DESAIN KETINGGIAN ANTENA DAN LINK BUDGET SISTEM KOMUNIKASI LOS RADIO MICROWAVE DALAM KONFIGURASI NON-DIVERSITY. Faqih 1)

Transkripsi

1 Widya Tkika Vol.18 No.1; Mart 010 ISSN : 9-33 Abstrak DESAIN KETINGGIAN ANTENA DAN LINK BUDGET SISTEM KOMUNIKASI LOS RADIO MICROWAVE DALAM KONFIGURASI NON-DIVERSITY Faqih 1) Saat ii jaria trasmisi brbasis sistm microwac mjadi piliha ya bayak dipakai utuk mhubuka RBS da MSC pada jaria slular. Tujua dari plitia ii adalah utuk mrcaaka lik backbo poit to poit ya mhubuka Sulawsi Slata da Sulawsi Tgara. Sit trsbut adalah M715 Siwa ya brada di darata Sulawsi Slata da M379 Sulaho ya brada di darata Sulawsi Tgara da mguaka softwar Pathloss. Dari hasil prhitua da alisis didapat : jalur trasmisi radio titik k titik ara Siwa Sulaho mmiliki topographi rata-rata (datar); ilai rugi rua bbas (FSL) sbsar 144, 80 db; tigi ata pada sit Siwa sbsar 1 m, ka pada Sulaho sbsar 8 m.; rugi salura trasmisi pada sit Siwa sbsar 0,8 db, ka pada Sulaho 0,74 db; ata ya diguaka VHP m da gai 46 dbi. da Rx-siyal sbsar dbm, ilai ii masih mcukupi batas miimal Rx sigal -40 dbm. Abstract Currtly th twork-basd trasmissio systms microwac b a optio that is widly usd to coct th RBS ad MSC i cllular tworks. Th purpos of this study was to pla a poit to poit backbo lik that cocts with South East Sulawsi ad South Sulawsi. Sit is M715 Siwa rsidi i th mailad of South Sulawsi ad M379 Sulaho i mailad Southast Sulawsi usi th Pathloss softwar. From th calculatio ad aalysis of th rsults obtaid: th radio trasmissio path poit to aras of Siwa Sulaho i topographi hav a (flat); th fr spac loss (FSL) of db; ata hight at th sit of Siwa by 1 m, whras i Sulaho at 8 m.; loss trasmissio lis o th sit of Siwa 0.8 db, 0.74 db whil th Sulaho; atas usd VHP m with a gai of 46 dbi. th Rx-sigal of dbm, this valu is still sufficit thrshold -40 dbm Rx sigal Kywords : Microwav systm, ata hight, lik budgt PENDAHULUAN Trasmisi data da mdia microwav saat ii mjadi piliha ya pali bayak diguaka olh para oprator slulr. Slai kara kmampuaya ya hadal da kapasitas trafikya ya bsar, mdia ii mjadi piliha kara dapat lbih flksibl da fisi jika dihadapka pada kodisi kotur bumi dimaa tidak trdapat akss sprti darah pguua. Disaat harus mlitas di atas laut, mdia ii juga dirasa masih cukup fktif da fisi jika dibadika da mguaka jaria kabl bawah laut ataupu satlit. Prcaaa sistm trasmisi data da microwav salah satuya dilakuka olh Satoo I. [1]. Sistm trasmisi glomba mikro bkrja pada frkusi UHF 300 MHz-30 GHz (pada umumya 1-3 GHz) ya mmpuyai paja glomba dalam rua bbas atara cm. Siyal glomba mikro dipacarka mlalui litasa lurus dari satu titik k titik ya lai, dikal da istilah litasa garis pada atau li of sight (LOS). Stasiu pmacar, prima, maupu rlai ditmpatka di lokasi ya tigi da mara ata ya tigi pula, agar trasmisi siyal mcakup darah LOS ya maksimum, shiga dapat diprolh suatu litasa glomba ya brsifat lasu (dirct sigal path). Propagasi LOS glomba mikro mguaka glomba radio atau RF ( Radio Frqucy), ya juga mrupaka 1) Staf Pajar Jurusa Tkik Elktro Uivrsitas Widyagama Mala glomba lktro-magtik. Komuikasi glomba mikro dapat diguaka utuk komuikasi satlit maupu komuikasi trstrial ya mrambat mlalui atmosfr, shiga