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.