakan persamaan (10). Radius dapat dicari untuk tiga kondisi daerah, yaitu urban, sub urban dan rural. Dalam penelitian ini hanya akan menggunakan perhitungan pada daerah sub urban dan rural dikarenakan kondisi geografis kab. Banggai. Oleh karena itu, diperlukan

13

adanya koreksi tinggi antena MS dan perambatan sinyal untuk daerah sub urban dan rural. Dengan menggunakan persamaan(11), ditentukan :

�(ℎ�) = (1,1 �� (828,57)) 1,5 – (1,56 �� (828,57) – 0,9) = �,��

Faktor koreksi perambatan sinyal di daerah rural, dapat ditentukan dengan persamaan(14).

�� = 4,78(log (828,57))� − 18,33log (828,57) + 40,94 = ��,��

Faktor koreksi perambatan sinyal di daerah suburban. Dapat diketahui dengan persamaan(13)

�� = 2 (�� ,��

��)� + 5,4 = 9,7

Arah reverse:

BTS TOILI_STO (Struktur Morfologis : rural)

�� = 69,55 ; �� = 26,16; ��= 135,86; f = 828,57; ℎ� = 1,5;

ℎ� = 49

135,86 = 69,55 + 26,16 �� (828,57) – 13,82 �� (49) – 0,11262 +

(44,9 – 6,55 �� 49)�� – 28,15

�� = 41,593 33,83� = 1,23

� = ��,�� BTS LUWUK_STO (Struktur Morfologis : suburban)

�� = 69,55 ; ��= 26,16; ��= 135,86; f = 828,57; ℎ� = 1,5;

ℎ� = 87

135,86 = 69,55 + 26,16 �� (828,57) – 13,82 �� (87) – 0,11262 +

(44,9 – 6,55 �� 87)�� – 9,7

135,86 – 109,27 = 32,2��

� = �,� ��

Arah forward:

BTS TOILI_STO (Struktur Morfologis : rural)

149,28 = 69,55 + 26,16 �� (828,57) – 13,82 �� (49) – 0,11262 +

(44,9 – 6,55 �� 49)�� – 28,15

149,28 – 94,267 = 33,83��

� = ��,� ��

BTS LUWUK_STO (Struktur Morfologis : suburban)

149,28 = 69,55 + 26,16 �� (828,57)– 13,82 �� (87)– 0,11262 +

(44,9 – 6,55 �� 87)�� – 9,7

149,28 – 109,27 = 32,2��

� = ��,��

14

Hasil dari perhitungan faktor koreksi tinggi antena, faktor koreksi perambatan sinyal, path-loss jarak pancar, dan luas coverage area dapat dilihat pada tabel 9.

Tabel 9 Hasil Perhitungan

BTS Luwuk (Suburban) BTS Toili(Rural)

Reverse Forward Reverse Forward

Path-loss 135.86 dBm 149,28 dBm 135.86 dBm 149,28 dBm

Jarak Pancar 6,7 �� 17,83 �� 16,98 �� 41,7 ��

Luas coverage area maksimum

116,71 �� 826,56 �� 749,633 �� 4521,11 ��

Faktor koreksi tinggi antena

�(ℎ�) 0,11262 0,11262

Faktor koreksi perambatan sinyal ��

9,7 28,15

Dengan menggunakan persamaan(15) dapat diketahui luas coverage area maksimum berdasarkan jarak pancar, seperti yang terlihat pada Tabel 9 di atas. Daya pancar pada kedua BTS arah link forward sebesar 41,7 km dan 17,83 km, digunakan pada sistem multisel untuk komunikasi antar BTS, mengurangi interferensi pada sel tetangga yang muncul pada perbatasan sel, dan proses handover. Sedangkan Daya pancar link reverse pada kedua BTS sebesar 16,98 km dan 6,7 km digunakan untuk komunikasi antara MS dengan BTS. Dikarenakan BTS TOILI_STO dan BTS LUWUK_STO merupakan sel tunggal, maka kapasitas kedua BTS ini dibatasi oleh kualitas pada link reverse. Dengan coverage area sebesar 749,63304 km2 pada BTS TOILI_STO, dan 116,714 km2 pada BTS LUWUK_STO. Pada Tabel 10, terlihat bahwa BTS Luwuk yang memiliki jumlah panggilan datang yang sangat banyak, memiliki tingkat drop call yang jauh lebih rendah dibandingkan BTS Toili. Terjadinya drop call pada BTS Luwuk, disebabkan oleh peristiwa cell breathing, ketika BTS Luwuk berusaha untuk mencukupi kebutuhan komunikasi pengguna. Saat BTS Luwuk sedang dalam kondisi sibuk, interferensi yang ditimbulkan oleh noise antar MS dalam sel BTS Luwuk akan meningkat. Tingginya noise yang ditimbulkan akan menurunkan kualitas trafik sistem

(�� ).

