SIMULASI PERENCANAAN TRANSMISI RADIO

I.

TUJUAN PRAKTIKUM 1. Mengetahui dan mempelajari tentang perhitungan lintasan transmisi radiolink. 2. Mengetahui bentuk gambar lintasan transmisi.

II.

ALAT YANG DIGUNAKAN 1. Software Pathloss 2. Komputer

III.

TEORI DASAR Subsistem transmisi merupakan bagian dari system telekomunikasi yang berfungsi untuk menyalurkan informasi dari satu titik ketitik lain. Untuk melakukan fungsi ini digunakan beberapa metoda teknik transmisi yaitu dengan cara mengubah sinyal informasi menjadi :sinyal listrik, gelombang elektromagnetik (gelombang radio), atau sinyal optik. Sinyalsinyalini kemudian ditransmisikan melalui suatu media baik berupa fisik maupun non fisik. Rumus perhitungan redaman : a. Redaman Ruang a0 = 32,45 + 20 log d + 20 log f dimana ..... (dB) d = jarakTx Rx (km) f = frekuensi yang digunakan (MHz)

b. Redaman Propagasi ap = ao (GT + GR) + (afT + afR) dimana ..... (dB)

GT = Gain antenaTx (dB) GR = Gain antena Rx (dB) afT = los kabel pada transmisi (dB)

afR = los kabel pada penerima (dB)

Zona Fresnel (Fresnel Zone) Fresnel zone adalah suatu daerah pada suatu lintasan transmisi gelombang mikro yang digambarkan berbentuk elips yang menunjukkan interferensi gelombang RF jika terdapat blocking. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini.

Gambarilustrasifresnel zone Rumus perhitungan Zona Fresnel; Fn (m) d1 = jarakpeninjauanke site 1 (km) d2 = jarakpeninjauanke site 2 (km) f = frekuensi yang digunakan (GHz) d = jarakTx Rx (km) Lintasan akan aman bila jarak bebas sekurang-kurangnya 0,6 F1. Keandalan Transmisi, Estimasi Fading, dan Diversity a. Keandalan transmisi (reliability) biasanya diukur dari kesiapan operasi (availability) darisistemtransmisi, yang diukur dengan persen waktu dalam selang waktu pengamatan tertentu.

b. Estimasi Fading Untuk penggunaan frekuensi di bawah 10 GHz ada dua macam fading. c. Flat fading Fading ini tidak tergantung frekuensi, disebabkan karena

melengkungnya lintasan radio dan redaman tambahan karena hujan. d. Frecuency selective fading Sangat tergantung pada frekuensi, contoh domain pada fading ini yaitu multipath fading, termasuk karena pantulan permukaan bumi.

Menghitung propagasi dan mencadangkan besarnya fading yang mungkin timbul disebut fading margin (FM). Fading margin ini tergantung pada availabilitas yang diinginkan. Kemungkinan terjadinya nilai fading yang berlebihan dapat dihitung dengan rumus : PF (%) = 6.10-5 . a . b . f . d3 . 10-FM/10 Dimana f dalam (GHz), d dalam (km) adan b adalah faktor yang ditentukan dari keadaan medan lintasan dan cuaca.

nilai a = 4 , untuk permukaan rata termasuk permukaan air = 1 , untuk permukaan agak rata = , untuk permukaan berbukit tidak rata

nilai b = , daerah pantai , area panas dan lembab = , daerah iklim sedang =1/8

, daerah berbukit cuaca sangat kering

Adanya nilai PF akan menambah outage time dan sebaliknya menurunkan availabilitas.

a. Diversity Untuk mengatasi penurunan availabilitas akibat adanya fading, selain dengan meningkatkan daya pancar dan gain antenna yaitu dengan cara diversity dengan menggunakan 2 atau lebih system atau subsistem. Dikenal 2 macamdiversity :

b. Space Diversity Menggunakan 2 perangkat penerima dengan masing masing antennanya sendiri, antara kedua antenna dipisahkan dengan jarak spasi s.

c. Factor perbaikanuntuk space diversity :

d. Frecuency Diversity Pada cara ini system menggunakan dua frekuensi kerja atau lebih, sehingga sekurang-kurangnya membutuhkan 2 pemancardan 2 penerima yang menggunakan satu antena. Selisih frekuensi f yang digunakan berkisar antara 2 5 % dari frekuensi kerja.

