Download - Proposal Hendra
STUDY OPTIMALISASI TRAFFIC PADA PERANCANGAN
JARINGAN TEKNOLOGI SELULER CDMA2000 1X
DI KAWASAN KOTAMADYA PALEMBANG
USULAN TUGAS AKHIR
Oleh :
HENDRA IRAWAN03061004016
JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA2010
STUDY OPTIMALISASI TRAFFIC PADA PERANCANGAN
JARINGAN TEKNOLOGI SELULER CDMA2000 1X
DI KAWASAN KOTAMADYA PALEMBANG
USULAN TUGAS AKHIR
Oleh
HENDRA IRAWAN03061004016
Inderalaya, April 2010Pembimbing Utama
Ir. Aryulius Jasuan. MS
Pembimbing Pembantu
Ferry P. Wathan, ST. MSc.EE. PhD
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONALUNIVERSITAS SRIWIJAYA
FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO
Jln. Raya Prabumulih Indralaya 30662, Ogan Ilir Sumatera Selatan Telp.580283
FORM A1USULAN DOSEN PEMBIMBING
Nama : Hendra Irawan
NIM : 03061004016
Bidang Ilmu : 1. Telekomunikasi dan Informasi
2. Distribusi Sistem Tenaga
3. Teknik Tegangan Tinggi
4. Konversi Energi Listrik/ Mesin-Mesin Listrik
5. Kendali dan Komputer
Judul Tugas Akhir : Study Optimalisasi Traffic Pada Perancangan
Jaringan Teknologi Seluler CDMA2000 1x Di
Kawasan Kotamadya Palembang
Calon Pbb. Utama (CPU) : Ir. Aryulius Jasuan. MS
Calon Pbb. Pembantu(CPP) : Ferry P. Wathan, ST. MSc.EE. PhD
Inderalaya, April 2010Pemohon
Hendra IrawanNIM.03061004016
Catatan : (Diisi oleh Peminpin Jurusan )1. ………………………………………….2. ………………………………………….3. ………………………………………….
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONALUNIVERSITAS SRIWIJAYA
FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO
Jln. Raya Prabumulih Indralaya 30662, Ogan Ilir Sumatera Selatan Telp.580283
FORM A2SURAT PERNYATAAN
Nama : Hendra Irawan
NIM : 03061004016
Bidang Ilmu : Telekomunikasi dan Informasi
Judul Tugas Akhir : Study Optimalisasi Traffic Pada Perancangan
Jaringan Teknologi Seluler CDMA2000 1x Di
Kawasan Kotamadya Palembang
Calom Pbb. Utama (CPU) : Ir. Aryulius Jasuan. MS
Calon Pbb. Pembantu(CPP) : Ferry P. Wathan, ST. MSc.EE. PhD
Menyatakan bahwa bilamana Tugas Akhir yang akan Saya kerjakan baik secara
sengaja maupun tidak sengaja merupakan plagiat atau memiliki kesamaan dengan
Tugas Akhir yang pernah ada sebelumnya, maka Saya bersedia menerima sanksi
pembatalan Tugas Akhir yang tengah Saya kerjakan.
Demikian pernyataan ini dibuat untuk digunakan sebagaimana mestinya.
Indralaya, April 2010Yang Membuat Pernyataan
Hendra IrawanNIM.03061004016
Judul : Study Optimalisasi Traffic Pada Perancangan
Jaringan Teknologi Seluler CDMA2000 1x Di
Kawasan Kotamadya Palembang
I. Bidang Ilmu : Telekomunikasi dan Informasi
II. Latar Belakang
Perkembangan teknologi selular yang sangat pesat akhir-akhir ini dipicu
oleh tuntutan akan efesiensi spektrum yang semakin tinggi, kapasitas yang
semakin besar, serta kemampuan untuk memberikan layanan suara dan data
dengan data rate yang lebih tinggi. Ada beberapa alternatif bagi operator jaringan
seluler untuk memenuhi tuntutan tersebut, antara lain bagi operator yang
menggunakan teknologi GSM alternatif terbaiknya adalah beralih ke teknologi
GPRS (General Packet Radio Service), sedangkan untuk operator yang
menggunakan teknologi cdmaOne (IS-95A dan IS-95B) alternatif terbaiknya
adalah beralih ke teknologi CDMA2000 1x. Pada Tugas Akhir ini akan dibahas
masalah offered traffic pada teknologi CDMA2000 1x.
