ANALISIS INTERFERENSI PADA PROSES TRANSISI DARI SISTEM TV ANALOG KE SISTEM TV DIGITAL DVB T DENGAN KONFIGURASI SFN DI INDONESIA

Transkripsi

1 ANALISIS INTERFERENSI PADA PROSES TRANSISI DARI SISTEM TV ANALOG KE SISTEM TV DIGITAL DVB T DENGAN KONFIGURASI SFN DI INDONESIA Achmad Hafidz Effendi Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 611 AHafidz.Effendi@gmail.com Abstrak Penerapan teknologi digital pada sistem TV memberikan banyak keuntungan. Itulah alasan perlunya melakukan transisi teknologi pada sistem TV di Indonesia. Standard teknologi yang digunakan untuk mengembangkan sistem TV digital di Indonesia adalah DVB T (Digital Video Broadcasting Terrestrial). Kemampuan DVB T diimplementasikan pada konfigurasi SFN (Single Frequency Network) membuat teknologi ini sangat efisien pada penggunaan bandwidth. Dalam perjalanan proses transisi dari sistem TV analog ke sistem TV digital DVB T, sangat mungkin terjadi saling interferensi antara kedua sistem karena menduduki band yang sama. Interferensi yang terjadi tidak dapat diabaikan karena akan mengganggu sistem yang ada. Pada tugas akhir ini akan dilakukan analisis interferensi sesuai skenario pada saat masa transisi dengan menggunakan software SEAMCAT. Analisis dilakukan dengan menggunakan referensi data dan model propagasi hasil pengukuran di Jakarta. Kata Kunci: TV digital, TV analog, DVB T, SFN, interferensi. I. PENDAHULUAN Sistem TV digital memiliki beberapa kelebihan dibandingkan sistem TV analog, antara lain kualitas gambar dan suara yang lebih baik, kebutuhan daya yang lebih kecil, program TV yang lebih banyak[1] dan memungkinkan dikembangkannya layanan interaktif[2]. Beberapa kelebihan tersebut merupakan alasan dilakukannya proses transisi dari sistem TV analog yang ada di Indonesia saat ini (PAL (Phase Alternating Line)) ke sistem TV digital. Standard TV digital yang akan diterapkan di Indonesia adalah DVB T (Digital Video Broadcasting Terrestrial). Pada perjalanan proses transisi, sangat mungkin akan terjadi saling interferensi pada kedua sistem karena menduduki band yang sama. Agar perjalanan proses transisi minimal terhadap efek interferensi, maka dibutuhkan suatu skenario transisi yang tepat. Untuk itu perlu dilakukan suatu analisis interferensi melalui simulasi beberapa skenario interferensi antara kedua sistem sehingga dapat diketahui karakteristik masing masing sistem pada kondisi terinterferensi. II. METODE PENELITIAN Metodologi yang dilakukan dalam melakukan simulasi interferensi yang terjadi pada saat transisi dari sistem TV analog (PAL) ke sistem TV digital (DVB T) adalah : a) Perancangan skenario transisi b) Penentuan parameter simulasi c) Simulasi menggunakan perangkat lunak SEAMCAT A. Skenario Transisi Gambar 1 adalah model sel DVB T dan PAL pada saat proses transisi. Kedua sel saling overlap dimana satu pemancar PAL berada di pusat sel SFN DVB T dengan 7 pemancar. 1. PAL Menginterferensi DVB T Skenario 1 Pada skenario 1, pemancar PAL bertindak sebagai sumber interferensi terhadap user yang tersebar secara uniform pada wilayah sel tengah DVB T seperti diilustrasikan pada gambar 1. (c) (d) Gambar 1 Model sel overlap DVB T dan PAL pada saat proses transisi Model PAL menginterferensi DVB T skenario 1 (c) Model PAL menginterferensi DVB T skenario 1 (d) Model DVB T menginterferensi PAL skenario 1 Proceeding Tugas Akhir Teknik Elektro ITS