fk atmosfr saat mmparuhi rgi da brkas glombaya. Rdama rgi da pmudara brkas glomba ii ya disbut da pmudara (fadi). Sistm trasmisi glomba mikro trdiri atas dua macam yaitu sistm aalog da sistm digital. Sistm glomba mikro aalog mguaka glomba radio da modulasi FM ( Frqucy Modulatio), baik da sistm pjamaka frkusi atau FDM (Frqucy Divisio Multiplxi) maupu waktu atau TDM (Tim Divisio Multiplxi). Sdaka sistm glomba mikro digital mguaka glomba radio ya trmodulasi digital PSK ( Phas Shift Kyi), modulasi QAM (Quadratur Amplitud Modulatio) da pjamaka waktu TDMA ( Tim Divisio Multipl Accss). DESAIN KETINGGIAN ANTENA DAN LINK BUDGET Li of Sight da Darah Frsl Li of sight adalah kodisi dimaa atara pmacar da prima dapat sali brkomuikasi tapa ada phala di ataraya. Kodisi ii scara tori (olh Frshl) digambarka sbagai bola football atara dua lokasi ya sali brhubua [], sprti tampak pada gambar 1. 9

2 WIDYA TEKNIKA Vol.18 No.1; MARET 010 : 9 33 Frsl Zos d hc h1 ( h1 h) hs d Ka () 3rd* d* 1st* * Frsl Zos Gambar 1. Darah Frsl Zo Utuk mtahui brapa ktigia miimal ya prlu di sdiaka agar ata dapat bkrja da baik, sbaikya dihitu Frshl Zo Clarc (FZC) ya diprluka. Tampak pada gambar ya lai, bola rugbi Frshl diprlihatka bsrta rumus utuk mhitu ktigia ya diprluka. Gambar. Frsl Zo Clarac Utuk mtahui ilai frshl k dapat diprolh dari r (1) Sit A Th First Frsl Zo Frsl Zo diamtr dpds upo Wavlth, ad Distacs from th sits alo axis For miimum Diffractio Loss, clarac of at last 0.6F1+ 3m is rquird d d d Sit B Gambar 3. Path Clarac Da adalah jarak ata pmacar da phala, d adalah jarak ata prima da phala, h1 adalah tigi ata pmacar da prima. Clarc ii mtuka tigi ata miimal ya prlu disiapka agar siyal dapat ditrima da baik di prima. Utuk mmprolh siyal ya baik, ktigia towr biasaya lbih tigi daripada clarc di atas. Utuk jarak skitar 4 km dibutuhka towr da ktigia 10 mtr-a. Jika ada halaa di wilayah Frsl Zo maka prformac systm aka trgagu. Faktor K Faktor K mrupaka rasio atara radius bumi fktif trhadap radius bumi sbarya. Brikut adalah ilai K pada bbrapa gara, amu scara umum dalam dsai sri kali diguaka ilai K= 4/3 atau 1,33. Tabl 1. Faktor K Utuk mmprolh Li of Sight ya baik, miimal 60% dari Frshl Zo ya prtama ditambah tiga (3) mtr harus bbas dari brbagai hambata/ ritaa. Path Clarac Path Clarac mrupaka rua atara garis lik da obstacl pada suatu jarak trttu. Dalam mdsai sbuah trasmisi radio microwav, faktor clarac mjadi prsoala utama ya harus diprhatika. Pada Gambar 3. path clarac pada jarak d diyataka sbagai: 30 Fr Spac Loss (FSL) Fr spac loss adalah purua lvl daya glomba radio atau rugi-rugi ya trjadi slama glomba mrambat di rua bbas. Rugi-rugi ii diparuhi olh bsar frkusi da jarak atara pirim da prima. Atau da kata lai fr spac loss trjadi atara pirim da prima ya dipisahka olh jarak D da mlwati suatu mdia