15

Tabel 10 Hubungan Banyaknya Panggilan dan drop call

Periode BTS Luwuk BTS Toili

Total Call

Drop Call %

Total Call

Drop Call %

Januari 534591 0.59 28374 0.74 Februari 506925 0.57 24838 0.37

Maret 602095 0.62 26047 2.43 April 534650 0.47 26933 1.14

Mei 598416 0.62 26291 2.44 Juni 522361 0.8 27220 5.15

Juli 546721 0.48 29510 1.99 Agustus 559416 1.09 29841 1.26

September 511923 0.59 25103 0.45 Oktober 605205 0.61 25265 2.55

November 524943 0.45 24717 2.1 Desember 559079 0.77 27705 3.65

Dalam sebuah kanal CDMA, komunikasi baru akan disediakan ketika nilai ��

�� memiliki nilai ideal tertentu (threshold untuk IS-95 sebesar 7dB).Dengan

menggunakan persamaan(16), dapat dihitung seberapa besar pengaruh jumlah pengguna terhadap kualitas komunikasi sistem. Dalam penelitian ini diasumsikan jumlah pengguna dalam waktu bersamaan ada 2 kondisi, yaitu : biasa (jumlah pengguna ±50), dan sibuk (jumlah pengguna ±100). Biasa (±50 pengguna)

�� ⁄ = �

��

��.�

��.�

�.��.�

� = 10.44dB

Sibuk (±100 pengguna)

�� ⁄ = �

��

��.�

��.�

�.��.�

� = 5.17dB

Pada kondisi biasa dengan jumlah pengguna sebanyak 50, kualitas komunikasi BTS Luwuk rata – rata masih berada di kondisi threshold yang diijinkan (7dB). Namun ketika jumlah pengguna terus bertambah dan mencapai ±100, kualitas sistem akan turun menjadi rata – rata 5.17dB atau bisa dikatakan jumlah pengguna yang bisa memenuhi threshold sebesar 7dB hanya sedikit. Pada kondisi ini, BTS

luwuk akan mengukur nilai �� yang diterima dari setiap MS, lalu

mengirimkan perintah transmit power control (tpc) kepada setiap MS dengan aturan sebagai berikut : �� /�� > ��/�� = 0 (daya diturunkan);

�� /�� < ��/�� = 1 (daya dinaikkan) Setiap transmitter MS mampu melakukan perubahan daya pancarnya setiap kali perintah tpc dari BTS diterima sebesar 1, 2 , dan 3dB secara tiba – tiba dengan batas perubahan maksimum sebesar 10 dB. MS yang tidak mampu memenuhi nilai ideal akan diputus oleh BTS. MS yang tidak mampu memenuhi threshold merupakan MS yang berada jauh dari BTS, dikarenakan dari awal sudah

16

memancarkan daya maksimumnya untuk menutupi peredaman yang terjadi untuk bisa memenuhi threshold sebesar 7dB. Sehingga ketika jumlah pengguna bertambah, kualitas sistem menurun, dan BTS meminta menaikkan daya pancar melalui perintah tpc, MS yang sudah maksimum daya pancarnya, tidak akan mampu lagi menaikkan daya pancar dan menjaga level kualitas komunikasiny. Pengguna di BTS Luwuk tersebar dalam radius 116.71��. Setiap pengguna memiliki tingkat peredaman (loss) yang berbeda terhadap BTS dikarenakan jarak antara keduanya. Ini menyebabkan tingkat daya pancar yang dibutuhkan untuk mengatasi peredaman tersebut, berbeda – beda. Semakin jauh MS dari BTS, maka semakin tinggi pula daya pancar yang harus dikeluarkan untuk menutupi tingkat peredaman yang terjadi dan bisa memenuhi threshold 7dB pada BTS. Adanya mekanisme open loop power control, memungkinkan MS untuk masih mendapatkan sinyal, namun tidak bisa lagi melakukan komunikasi dari MS ke BTS karena MS tidak mampu menaikkan daya pancar berdasarkan mekanisme

closed loop power control, untuk mempertahankan nilai �� yang disyaratkan.

Biasanya MS yang di pinggiran sel akan langsung melakukan proses handover ke sel tetangga. Namun karena BTS Luwuk adalah sel tunggal, maka MS yang ada di pinggir sel, yang sedang berkomunikasi akan mengalami drop call.

