Sistem Transmisi KONSEP PERENCANAAN LINK RADIO DIGITAL

Transkripsi

1 Sistem Transmisi KONSEP PERENCANAAN LINK RADIO DIGITAL

2 PERENCANAAN SISTEM KOMUNIKASI RADIO, MELIPUTI : * Perencanaan Link Radio (radio( link design) * Perencanaan Sub-sistem Radio (equipment( design) * Perencanaan Jaringan (network( design) Sebelum perencanaan selalu didahului dengan Penelitian Propagasi (research( on propagation) FOKUS PEMBAHASAN pada PELATIHAN ini : * Perencanaan Link Radio (radio( link design) dengan memperhatikan : * Perencanaan Sub-sistem Radio (radio( subsystem design) * Penelitian Propagasi (research( on propagation) OBYEKTIF PERENCANAAN : Kinerja Sinyal Informasi (BER ; C/N ; dll) dan Kehandalan Sistem (Path Availability dan Equipment Availability/ Reliability)

3 Pre-design : Research on Propagation Obyektif Tahap Perencanaan ini : Memilih model kanal yang cocok pada link radio terestrial yang akan direncanakan. Dengan cara melakukan penelitian terhadap kondisi atmosphere/iklim, kondisi lingkungan/contour pada link radio tersebut. MODEL KANAL LINK RADIO TERESTRIAL, umumnya dimodelkan sebagai Large Scale Path Loss _ Free Space Propagation Model Jika dilihat dari kondisi lingkungan dapat dibedakan menjadi : Free Space, Line of Sight/ non LOS, Limited Obstacle, Fading, atmosphere : clear Free Space, Line of Sight/ non LOS, Limited Obstacle, Fading, atmosphere : rainy Free Space, Line of Sight/ non LOS, Multi Obstacle, Fading, atmosphere : clear Free Space, Line of Sight/ non LOS, Multi Obstacle, Fading, atmosphere : rainy Pengaruh Pemilihan Model Kanal pada Perencanaan Link Radio Pada tahap Pemilihan Sub-sistem Radio

4 LANJUTAN Pre-design : Research on Propagation Contoh Pengaruh Pemilihan Model Kanal Pada tahap Pemilihan Sub-sistem Radio Jika ternyata dari penelitian propagasi, diprediksi bahwa Fade Depth yang terjadi cukup besar atau diprediksi rawan terhadap selective fading atau diprediksi bahwa redaman atmosfer (hujan atau gas-gas) cukup besar, maka harus dipertimbangkan teknik untuk mengkompensasinya Pada tahap Power Link Budget Secara langsung akan berpengaruh pada kebutuhan daya yang harus disediakan, karena akan mempengaruhi path loss, yaitu : Kondisi free space : free space loss Kondisi non Line of sight + limited obstacle : diffraction loss Kondisi Multi Obstacle : multi diffraction loss Kondisi rainy : rain loss

5 LANJUTAN Pre-design : Research on Propagation

6 TAHAP-TAHAP PERENCANAAN LINK RADIO * Inisialisasi * Site planning * Pemilihan Sub-sistem Radio * Power Link Budget * Evaluasi Kinerja Sistem Hasil Rancangan * Perbaikan Sistem/Rekonfigurasi (optional) * Konfigurasi Sistem Hasil Rancangan Akhir INISIALISASI Suatu hasil rancangan sistem yang bagus adalah yang efisien dan optimal. Sehingga pada tahap awal perlu dikompilasi segala infor- masi dan data yang berkaitan dengan kondisi real dilapangan. Hal ini akan terkait dengan strategi perancangan yang akan diterapkan.

7 LANJUTAN INISIALISASI Beberapa contoh informasi/data yang dimaksud : Apakah ada perangkat keras yang bisa dimanfaatkan ulang? misal : menara antena, antena, RF Stage (Tx/Rx), dll Data koordinat lokasi Tx Rx (end to end) (untuk menentukan : route yang dipilih, jumlah hop/repeater, jarak antar repeater dll ) Kualitas link (end to end) yang akan dirancang (high( grade, medium grade or local grade link) Frekuensi Kerja yang dipilih Macam Informasi yang dilayani, akan menentukan kualitas sinyal informasi yang harus dipenuhi (BER, C/N dll) dan bandwidth yang harus disediakan Peta Topografi,, digunakan untuk membuat path profile untuk masing-masing hop Prediksi calon Pelanggan,, akan menentukan jumlah kanal yang harus disediakan Bandwidth yang tersedia