2 Skenario 2 Pada skenario 2, pemancar PAL bertindak sebagai sumber interferensi terhadap user yang tersebar secara uniform pada wilayah sel tepi DVB T seperti diilustrasikan pada gambar 1(c). 2. DVB T Menginterferensi PAL Skenario 1 Pada skenario 1, pemancar DVB T bertindak sebagai sumber interferensi terhadap user yang tersebar secara uniform pada wilayah sel PAL seperti diilustrasikan pada gambar 1(d). B. Parameter Simulasi Parameter Tabel 1 Parameter DVB T Parameter Nilai Satuan Keterangan Frekuensi 56 MHz Band IV kanal 25 [4][5] Bandwidth 8 MHz Kep. Men. [3] ERP 72.8 dbm RRC 6 [5] Tx 15 m RRC 6 [5] Rx 1 m Rekomendasi ITU [6] C/I 19 db default Emission Tabel 1 db RRC 6 [5] Mask Blocking Response gambar 2 Tabel 2 gambar 3 db RRC 6 [5] Tabel 2 Parameter PAL Parameter Nilai Satuan Keterangan Frekuensi 56 MHz Band IV kanal 25 [4][5] Bandwidth 8 MHz Kep. Men. [3] ERP 8 dbm asumsi Tx 15 m RRC 6 [5] Rx 1 m Rekomendasi ITU [6] C/I 19 db default Emission Mask Tabel 3 gambar 2 db ERC/EBU report [1] Blocking Response Tabel 4 gambar 3 db RRC 6 [5] Tabel 3 Breakpoints emission mask DVB T 8 MHz Relative frequency (MHz) Relative level (db) Tabel 4 Breakpoints emission mask PAL 8 MHz Relative frequency (MHz) Relative level (db) Tabel 2 Breakpoints blocking response DVB T 8 MHz Unwanted signal : 8 MHz analogue TV system Wanted signal : DVB T 8 MHz, 64 QAM, code rate2/3 f(mhz) Tabel 4 Breakpoints blocking response PAL 8 MHz Unwanted signal : DVB T 8 MHz Wanted signal : 8 MHz analogue TV system f(mhz) Model Propagasi Pada saat field test di Jakarta[4] telah diperoleh persamaan model propagasi : S α 1 = kr (1) dimana : S k r α 1 L = daya terima (Watt) = daya pancar (Watt) = jarak pemancar penerima (km) = eksponensial jarak 1 1 L = efek shadowing Pada persamaan tersebut 1 terlihat bahwa daya terima S hanya merupakan fungsi jarak. Persamaan tersebut akan bermasalah jika disimulasikan menggunakan SEAMCAT karena dalam SEAMCAT membutuhkan parameter frekuensi, power, tinggi antena, dll. Maka dari itu dibutuhkan validasi terlebih dahulu untuk mencari model propagasi built in yang sudah ada pada SEAMCAT yang paling mendekati dengan model propagasi di Jakarta. Proceeding Tugas Akhir Teknik Elektro ITS