Jika dibandingkan dengan teknologi CDMA IS-95 yang sudah diterapkan
sebelumnya, teknologi CDMA2000 1x ini memiliki beberapa kelebihan antara
lain :
Mampu memberikan data rate hingga 153,6 kbps baik untuk arah uplink
maupun downlink.
Mampu meningkatkan kapasitas suara hingga dua kali lipat.
Handset memiliki waktu siaga lebih lama karena memiliki mekanisme
power control yang lebih sempurna.
Metode handover yang lebih baik.
Lebih fleksibel karena dapat diaplikasikan pada frekuensi pembawa
berapapun.
III. Tujuan Penulisan
Penyusunan Tugas Akhir ini bertujuan untuk mengetahui tarfik
penggunaan komunikasi seluler CDMA2000 1x yang optimal di kotamadya
Palembang sehingga dapat meningkatan kapasitas sistem serta mampu
memberikan layanan suara dan data yang variatif dan handal. Sedangkan secara
khusus, pembuatan Tugas Akhir ini bertujuan untuk memenuhi syarat sidang
sarjana pada Jurusan Teknik Elektro Universitas Sriwijaya Palembang.
IV. Perumusan Masalah
Perencanaan sistem CDMA2000 1x ini akan dilakukan pada alokasi
frekuensi yang telah dimiliki oleh jaringan AMPS atau cdmaOne di Palembang
yaitu pada frekuensi 800 MHz dengan bandwidth sebesar 10 MHz. Beberapa hal
yang akan dianalisa antara lain mengenai:
1. Estimasi jumlah trafik yang dibutuhkan baik untuk layanan suara maupun
data berdasarkan jumlah pelanggan, distribusi pelanggan, spesifikasi pihak
operator, dan faktor penetrasi layanan.
2. Perencanaan jumlah site, radius site, serta lokasi site yang optimal
berdasarkan kemampuan BTS, daerah cakupan, topologi daerah, dan pola
penyebaran penduduk.
3. Analisa kinerja hasil perencanaan yang meliputi :
- Analisa kapasitas hasil perencanaan, dimana bagi lokasi dengan
trafik yang sangat padat dapat ditambahkan frekuensi pembawa yang
lain.
- Analisa link budget pada berbagai kondisi lingkungan Kotamadya
Palembang.
- Analisa pengaruh power control terhadap kualitas sinyal dan jumlah
user.
4. Pembuatan software perencanaan untuk mempermudah proses
perencanaan konfigurasi site dan analisa link budget pada hasil
perencanaan.
V. Pembatasan Masalah
Agar dalam pengerjaan Tugas Akhir ini didapatkan hasil yang optimal,
maka masalah akan dibatasi sebagai berikut :
1. Perencanaan radio core network yang meliputi proses perencanaan jumlah
BTS namun tidak termasuk proses perencanaan BSC, MSC, dan PDSN.
2. Data mengenai faktor penetrasi layanan dan faktor pertumbuhan
pelanggan masih berupa asumsi sementara karena penulis tidak dapat
melakukan riset khusus untuk mendapatkan data yang valid.
3. Perencanaan yang benar-benar baru tanpa dipengaruhi struktur radio core
network sistem seluler yang telah ada sebelumnya (green field
deployment).
4. Mekanisme power control hanya akan dianalisa pada satu site saja
terutama pada arah reverse dan langsung di bagian perangkat penerima.
5. Software perencanaan dibuat dengan menggunakan bahasa pemograman,
sedangkan untuk analisa power control digunakan MatLab.