3 DESAIN KETINGGIAN NON-DIVERSITY [FAQIH] isotropik. Nilai FSL pada litasa da jarak D sbagai brikut,[3] : FSL 4 D 0log (3) HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Survy LOS Data hasil survy LOS, dapat dilihat pada Tabl 1. Studi kasus pada bagia ii mlibatka dua buah towr, dimaa posisi lik ata difusika sbagai backbo ya mhubuka Sulawsi Slata da Sulawsi Tgara. Sit trsbut adalah M715 Siwa ya brada di darata Sulawsi Slata da M379 Sulaho ya brada di darata Sulawsi Tgara. Tabl 1. Koordiat Sit Poit Survy M715 Siwa M379 Sulaho Koordiat S E S E Tigi towr 90 m - Jis towr SST - Tabl. Data Hasil Survy N o. Jara k (Km ) Jis Obsta cl Tig i Obsta cl 1. 0,4-0,6. 0,7-,4 3.,4-57,6 4. 5,.6-59,1 10 Buildi Jis Litas a 10 G/ Tr 10 G/ - - Salt Watr Tr 0 G/ Cur ah Huj a Ktr aa rdah rdah Laut tigi Polaha data hasil survy dilakuka da da cara mhitu bbrapa paramtr sprti factor clarac, mtuka ilai factor K, kadaa cuaca rata-rata srta brbagai hal lai ya trkait, da mguaka softwar Pathloss 4. Kofigurasi Nodivrsity Pada kofigurasi Nodivrsity, lik ata haya trjadi atara sbuah ata trascivr pada masi-masi sit. Kofigurasi ii pada pathloss 4.0 disbut sbagai kofigurasi TR-TR. Utuk mlakuka simulasi pada softwar pathloss 4.0 dilakuka prjaaa pr modul. Fr Spac Loss Frkusi krja pada sistm ii adalah sbsar 7GHz. Nilai ii dipilih kara pada frkusi ii lbih rta trhadap trjadiya loss trasmisi miat jarak litasa ya cukup jauh. Da mmbrika ilai frkusi da jarak sprti pada tabl di atas, maka ilai fr spac lossya sbsar : 4x3,14 x59,110 FSL 0 log 8 9 3x10 / 7x10 FSL 0 log ,67 FSL 0 x7,4 FSL 144,77 db 144,80 db Prhitua Tigi Ata Utuk mhitu tigi ata, trlbih dahulu dihitu clarac miimal, da mmprhatika obstacl pada jarak brapa ya pali mgagu. Pada modul ata hights dapat diktahui, bahwa obstacl ya pali mgagu adalah pada jarak 1,6 Km, da dmikia maka pada darah ii clarac harus bar-bar diprhatika. Prhitua clarac [4] : = m; d = m; d = m; = Nilai 60% Frsl zo adalah: R = d 1 d d 1 d = 1.0, R = 8,18 m 60% F1 = 8,18 X 60% = 4,9 m Brdasarka Tabl 1. utuk mdapatka clarac ya ama dari obstacl, maka 60%F1 dibrika jarak tambaha 3,4 m. Da dmikia clarac miimal ya dibutuhka pada jarak 1,6 Km adalah: 60%F1 + 3,4 m = 4,9 + 3,4 = 8,3 m Da ilai miimal clarac 8,3 m brarti jarak atara garis lurus lik da obstacl harus lbih dari atau sama da ilai trsbut. Pada gambar 4.3 trlihat saat garis lik tpat brsigua da obstacl, ktigia ata pada M715 Siwa = 1,6 m da M379 = 5 m. Macu pada ilai trsbut maka pada jarak 1.6 Km, stimasi ktigia ata miimal dapat dittapka yaitu pada M715 Siwa = 0,9 m 1 m. Sdaka pada M379 kara brada pada jarak dibawah 1 Km dari sit M379, maka stimasi ktigia ata miimal dapat dittapka pada ktigia 5 m ditambah 3 m ssuai da tabl.1 mjadi 8 m. Prhitua utuk mdapatka ktigia ata : = ; d h1 = 6,7 + 1 h = 343,8 + 8 h h1 = 34,1 m = m = 7,7 m = 351,8 m 31

4 WIDYA TEKNIKA Vol.18 No.1; MARET 010 : 9 33.d = m hs = lvasi obstacl + h obstacl hs = 7, = 17,8 m Ka = 1,33 X = Hc = h1 - (h- h1) - d d - hs Ka X Hc = 351,8-34, ,8 = 351, ,8 = 351,8 315,33 5,43 17,8 Hc = 13, m Hc ktigia ya dircaaka = 5 m Kara clarac ya dibutuhka adalah 8,3 m ka Hc=13, maka ktigia ya dircaaka tlah mmuhi batas miimal. Sdaka slisih 5 m mrupaka rua ya dibrika utuk matisipasi prtumbuha obstacl brupa poho ya masih bisa tumbuh lbih tigi. Kbara prhitua diatas, dapat diuji da mguaka pathloss 4.0 yaitu pada modul Ata Hights. Gambar 4. Prhitua Path Clarac Kara radio ya diguaka adalah 8 MHz ka dalam data sht ya pali mdkati adalah 10 MHz maka diambil ilai loss pada 10 MHz da ilai 0,67 db/100m. Da dmikia maka loss dalam koaksial Utuk sit: M715Siwa 41/100 