3 Emission Mask DVB T 8 MHz Emission Mask PAL 8 MHz Relative level (db) Relative level (db) Relative frequency (MHz) Relative frequency (MHz) 1 15 Gambar 2 Emission mask untuk DVB T 8 MHz Emission mask untuk PAL 8 MHz 4 Blocking Response Wanted : DVB T 8 MHz 64 QAM code rate2/3, Unwanted : Analog TV 8 MHz 1 Blocking Response Wanted : Analog TV 8 MHz, Unwanted : DVB T 8 MHz delta f (MHz) delta f (MHz) 1 15 Gambar 3 Blocking response untuk DVB T 8 MHz Blocking response untuk PAL 8 MHz C. Simulasi Simulasi dilakukan dengan merubah distribusi Victim Receiver pada range jarak D (km) dari Wanted Transmitter. Jarak D divariasikan mulai jarak hingga jarak maksimum coverage dari transmitter dengan range sebesar 5 km. Data yang diambil dari simulasi adalah : 1. Rata rata drss (Desired Signal Strength) (dbm) 2. Rata rata irss unwanted (Interfering Signal Strength unwanted) (dbm) 3. Probabilitas interferensi (%) Simulasi dilakukan sebanyak 5 iterasi kemudian diambil rata ratanya. III. HASIL SIMULASI A. PAL Menginterferensi DVB T Skenario 1 Dari simulasi PAL menginterferensi DVB T skenario 1 menghasilkan data seperti pada tabel 5. Tabel 5 Data PAL menginterferensi DVB T skenario 1 D (Km) Hasil rata rata simulasi dengan 5 iterasi Tx/Rx drss irss unwanted C/I P(I) Dari data pada tabel 5 diperoleh plot seperti pada gambar 4. Dari tabel 5 dan gambar 19 terlihat bahwa probabilitas interferensi berada pada nilai di atas 99% di sepanjang lintasan. Hal tersebut karena level irss unwanted relatif besar terhadap drss sehingga menghasilkan rasio C/I di bawah kriteria yang diinginkan (19 db). Skenario 2 Dari simulasi PAL menginterferensi DVB T skenario 1 menghasilkan data seperti pada tabel 6. 1

4 Tabel 6 Data PAL menginterferensi DVB T Skenario 2 D (Km) Hasil rata rata simulasi dengan 5 iterasi Tx/Rx drss irss unwanted C/I P(I) Dari data pada tabel 6 diperoleh plot seperti pada gambar 4. Dari tabel 6 dan gambar 4 terlihat bahwa probabilitas interferensi memiliki nilai yang berbanding terbalik dengan nilai C/I. Saat nilai C/I berada di atas kriteria (19 db), maka nilai probabilitas interferensinya akan kecil. Dari hasil kedua skenario, diperoleh diagram contour yang menggambarkan tingkat probabilitas interferensi pada sebuah sel SFN DVB T seperti pada gambar 5. drss (dbm), irss unwanted (dbm), C/I (db) dan P(I) (% Jarak Tx/Rx DVB T (Km) Variable drss irss C/I P(I) drss (dbm), irss unwanted (dbm), C/I (db) dan P(I) (% Jarak Tx/Rx DVB T (Km) Variable drss irss C/I P(I) Gambar 4 Grafik hasil simulasi PAL menginterferensi DVB T skenario 1 Grafik hasil simulasi PAL menginterferensi DVB T skenario 2 Gambar 5 Contour sel SFN yang terinterferensi oleh PAL 2