8 N Macam informasi Baseband bandwidth o. 1. Voice 3.5 KHz 2. Audio channel 4 KHz 3. Video channel 4 MHz 4. Television channel 6 MHz 5. Multiplexed voice 12 ch. 48 KHz 40 ch 160 KHz 100 ch 400 KHz 500 ch 2 MHz 1000 ch 4 MHz

9 KONSEP PERENCANAAN LINK RADIO DIGITAL SITE PLANNING Tujuan perencanaan ini adalah merencanakan route siskom radio, end to end, menentukan letak dan jenis repeater (aktif atau pasif) dan tinggi menara antena pada setiap stasiun radio, dengan memperhatikan syarat line of sight. θ V B D θ H C E Berikut ini adalah langkah-langkah umum yang dilakukan pada tahap perencanaan ini : Menyiapkan peta topografi yang memuat link radio, end to end

10 KONSEP PERENCANAAN LINK RADIO DIGITAL LANJUTAN SITE PLANNING Menentukan route, dengan memperhatikan demand/trafik yang akan dilayani Membagi link radio menjadi hop-hop, jumlah dan letak masing-masing repeater (aktif/pasif) Membuat path profile untuk setiap hop Menentukan letak menara antena untuk masing-masing hop, menghitung jarak setiap hop, menetunkan faktor k, dengan memperhatikan data atmosphere pada link radio tersebut Menentukan tinggi menara antena agar memenuhi syarat LOS Melakukan analisis apakah pada hop tersebut perlu repeater pasif? atau perlu peru-bahan route? disesuaikan dengan kondisi lingkungan yang ada. Melakukan survey lapangan Membuat lay-out lokasi

11 LANJUTAN SITE PLANNING Menginventarisasi kondisi lingkungan sekitar stasiun/repeater (aktif/pasif) : Posisi & ketinggian setiap obstacle Power availability Ketersediaan bahan bakar & pengirimannya Kontraktor lokal, bahan bangunan, perangkat Aturan lokal/nasional berkaitan dengan tinggi menara. Apakah letak stasiun/repeater cukup jauh dari airport/fasilitas umum vital lain? Data temperatur, kelembaban udara, hujan, angin, topan dll Menguji EMI (electromagnetic interference) di lokasi tersebut.

12 PEMILIHAN SUB-SISTEM RADIO Pemilihan spesifikasi perangkat antara lain berkaitan dengan pemilihan frekuensi kerja, hasil penelitian propagasi, bit rate dll. Lf Ld Lp+M Ld Lf Tx Rx Tx Rx A MOD DEMOD B MOD DEMOD MUX DEMUX MUX DEMUX

13 LANJUTAN PEMILIHAN SUB-SISTEM RADIO SUB-SISTEM RADIO PEMANCAR/PENERIMA YANG DIPILIH ANTARA LAIN ADALAH : Sistem Antena RF Stage (Pemancar maupun Penerima), dengan memperhatikan kebutuhan akan daya pancar, sensitivitas penerimaan, noise figure dll Saluran Transmisi yang tepat Sistem Modulasi yang cocok Baseband subsystem, misal PCM, Multiplex dll

14 POWER LINK BUDGET Obyektif dari tahap perencanaan ini merencanakan kebutuhan daya agar menperoleh kualitas sinyal informasi (BER, C/N dll) sesuai dengan macam sinyal informasi yang dilayani (suara/data/ mutimedia) dan menjamin kehandalan sinyal informasi (path( availability) ) sesuai dengan grade link yang diinginkan. Untuk mencapai obyektif perencanaan di atas, dapat diikuti langkah- langkah berikut : Untuk memperoleh kualitas sinyal informasi yang telah dipilih (misal sinyal informasi : suara, BER 10-6 ), dan dengan memperhatikan sistem modulasi yang telah dipilih sebelumnya, maka dihitung mundur dengan urutan sebagai berikut : BER Eb/No C/N RSL min_utk_ utk_ber (System Gain) P TX Untuk menjamin path availability terhadap pengaruh Fading, maka diterapkan cadangan daya (Fading Margin), sehingga Receiver Sinyal Level FM = Receiver Sinyal Level BER +Fading Margin