Pada BTS

Luwuk, level jumlah pengguna terkonsentrasi pada jarak yang dekat dari BTS dikarenakan kondisi pengguna yang berada di dalam perkotaan. Oleh karena itu, jumlah pengguna yang berada di pinggiran sel dan mengalami drop call ketika terjadi cell breathing, hanya sedikit. Pada BTS Toili, drop call tidak disebabkan oleh jumlah panggilan yang datang. Kapasitas sistem BTS Toili selalu mampu mengakomodasi jumlah panggilan yang datang, dikarenakan jumlah user yang sangat sedikit. Seperti yang terlihat pada Tabel 7, BTS Toili diatur tanpa mekanisme power kontrol agar selalu memancarkan daya pancar maksimum sebesar 47,78 dBm untuk bisa menjangkau area yang sangat luas (749,63304 km2). Karena BTS toili tidak memiliki power kontrol, daya pancar yang dikeluarkan setiap MS sama meskipun jarak antara MS yang satu dengan MS yang lain itu berbeda – beda. Memang yang menaikan dan menurunkan daya pancarnya, itu MS sendiri. Namun ini tidak bisa terjadi secara otomatis dan membutuhkan perintah dari BTS melalui mekanisme power control. tanpa power kontrol, MS akan selalu mengasumsikan bahwa level daya pancarnya sudah ideal. Jarak antara MS dengan BTS mempengaruhi besar loss sinyal yang terjadi. Semakin besar jarak, maka akan semakin besar pula loss sinyal yang terjadi dikarenakan peristiwa redaman, difraksi, dan lain – lain. Pada tabel 9, terlihat bahwa MS yang berada dari BTS sejauh 16.98 km mengalami tingkat peredaman sebesar 135.86 dBm. Sedangkan dengan menggunakan rumus yang sama, didapatkan bahwa MS yang berada sejauh 1 km dari BTS hanya mengalami peredaman sebesar 112.71 dBm. Ini menyebabkan sinyal yang dipancarkan dari MS yang berdekatan dengan BTS lebih kuat dibandingkan dengan sinyal yang berasal dari MS yang berada jauh dari BTS. Karena penggunaan frekuensi yang sama, MS yang dekat dengan BTS menimbulkan interferensi yang tinggi terhadap MS yang berada jauh dari BTS. Dalam sistem CDMA, sinyal yang lebih kuat akan menutup sinyal yang lebih lemah dikarenakan frekuensi dan waktu penggunaanya yang bersamaan. Derajat penutupannya, tergantung pada jarak MS ke BTS.

17

Selain dari faktor yang sudah dijelaskan di atas, tidak adanya sel tetangga dari BTS Toili dan BTS Luwuk juga menyebabkan persentase drop call yang cukup tinggi. MS yang sedang melakukan komunikasi melalui BTS lalu keluar dari area jangkauan, akan mengalami drop call 5. Kesimpulan Kualitas suatu sistem seluler dapat diukur dengan melihat parameter yang menentukan quality of service (QOS) jaringan secara berkala. Parameter – parameter yang dapat digunakan antara lain : Block Call, Call Attempt, Call Success Rate, Call Completion Rate, Drop Call, Tinggi BTS dan Coverage Area. Faktor penyebab buruknya kemampuan suatu sistem saling berhubungan satu sama lain. Oleh karena itu, dalam menganalisis suatu sistem CDMA, penelitian harus dilakukan secara bersamaan antara parameter yang satu dengan yang lain. Pada BTS Toili, drop call disebabkan oleh interferensi near-far effect. BTS yang sengaja diatur pada daya maksimum tanpa mekanisme power kontrol untuk melingkupi area cakupan yang tinggi, menyebabkan MS yang berada pada ruang lingkup BTS memancarkan sinyal terhadap BTS dengan level daya yang berbeda – beda satu sama lain pada frekuensi dan waktu yang bersamaan. Semakin dekat MS terhadap BTS, sinyal yang diterima BTS terhadap MS tersebut semakin kuat. Jika semakin jauh, maka akan semakin lemah. Sehingga sinyal dari MS yang lebih dekat akan menutupi sinyal dari MS yang jauh dari BTS. Oleh karena itu dibutuhkan mekanisme power kontrol untuk memaksimalkan kapasitas sistem. Sedangkan pada BTS Luwuk, drop call terjadi pada MS yang berada di pinggiran cell karena peristiwa cell breathing pada jam sibuk. Jumlah MS yang tinggi dan melakukan komunikasi terhadap BTS pada waktu yang bersamaan, membuat tingkat interferensi noise yang ditimbulkan tinggi. Noise yang tinggi menyebabkan MS yang jauh dari BTS tidak mampu menjaga kualitas trafiknya dengan baik karena kehabisan daya pancar (sudah maksimum) Penambahan BTS tetangga, akan menghilangkan masalah cell breathing pada BTS Luwuk.

6. Daftar Pustaka

[1] Gunawan Wibisono, Uke Kurniawan Usman, dan Gunadi Dwi Hantoro, 2008, Konsep Teknologi Seluler, Bandung: Informatika

[2] Eko Budiyono, 2006, Analisis Trafik Pada Sistem Telekomunikasi Selular Berbasis CDMA 2000 1x di Wilayah Semarang Kota, Semarang

[3] Gatot Santoso, 2002, Simulasi Efek Breathing Pada CDMA Dengan Menggunakan Model Propagasi Free Space, Lee Dan Hata, Jakarta

[4] Gatot Santoso, 2004, Sistem Selular CDMA, Yogyakarta: Graha Ilmu [5] Motorola, 2002, CDMA/CDMA2000 1x RF Planning Guide [6] Uke Kurniawan Usman, 2010, Sistem Komunikasi Seluler CDMA 2000-1x,

Bandung: Informatika

analisis drop call pada jaringan telekomunikasi artikel ilmiah

Documents