Transmisi dengan frekuensi diatas 10 GHz Redaman hujan pada lintasan LOS Terestrial Bila curah hujan R (mm/jam), maka redaman lintasan : .... (dB/km) adan b adalah fungsi dari frekuensi dan temperatur.

Pathloss

4.0 merupakan salah satu software perencana transmisi

radio, digunakan untuk sebagai berikut: a. Membuat Konfigurasi Jaringan. b. Membuat Profil Jalan untuk menemukan ketinggian antena di setiap stasiun. c. Hitung Link Budget untuk menemukan diameter Antena, tingkat RX &Ketersediaan link. d. Frekuensi Rencana jaringan secara keseluruhan. e. Perhitungan Interferensi Frekuensi untuk jaringan secara keseluruhan. Untuk mengenal lebih jauh program matlab ini dan cara

menggunakannya, maka akan kita lakukan langkah demi langkah berikut:

IV.

PROSEDUR PEROBAAN 1. Menjalankan pathloss dan pilih Module dan pilih Network atau dengan menekan Ctrl + N untuk pergi kelayar Network. 2. Memilih Site Data kemudian pilih Site list. 3. Memilih Edit pada halaman Site List, kemudian Add seperti terlihat pada gambar. 4. Kemudian Close halaman site list. 5. Setelah itu, menarik dari site a ke site b, setelah itu klik kiri pada link kemudian pilih summary. 6. Memilih Terrain Data pada Module menu 7. Memasukkan data pada distance, lalu pada kolom distance kemudian memasukkan nilai (km) dan tekan enter,memasukkan data elevasi pada kolom elevasi setelah itu masukkan nilai (m) kemudian tekan enter.

8. Memasukkan bangunan, pohon, atau tower air, dengan cara klik dua kali kolom structure. 9. Memilih antenna heights pada module menu. 10. Memilih print profile pada module menu. 11. Memilih Worksheet pada module menu, kemudian memilih Ch. 12. MemasukkannilaiCh ID danTx(MHz), setelahitu pilih Ok. 13. Memilih TR, kemudian pilihCode Index. 14. Memilih New Index PLW40 Equipment mrs nec memilih radio code index sesuaidenganfrekuensinya. 15. Memilih radio code yang telah di pilih, kemudian pilih Both, dan pilih close, setelah itu memilih branching network. 16. Mengisi nilai Circ.branching loss (dB) dengannilai 3.5 pada a dan b, kemudian pilih ok. 17. Memilih transmission line, kemudianisitx line length pada a dan b dengannilai 0.6 dantx line unit loss 100, kemudian pilih ok. 18. Memilih antena, kemudian pilih code index New index PLW40 Equipment mas kemudian memilih antena yang sesuaidenganfrekuensi close. 19. Pada menu operation,memilih reliability methods, lakukan setting dan pilih ok. 20. Memilih gambar awan. 21. Memilih ITU-R P.530-7/8 pilih Load Rain File pilih PWL40 RAIN ITU pilih file ITU_P.RAI pilih open. 22. Memilih gambar ground,mengatur Geo Clim, kemudian pilih Ok pada path Profile data. 23. Memastikan perencanaan telah benar dengan melihat tanda dibagian kanan bawah, jika tanda x berarti terjadi kesalahan pada perencanaan tersebut. 24. Setelah selesai, kemudian memilih menu Report pilih Full Report. yangdigunakan, lalu pilih both, kemudian

V.