VI. Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini
adalah dengan melakukan studi literatur tentang CDMA2000 1x khususnya
mengenai metoda perancangan jaringan seluler; studi lapangan untuk
mendapatkan data-data mengenai kondisi topologi, morfologi, serta demografi
kota Palembang yang akan sangat dibutuhkan dalam proses analisa trafik, serta
konsultasi dengan dosen dan berbagai pihak yang berkompeten.
VII. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan
Berisi latar belakang masalah, tujuan penulisan, perumusan masalah,
batasan masalah, metodologi penyelesaian masalah yang akan
digunakan, serta sistematika penulisan yang memuat susunan penulisan
Tugas Akhir ini.
BAB II Landasan Teori
Membahas tentang teori dasar CDMA secara umum dilanjutkan dengan
pembahasan mengenai sistem komunikasi seluler CDMA2000 1x
terutama tentang karakteristik jaringan, struktur jaringan, struktur kanal,
kapasitas jaringan, mekanisme power control, dan handover.
BAB III Infrastruktur Jaringan Selular CDMA2000 1x di Kota Palembang
Membahas tentang langkah-langkah yang digunakan dalam
infrastruktur jaringan CDMA2000 1x, antara lain tentang estimasi trafik
yang dibutuhkan, alokasi frekuensi, perencanaan konfigurasi site yang
optimal, serta perhitungan link budget.
BAB IV Analisa Hasil Pengukuran dan Mekanisme Power Control
Menganalisa kapasitas sistem dan link budget pada konfigurasi site
hasil pengukuran serta membahas pengaruh power control terhadap
kualitas sinyal dan pengaruh jumlah user terhadap tingkat interferensi,
signal to interference ratio (SIR), Eb/No, dan bit error rate (BER).
BAB V Kesimpulan dan Saran
Berisi kesimpulan dari penulisan Tugas Akhir ini dan saran untuk
pengembangan lebih lanjut.
VIII. TINJAUAN PUSTAKA
8.1 Konsep Dasar Sistem Spektral Tersebar
Code Division Multiple Access adalah teknik akses jamak yang didasarkan
pada sistem komunikasi spektral tersebar, dimana masing-masing pengguna
diberikan suatu kode tertentu yang akan membedakan satu pengguna dengan
pengguna yang lain. Mulainya sistem ini dikembangkan pada kalangan militer
karena kehandalannya dalam melawan derau yang tinggi, sifat anti jamming, dan
kerahasian data yang tinggi.
8.1.1 Definisi Sistem Spektral Tersebar
Secara definitif, sistem komunikasi spektral tersebar merupakan suatu
teknik modulasi dimana pengirim sinyal menduduki lebar pita frekeunsi yang jauh
lebih besar dari pada spektrum minimal yang dibutuhkan untuk menyalurkan
suatu informasi. Konsep ini didasarkan pada teori C.E. Shannon untuk kapasitas
saluran, yaitu:
C = W log2 (1 + S/N) [2]
2.1
Dimana: C = kapasitas kanal transmisi (bps)
W = lebar pita frekuensi transmisi (Hz)
N = daya derau (watt)
S = daya sinyal (watt)
Dari teori di atas terlihat bahwa untuk menyalurkan informasi yang lebih besar
pada saluran ber-noise dapat ditempuh dengan dua cara yaitu:
1. Dengan cara konvensional, dimana W kecil dan S/N besar.
2. Cara penyebaran spektrum, dimana W besar dan S/N kecil.
Pada sistem spektral tersebar sinyal informasi disebar pada pita frekuensi
yang jauh lebih lebar daripada lebar pita informasinya. Penyebaran ini dilakukan
oleh suatu fungsi penebar yang bebas terhadap sinyal informasi berupa sinyal acak
semu (pseudorandom) yang memiliki karakteristik spektral mirip derau (noise),
disebut pseudorandom noise (PN code).