X ,7 db M379Sulaho 8/100X db utuk prhitua loss koktor diguaka rumus CoctorLoss 0.05x Frq(GHz) (4) CoctorLoss 0.05x,646 CoctorLoss 0, 13dB Kara masi-masi sit mmbutuhka 4 koktor, shiga ilai loss di dalam koktor total adalah 4 X 0,13 = 0.5dB Pada jumpr, masi-masi adalah 4 mtr shiga total loss adalah x4 Jumprloss db 100 Da dmikia total loss pada salura trasmisi utuk: M715 Siwa = Coax Loss + (Coctor Loss + Jumpr Loss) = 0,7 + 0, = 0.8 db M379 Sulaho= Coax Loss + (Coctor Loss + Jumpr Loss) = 0,19 + 0, = 0,74 db Pmiliha Ata Trasmisi Pmiliha ata trasmisi didasarka pada kbutuha, shiga RX lvl pada akhir prhitua masih brada pada batas miimal -40 dbm, [5]. Dalam kasus ii dipilih VHP m da gai 46 dbi. Pada Gambar 4. ilai h1 = 1 m da h = 8 m da clarac tolrac = 13,3m. Pada likara bsar, saat jarak = 1,6 km trdapat clarac = 8,3 m da %F1 = 4,9 m. Jumlah kdua paramtr iilah ya dalam prhitua disbut sbagai Hc. Dari hasil prhitua da Pathloss 4.0, diktahui bahwa clarac ya diiika sbsar 8,3 m da tambaha 5 m sbagai rua bagi tumbuhya obstacl tlah dapat dicapai da ktigia ata h1 = 1 m da h = 8 m. Loss pada Salura Trasmisi Kara ktigia ata sudah diktahui, maka stimasi kbutuha kabl koaksial juga sudah bisa dittuka. Pada sisi M715 Siwa da ktigia ata 1 m da paja kabl tray 0 m maka kbutuha koaksialya adalah 41m. Sdaka utuk sisi 379 Sulaho da ktigia ata 8 m da kabl tray 0 m. 3 Gambar 5. Jis ata ya digiaka Prlu diprhatika bahwa ilai Rx Sigal (dbm) = -9.9 blum ttu mrupaka ilai ya ssuai da atura batas miimal RX sigal = -40 dbm. Olh kara itu, stlah m-lookup tip ata harus dick pada

5 DESAIN KETINGGIAN NON-DIVERSITY [FAQIH] bagia modul rflctios brapa bsar ilai rlativ rciv sigal-ya. Sbagai cotoh, jika diguaka ata tip VHP m, maka Rx Sigal = dbm. Sdaka ilai rlativ rciv sigal pada darah K=1.33 mujukka ilai -14 dbm. Da dmikia ilai Rx ya ssuuhya dapat mcapai (-31.5) + (-14) = dbm. Nilai ii myalahi atura batas miimal Rx sigal = -40 dbm. Da dmikia jika trjadi kodisi sprti ii, dibutuhka tip ata da diamtr ya lbih bsar dari tip VHP m. Pada darah K=1.33 ilai rlativ Rciv Sigal = -10 dbm. Da dmikia jika dijumlahka da Rx sigal maka mjadi = dbm. Nilai ii masih mcukupi batas miimal Rx sigal -40 dbm. Hasil total prhitua lik budgt trakum dalam gambar brikut. KESIMPULAN Brdasarka aalisis da hasil prhitua maka dapat disimpulka bbrapa hal, atara lai : 1. Pada jalur trasmisi radio titik k titik ara Siwa Sulaho mmiliki topographi rata-rata (datar). Nilai rugi rua bbas (FSL) sbsar 144,80 db 3. Tigi ata pada sit Siwa sbsar 1 m, ka pada Sulaho sbsar 8 m. 4. Rugi salura trasmisi pada sit Siwa sbsar 0,8 db, ka pada Sulaho 0,74 db 5. Ata ya diguaka VHP m da gai 46 dbi. Da Rx-siyal sbsar dbm. Nilai ii masih mcukupi batas miimal Rx sigal -40 dbm. DAFTAR PUSTAKA [1]. Satoso I, Zahra, 008, Pracaa Jalur Glomba Mikro 13 Ghz Titik K Titik Ara Prawoto Udaa Kudus, Trasmisi, Jural Tkik Elktro, Jilid 10, Nomor 3, Sptmb, hlm []. dowload 3 april 008 [3]. Rappaport, Thodor S.,1997, Wirlss Commuicatios., Prtic Hall PTR, Nw Jrsy. [4]. Frma Rogr L., 1998, Tlcommuicatio Trasmissio Hadbook, Joh Willy & Sos, USA [5]. Frma Rogr L., 007, Radio Systm Dsig for Tlcommuicatio, Joh Willy & Sos, USA. Gambar 5. Full Rport lik budgt 33