TUGAS AKHIR

Latihan : Buatlah menggunakan Pathloss 4.0 Posisi LS BT 4 110 Site 1 18 10 2 15 4 110 Site 2 25 18 24 10

Frekuensi 12 GHz, untuk di software 12,75 GHz...tapi untuk perhitungan manual 12,5 GHz. Tinggi antena site 1 = 40m , site 2 = 40 m Elevasi site 1 = 50 mdpl, site 2 = 50 mdpl Elevasi 1,82 km = 55mdpl Elevasi 3,64 km = 72 mdpl Elevasi 5,46 km = 65 mdpl Elevasi 7,28 km = 50 mdpl Elevasi 9,1 km = 70 mdpl Elevasi 10,92 km = 60 mdpl Elevasi 12,74 km = 61 mdpl Elevasi 14,56 km = 63 mdpl Elevasi 16,38 km = 55 mdpl Elevasi 18,2 km = 61 mdpl

Bangunan 3,8 km dari site 1 tinggi 11 m Pohon 11- 16 km site 1 tinggi 8 m Curah hujan (R) = 100 mm/jam BER 10-6 Modulasi 16 QAM

Berikut adalah hasil latihan pada Pathloss 4.0Step 1 Menentukan Nama Site

Step 2 Menentukan Site Data

Step 3 Menentukan Network

Step 4 Menampilkan hasil Koordinat

Step 5 Menentukan Terrain Data

Step 6 Menentukan Ketinggian Antena & Obstacle

Step 7 Print Profile

Step 8 Menentukan Radio Equipment

Step 9 Menentukan Jenis Antenna

Step 10 Menentukan Curah Hujan

Step 11 Menentukan Path Profile Data

Step 11 Menentukan Multipath

Step 12 Data Hasil Perancangan

Step 13 Full ReportNata Endah Elevation (m) Latitude Longitude True azimuth () Vertical angle () Antenna model Antenna height (m) Antenna gain (dBi) Frequency (MHz) Polarization Path length (km) Free space loss (dB) Atmospheric absorption loss (dB) Net path loss (dB) 50.00 04 18 02.00 S 110 10 15.00 E 132.84 -0.07 P8-6812 40.00 43.10 12750.00 Horizontal 19.97 140.59 0.39 54.78 Ciwastra 50.00 04 25 24.00 S 110 18 10.00 E 312.83 -0.07 P8-6812 40.00 43.10

54.78

Radio model PASOLINK NEO 13G 5E1 PASOLINK NEO 13G 5E1 TX power (watts) 0.18 0.18 TX power (dBm) 22.50 22.50 EIRP (dBm) 65.60 65.60 Emission designator 3M50D7W 3M50D7W TX Channels 1 12750.0000H 2 12750.0000H RX threshold criteria BER 10-6 BER 10-6 RX threshold level (dBm) -85.00 -85.00 RX signal (dBm) Thermal fade margin (dB) Geoclimatic factor Path inclination (mr) Fade occurrence factor (Po) Average annual temperature (C) Worst month - multipath (%) (sec) Annual - multipath (%) (sec) (% - sec) 0.01% rain rate (mm/hr) Flat fade margin - rain (dB) Rain attenuation (dB) Annual rain (%-sec) Annual multipath + rain (%-sec) Wed, May 02 2012 Reliability Method - ITU-R P.530-7/8 Rain - ITU-R P530-7 -32.28 52.72 1.40E-06 0.00 6.50E-03 -5.00 100.00000 0.10 100.00000 0.22 100.00000 - 0.44 100.00 52.72 52.72 99.99769 - 728.07 99.99769 - 728.50 100.00000 0.10 100.00000 0.22 -32.28 52.72