Ada beberapa teknik modulasi yang dapat digunakan untuk menghasilkan
spektrum sinyal tersebar antara lain Direct Sequence Spread Spectrum (DS-SS)
dimana sinyal pembawa informasi dikalikan secara langsung dengan sinyal
penebar yang berkecepatan tinggi, Frequency Hopping Spread Spectrum (FH-SS)
dimana frekuensi pembawa sinyal informasi berubah-ubah sesuai dengan deretan
kode yang diberikan dan akan konstan selama periode tertentu yang disebut T
(periode chip), Time Hopping Spread Spectrum (TH-SS) dimana sinyal pembawa
informasi tidak dikirimkan secara kontinu tetapi dikirimkan dalam bentuk short
brust yang lamanya burst tergantung dari sinyal pengkodeannya, dan hybrid
modulation yang merupakan gabungan dari dua atau lebih teknik modulasi di atas
yang bertujuan untuk menggabungkan keunggulan masing-masing teknik. Teknik
modulasi yang paling banyak dipakai saat ini, termasuk pada sistem CDMA2000
1x, adalah Direct Sequence Spread Spectrum (DS-SS) karena realisasinya lebih
sederhana dibandingkan teknik modulasi lainnya.
Pada DS-SS, sinyal pembawa didemodulasi secara langsung oleh data
terkode yang merupakan deretan data yang telah dikodekan dengan deretan kode
berkecepatan tinggi yang dibangkitkan oleh suatu Pseudo Random Generator
(PRG) dan memiliki karakteristik random semu karena dapat diprediksi dan
bersifat periodik. Sinyal yang telah tersebar ini kemudian dimodulasi dengan
menggunakan teknik modulasi BPSK, QPSK, atau MSK. Pada sistem
CDMA2000 1x digunakan teknik modulasi QPSK.
Gambar 2.1 Blok pemancar DS-SS
Sedangkan pada sisi penerima, DS-SS terdiri dari tiga bagian utama yaitu
demodulator, despreader, dan blok sinkronisasi deret kode.
Gambar 2.2 Blok penerima DS-SS
Ketika sinkronisasi deret kode telah tercapai antara pengirim dan penerima
(akuisisi dan code tracking loop telah berjalan sempurna), maka dilakukan proses
despreading sinyal DS-SS. Dan dengan asumsi bahwa beda fasa pada frekuensi
pembawa lokal antara pengirim dan penerima dapat dihilangkan dengan carrier
recovery maka sinyal informasi yang sebenarnya akan dapat diperoleh kembali.
8.1.2 Kinerja Sistem Spektral Tersebar
Parameter-parameter yang menjadi ukuran kinerja sistem komunikasi CDMA
selular berdasarkan sistem spektral tersebar antara lain adalah:
1. Processing Gain
Ketahanan sistem spektral tersebar terhadap interferensi ditentukan oleh
seberapa besar lebar frekuensi penebar dibandingkan dengan lebar frekuensi pita
dasarnya dalam suatu parameter yang disebut processing gain. Dimana semakin
besar processing gain-nya, maka semakin tahan sistem spektral tersebar tersebut
terhadap interferensi.
[2]
2.2
Dimana: PG = processing gain (10 log PG dB)
Wc = lebar pita frekuensi spektral tersebar (Hz)
Ws = lebar pita frekuensi sinyal informasi/data (Hz)
2. Bit Error Rate (modulasi QPSK)
[7]
2.3
Dimana: Eb = Energi per-bit (dB atau watt)
No = Rapat daya noise (dB/Hz atau watt/Hz)
3. Kapasitas Sistem
Jika diasumsikan bahwa sebuah sel mempunyai N user yang konstan,
maka sinyal yang diterima oleh base station pada sel tersebut terdiri dari sinyal
dari user yang diinginkan ditambah (N-1) sinyal dari user penginterferensi.