5 drss (dbm), irss unwanted (dbm), C/I (db) dan P(I) (% Jarak Tx/Rx PA L (Km) Gambar 6 Grafik hasil simulasi DVB T menginterferensi PAL skenario 1 Contour sel PAL yang terinterferensi oleh DVB T 5 6 Variable drss irss C/I P(I) B. DVB T Menginterferensi PAL Dari simulasi PAL menginterferensi DVB T skenario 1 menghasilkan data seperti pada tabel 7. Tabel 7 Data DVB T menginterferensi PAL skenario1 D (Km) Hasil rata rata simulasi dengan 5 iterasi Tx/Rx drss irss C/I P(I) unwanted Dari data pada tabel 7 diperoleh plot seperti pada gambar 6. Dari tabel 7 dan gambar 6 terlihat bahwa probabilitas interferensi berada pada nilai % di sepanjang lintasan. Hal tersebut karena level irss unwanted relatif besar terhadap drss sehingga menghasilkan rasio C/I di bawah kriteria yang diinginkan (19 db). Dari hasil skenario, diperoleh diagram contour yang menggambarkan tingkat probabilitas interferensi pada sebuah sel PAL seperti pada gambar 6. IV. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisa dan pembahasan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut: a) Pada skenario transisi dengan kasus terburuk (bandwidth sama dan frekuensi overlap) : 1) Tingkat interferensi pada user DVB T yang berada di area tengah sel SFN DVB T mencapai %, hal tersebut disebabkan karena nilai C/I nya tidak memenuhi kriteria yang diinginkan (19dB). 2) Tingkat interferensi pada user DVB T yang berada di area tepi sel SFN DVB T cukup kecil (< 1%) hanya pada area yang berjarak kurang dari 5 Km dari pemancar DVB T. 3) Tingkat interferensi pada user PAL memiliki nilai % di semua area cakupan. b) Dalam sebuah proses transisi, untuk memperkecil terjadinya interferensi dapat dilakukan hal hal berikut : 1) Menghindari transisi dengan skenario kanal overlap. 2) Memperkecil power radiasi penginterferensi. 1. Memilih teknik modulasi yang memberikan kriteria nilai C/I terkecil. V. DAFTAR PUSTAKA [1] Jose M. C. Brito, Luciano L. Mendes, Fabbryccio A. Cardoso, Carlos A. F. Rocha and Dalton S. Arantes, Design, Simulation and Hardware Implementation of a Digital Television System: System Overview, 26 IEEE Ninth International Symposium on Spread Spectrum Techniques and Applications, 26. [2] Bambang Heru Tjahjono, Implikasi KONVERGENSI Teknologi Informasi dan Komunikasi Terhadap Perkembangan Industri dan Bisnis Media, Seminar ITS, ITS, 29. [3] Menteri Perhubungan Republik Indonesia, Rencana Induk (Master Plan) Frekuensi Radio Penyelenggaraan Telekomunikasi Khusus Untuk Keperluan Televisi Siaran Analog Pada Pita Ultra High Frequency (UHF), Keputusan Menteri Perhubungan Nomor : Km. 76 Tahun 23, 23 2

6 [4] Gamantyo Hendrantoro, Hary Budiarto, A. A. N. Ananda Kusuma, Arief Rufiyanto, Satriyo Dharmanto, Bambang Heru Tjahjono, Endroyono, Suwadi, Urban Radio Propagation Measurement for Digital TV Broadcast in Jakarta, Indonesia, IEEE Broadcast Technology Society Newsletter page 21, 29. [5] International Telecommunication Union, FINAL ACTS of the Regional Radiocommunication Conference for planning of the digital terrestrial broadcasting service in parts of Regions 1 and 3, in the frequency bands MHz and MHz (RRC 6), 26. [6] International Telecommunication Union, Field Strength Measurements At Monitoring Stations, Recommendation ITU R SM , [7] Polytron, Petunjuk Pengoperasian. [8] Electronic Communications Committee (ECC), Compatibility Between Mobile Radio Systems Operating in the Range MHz and Digital Video Broadcasting Terrestrial (DVB T) System Operating in UHF TV Channel 21 (47 478MHz), ECC Report 14, Juni 27. [9] Adrio Communications Ltd, Radio receiver noise floor, electronics.com/ info/receivers/sensitivity/noise_floor.php. [1] European Broadcasting Union, Planning and Introduction of Terrestrial Digital Television (DVB T) in Europe, ERC/EBU Report, Izmir, December RIWAYAT PENULIS Penulis dilahirkan di Kediri pada tanggal 2 Januari 1985 dengan nama lengkap Achmad Hafidz Effendi sebagai putra bungsu dari pasangan Muslikan dan Wiji Masnifah. Penulis menjalani masa pendidikannya hingga tingkat SMU dan lulus pada tahun 23. Setelah menamatkan SMU, penulis melanjutkan studinya ke jenjang pendidikan tinggi di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya dengan mengambil program Diploma 3 Teknik Elektro Computer Control dan memperoleh gelar Ahli Madya pada tahun 26. Dengan berbekal skill di bidang kontrol berbasis PLC (Programmable Logic Controller),penulis mulai merintis karirnya di dunia industri. Hingga pada tahun 27, penulis memutuskan untuk melanjutkan studinya kembali ke jenjang sarjana dengan mengambil bidang studi Teknik Telekomunikasi Multimedia di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Di akhir masa studinya, penulis sempat menjadi pegawai honorer di Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya sebagai pengembang laboratorium. 2