Cara Perhitungan Diketahui : PT = 10 dBW Frekuensi = 12,5 GHz Efisiensi antena (ka) = 75 % Diameter antena = 1,5 (m) Bitrate = 35 Mbps Noise Figure = 4 dB Polarisasi horizontal Redaman system antena lain = 1,5 dB feeder loss Tx dan Rx = 0,005 dB/m availibilitas yang diinginkan = 99.99% Modulasi 16 QAM BER 10-6 Ditanyakan : Keamanan Lintasan ? Jawab : - Mencari nilai redaman ruang (a0) ; a0 = 92,45 + 20 log d + 20 log f = 92,45 + 20 log 20,05 + 20 log 12,5 = 140,43 dB

- Menghitung redaman kabel Tx dan RX ; afT =afR = 2 . 0,005 = 0,01 dB - Menghitung Gain antenna Tx dan Rx; G = 20,4 + 20 log D + 20 log f + 10 log ka = 20,4 + 20 log 1,5 + 20 log 12,5 + 10 log 0,75 = 44,61 dB (Asumsikan nilai GT = GR )

Analisa lintasan Mencari hc dengan cara perhitungan : hc = = = 40-11- 3,745 = 25,25 meter Mencari hc dengan profile Map : Dilihat dari profile map nilai hc = 90-82 = 8 meter F1 = 17,3 = 17,3 = 8,6 m - h0 11

0,6F1 = 5,165 m Syarat Lintasan tidak aman : hc 0,6F1, 25,25 m 5,165 m (Cara Perhitungan) 8m 5,165 m (Cara Profile Map)

Maka Lintasan aman !!

Pada penggunaan frekuensi diatas 10 GHz, maka nilai redaman ruangnya menjadi a0 = a0 + a1 , a1 merupakan redaman akibat cuaca (hujan). A = a .Rb ; untuk a dan b menggunakanpolarisasi horizontal, frekuensi 12,5GHz = 0,0268 . 1001,201 = 6,762 dB/km

Panjang lintasan gelombang radio melewati gelombang hujan ditentukan oleh factor reduksi (r), yang nilainya; r = = = 0,528 Dengan demikian redaman karena hujan ; a1 = A . r .d = 6,762 . 0,528 . 20,05 = 71,585 dB Maka didapat nilai a0` : a0 = a0 + a1 = 140,43 + 71,585 = 212,015 dB Menghitung redaman propagasi ; ap = a0 (GT + GR) + afT + afR + (1,5 x 2) = 212,015 (44,6 + 44,6) + 0,01 + 0,01 + 3 = 125,835 dB , d = 20,05 km

dari data diatas dapat dihitung daya terima (PR); PR = PT - ap = 10 dBW - 125,835 dB = -115,835 dBW

Untuk mengetahui nilai fading margin (fm) , maka kita mencari dahulu PRminimumnya dari modulasi 16 QAM tersebut. Pertama mencari nilai Eb/N0 untuk modulasi 16 QAM dan BER 10-6: Didapat dari grafik nilai Eb/No sebesar = 24 dB maka PR = (Eb/N0) 204 + NF + 10 log Bitrate = 24 204 + 4 + 10 log 35.106 = -168,455 dBW

Perhitunganfading margin stair 1 (FM(*)); FM (*) = PR PR min = -115,835 dBW (-168,455 dBW) = 52,62 dB Jika diinginkan availabilitas sebesar 99.99% dengan kondisi : Permukaan bumi agak rata (a = 1) Daerah beriklim sedang (b = )

Maka fading margin stair-2 (FM (**)) dapat dihitung dengan rumus : PF (%) = 6.10-5 . a . b . f . d3 . 10-FM/10 0,005 = 6.10-5 . 1 . 1/4 .12 . (20,05)3 . 10-FM/10 FM = 24,62 dB

FM (**) = 24,62 dB Karena nilai FM (*) FM (**) 49,62 24,62 Dengan ini dapat disimpulkan bahwa system layak. Availabilitas sebesar 99.99% dapat direalisasikan dengan tidak perlu

memperhitungkan diversity.