Dengan asumsi kontrol daya bekerja sempurna, maka sinyal terima untuk semua
kanal adalah sama, yaitu sebesar S. Sehingga persamaan energi per bit (Eb) dan
rapat spektrum daya penginterferensi (Io) dapat dinyatakan sebagai berikut:
2.4
2.5
I. Sedangkan persamaan energi bit to interference (Eb/Io) adalah:
2.6
Dari persamaan di atas diperoleh bahwa kapasitas sel atau jumlah kanal yang
dapat diakomodasi oleh satu frekuensi pembawa dengan bandwidth (W) adalah:
2.7
Jika N diasumsikan sangat besar maka persamaan di atas dapat disederhanakan
menjadi:
2.8
Jika interferensi dari sel lain, gain aktivitas suara, dan gain sektorisasi antena juga
ingin diperhitungkan maka:
[2]
2.9
Dimana : W = lebar pita frekuensi spektral tersebar (Hz)
R = data rate sinyal informasi (kbps)
Eb/Io = Rasio energi per bit terhadap rapat daya penginterferensi
(dB)
α = gain aktifitas suara ( ≈ 2,67 untuk suara dan ≈ 1 untuk
data)
β = gain sektorisasi antena ( ≈ 2,4 untuk antena trisektorial)
f = faktor interferensi dari sel lain ( ≈ 0,6 )
8.2 Konsep Dasar Sistem CDMA2000 1x
8.2.1 Umum
Sistem CDMA2000 1x merupakan hasil pengembangan TIA terhadap
sistem TIA/EIA-95B yang diharapkan mampu mengakomodasi berbagai macam
layanan paket data berkecepatan tinggi pada jaringan dan alokasi frekuensi yang
telah ada. Beberapa layanan yang dapat dilakukan melalui sistem CDMA2000 1x
ini antara lain wireless internet, wireless e-mail, wireless telecommuting,
telemetry, dan wireless commerce.
Standarisasi sistem CDMA2000 1x dilakukan berdasarkan spesifikasi IS2000
yang kompatibel dengan sistem IS-95 A dan B yang juga dikenal sebagai
cdmaOne. Dibandingkan dengan sistem IS 95, jaringan radio sistem CDMA2000
1x memiliki berbagai pengembangan seperti metode power control yang lebih
baik, uplink pilot channel, teknik vocoder baru, pengembangan Walsh code, serta
perubahan skema modulasi. Sedangkan pada sisi arsitektur jaringan terdapat
pengembangan Base Station Controller (BSC) dengan kemampuan IP routing,
BTS multimode, serta pengenalan Packet Data Serving Node (PDSN).
8.2.2 Karakteristik Sistem CDMA2000 1x
1. Soft handoff
Ada empat macam handoff yang diterapkan pada sistem seluler berbasis
CDMA2000 1x yaitu:
Soft handoff
Handoff yang terjadi antar sel dengan frekuensi pembawa dan sistem yang
sama. Pada soft handoff, mobile station memulai hubungan komunikasi
dengan BTS yang baru tanpa memutuskan hubungan dengan BTS asal.
Hubungan baru akan diputuskan jika proses penyambungan dengan BTS
yang baru telah mantap dilakukan sehingga drop call dapat dicegah.
Metoda handoff ini dikenal dengan metoda make before break.
Softer Handoff
Handoff yang terjadi antar sektor dalam satu sel dengan frekuensi
pembawa dan sistem yang sama. Handoff ini juga berbasis pada metoda
make before break.
Hard handoff antar sistem CDMA2000 1x
Handoff yang terjadi antara sel atau sektor CDMA2000 1x yang
menggunakan frekuensi pembawa yang berbeda atau sistem selluler yang
berbeda.
Hard handoff
Terjadi pada sistem seluler dual mode dimana sistem seluler CDMA2000
1x dioperasikan bersama-sama dengan sistem seluler lainnya seperti
CDMA IS 95 atau AMPS.