15 Dimana : System Gain FM + L fs + L atmosfer + L Tx + L Rx G Tx - G RX FM adalah Fading Margin sesuai dengan reliability/availability objective system yang sedang dirancang tersebut L fs adalah free space loss L atmosfer adalah rugi-rugi hujan + gas + awan/kabut (optional) L Tx, L Rx adalah rugi-rugi di Tx dan Rx, meliputi waveguide feeder loss/ transmission line dan branching loss G Tx, G RX adalah Gain antenna di TX dan RX Hubungan BER Eb/No tergantung dari jenis sistem modulasi Hubungan antara Eb/No dengan C/N dipengaruhi oleh data perangkat penerima

16 EVALUASI KINERJA HASIL RANCANGAN Obyektif tahap perencanaan ini adalah melakukan evaluasi kinerja sistem hasil rancamgan. Ada 2 hal yang perlu dievaluasi Apakah sistem yang kita rancang telah menjamin kehandalan subsistem radio ( equipment subsystem availability )? Jika belum maka perlu diterapkan suatu mekanisme perbaikan kinerja, misal dipasang hot standby, cold standby atau frequency diversity Apakah sistem yang kita rancang telah menjamin kehandalan kualitas sinyal informasi pengaruh propagasi (misal terjadinya Fading)? Untuk terhadap menguji hal itu dapat diikuti langkah-langkah berikut ini : Mengevaluasi : apakah RSL rancang < P th-receiver jika ya : rekonfigurasi sistem hasil rancangan jika tidak : evaluasi dilanjutkan Menghitung Availability standar/itu_r Menghitung Fading Margin standar/itu-r

17 LANJUTAN EVALIASI KINERJA HASIL RANCANGAN Membandingkan Fading Margin sistem hasil raancangan dengan Fading Margin standar/itu-r FM rancang < FM standar-itu-r? jika ya : rekonfigurasi sistem hasil rancangan jika tidak : evaluasi dilanjutkan Mengevaluasi apakah selisih FM rancang dengan FM standar-itu-r cukup besar? (sistem terlalu bagus ) jika ya : rekonfigurasi sistem hasil rancangan jika tidak : evaluasi dilanjutkan Mengechek apakah sistem hasil rancangan belum dilengkapi perangkat pendukung (supervisory & control)? jika ya : rekonfigurasi sistem hasil rancangan jika tidak : evaluasi selesai

18 REKONFIGURASI (OPTIONAL( OPTIONAL) Tidak ada suatu prosedur yang baku pada tahap rekonfigurasi /perbaikan sistem ini, semua tergantung pada kekurangan sistem dan kondisi yang ada. Sistem hasil rancangan yang bagus adalah yang optimal, tidak berlebihan, sesuai standar link yang dirancang, baik dari sisi penyediaan daya, kualitas sinyal maupun harga. Beberapa parameter yang perlu diperhatikan dalam rekonfigurasi sistem rancangan ini adalah : kualitas sistem/availability terjamin power sekecil mungkin menghindari overreach biaya semurah mungin dapat direalisasikan

19 LANJUTAN REKONFIGURASI (OPTIONAL( OPTIONAL) Beberapa alternatif untuk menjamin radio subsystem availability /reliability : memasang redundancy system : hot standby cold standby memasang sistem diversitas, misal frequency diversity, polarization diversity Beberapa alternatif untuk memperbesar Fading Margin sistem hasil rancangan memasang space diversity memperbesar daya pancar (sistem GMD umumnya 30 dbm) memilih antena dengan gain lebih besar (dimensi lebih besar atau efisiensi lebih besar) memilih perangkat antena yang lebih bagus penguatannya menambahkan teknik pengkodean

20 menurunkan frekuensi kerja (perhatikan bandwidth / bit rate yang akan dipancarkan) memperpendek jarak antar repeater memilih saluran transmisi dengan redaman lebih kecil Jika hasil rancangan terlalu bagus maka sistem hasil rancangan juga perlu direkonfigurasi: daya pancar diperkecil dimensi antena diperkecil dll Agar hasil rekonfigurasi sistem optimal, sebelum menentukan spesifikasi perangkat baru, terlebih dahulu dihitung : Berapa db kelebihan atau kekurangan cadangan daya hasil rancangan awal. Contoh : Fm rancang > FM standar-itu-r P lebih (db) = FM rancang - FM standar-itu-r RSL < P threshold P kurang (db) = (P threshold RSL) + FM standar-itu-r

21 KONFIGURASI HASIL RANCANGAN AKHIR Setelah semua proses selesai, baru diperoleh hasil rancangan akhir yang telah terjamin kehandalan dan kualitas sinyal informasinya. Hasil radio link design dapat representasikan dalam bentuk blok diagram, unjuk kerja maupun spesifikasi perangkatnya (sub-sistem radio)

22