2. Multi diversitas
Multipath fading merupakan salah satu masalah yang tidak dapat dihindari
dalam sistem seluler mengingat faktor mobilitas yang tinggi dari para
penggunanya. Pada sistem CDMA2000 1x, sinyal-sinyal multipath diterima
secara terpisah dengan menggunakan penerima RAKE yang akan mengurangi
efek multipath fading. Ada empat macam diversitas yang diterapkan pada sistem
CDMA2000 1x yaitu diversitas frekuensi melalui penggunaan bandwidth yang
lebar, diversitas waktu (dengan interleaving dan coding), dan diversitas lintasan
(penerima RAKE).
3. Multirate
Pada sistem CDMA2000 1x, sistem multirate ini dicapai dengan cara
menempatkan bit rate pada bandwidth yang telah dialokasikan melalui metode
multicode dan variable spreading. Sedangkan untuk mencapai quality of service
yang diinginkan digunakan skema coding.
4. Coherent Detection pada arah reverse
Deteksi koheren mampu memperbaiki performansi sistem lebih baik jika
dibandingkan dengan deteksi non-koheren. Agar dapat menerapan deteksi secara
koheren dibutuhkan sinyal pilot. Oleh karena itu pada sistem CDMA2000 1x
ditambahkan pilot channel pada arah reverse agar dapat memperbaiki performansi
kanal pada arah reverse.
8.2.3 Konfigurasi Jaringan CDMA2000 1x
Skema struktur jaringan CDMA2000 1x secara umum terdiri dari :
1. Base Transceiver Station (BTS)
BTS bertanggung jawab untuk mengalokasikan daya digunakan oleh
pelanggan serta berfungsi sebagai antar muka yang menghubungkan
jaringan CDMA2000 1x dengan perangkat pelanggan. BTS terdiri dari
perangkat radio yang digunakan untuk mengirimkan dan menerima sinyal
CDMA.
2. Base Station Controller (BSC)
BSC bertanggung jawab untuk mengontrol semua BTS yang berada di
dalam daerah cakupannya serta mengatur rute paket data dari BTS ke
PDSN atau sebaliknya serta trafik suara berbasis TDM dari BTS ke MSC
atau sebaliknya.
3. Packet Data Serving Node (PDSN)
PDSN adalah komponen baru yang terdapat dalam sistem seluler berbasis
CDMA2000 1x yang bertujuan untuk mendukung layanan paket data.
Beberapa
fungsi PDSN antara lain:
- Membentuk, memelihara, dan memutuskan sesi Point-to-Point
Protocol (PPP) dengan pelanggan.
- Membentuk, memelihara, dan memutuskan hubungan dengan
Radio Network melalui antar muka radio-packet.
- Mengumpulkan data autentifikasi, autorisasi, dan akunting yang
diperlukan oleh AAA.
4. Authentication, Authorization, and Accounting (AAA)
Sebagaimana yang terlihat pada gambar di atas, AAA berhubungan
dengan PDSN melalui jaringan IP dan memiliki fungsi autentifikasi,
autorisasi, dan akunting.
5. Home Agent
HA berfungsi untuk menelusuri lokasi mobile station sekaligus mengecek
apakah paket data telah diteruskan pada mobile station tersebut.
6. Router
Router berfungsi untuk merutekan paket data dari dan ke berbagai elemen
jaringan yang terdapat pada jaringan CDMA2000 1x serta bertanggung
jawab untuk mengirimkan dan menerima paket data dari jaringan internal
ke jaringan eksternal atau sebaliknya.
IX. DAFTAR PUSTAKA
Kurniawan Usman, Uke. ”Profil PT. Indosat, Tbk.” www.myindosat.com.
Palembang, Diakses tanggal 20 Agustus 2009.
Natasya, Disna dkk. 2009. “Arsitektur CDMA (Code Division Multiple
Access) di PT. Indosat, Tbk Palembang”. Politeknik Negeri
Sriwijaya: Palembang.
Sistem Komunikasi Bergerak GSM. http://www.ittelkom.ac.id/library/
index.php?
option=com_content&view=article&id=342:sistemkomunikasi-
bergerak-gsm&catid=17:sistem-komunikasi-bergerak&
Itemid=15. Palembang. Diakses tanggal 20 Agustus 2009.