ANALISIS PERBANDINGAN PERUBAHAN MEDIA PENGHANTAR DARI MICROWAVE BASE TRANSCEIVER STATION MENJADI MACROCELL OUTDOOR FIBER OPTIK DI DAERAH BATAM

Transkripsi

1 ANALISIS PERBANDINGAN PERUBAHAN MEDIA PENGHANTAR DARI MICROWAVE BASE TRANSCEIVER STATION MENJADI MACROCELL OUTDOOR FIBER OPTIK DI DAERAH BATAM OLEH : NICHOLAS NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2 ANALISIS PERBANDINGAN PERUBAHAN MEDIA PENGHANTAR DARI MICROWAVE BASE TRANSCEIVER STATION MENJADI MACROCELL OUTDOOR FIBER OPTIK DI DAERAH BATAM Oleh : NICHOLAS NIM : Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN Sidang pada tanggal 8 bulan Januari tahun 2014 di depan penguji 1) Ir. M.Zulfin, MT. : Ketua Penguji 2) Ali Hanafiah Rambe, ST., MT. : Anggota Penguji Disetujui Oleh : Pembimbing Tugas Akhir (Naemah Mubarakah, ST., MT.) NIP : Diketahui oleh : Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU (Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si) NIP :

3 ABSTRAK Dalam dunia telekomunikasi, jaringan transmisi merupakan suatu hal yang sangat penting. Karena dengan adanya suatu jaringan transmisi yang baik maka akan dapat dihasilkan komunikasi yang baik. Namun disamping menghasilkan komunikasi yang baik juga harus diperhatikan penggunaan biaya yang dikeluarkan apakah sudah efisien atau sudah layak. Jaringan transmisi macro outdoor fiber optic atau yang biasa disebut BTS Fiber Optik merupakan jaringan yang paling ekonomis untuk penggunaan dalam kota saat ini. BTS Fiber Optic merupakan konsep unik yang membantu meningkatkan konektivitas pada lokasi tertentu terutama lokasi perkotaan dimana peningkatan tersebut tidak menggunakan pembangunan tower yang baru tetapi menggunakan fasilitas tiang baik tiang listrik ataupun tiang lampu yang sudah ada dan dengan menggunakan media transmisi fiber optik sehingga tidak mengganggu pemandangan kota. Pada Tugas Akhir ini dilakukan perbandingan analisis kinerja baik dari segi ketinggian, jarak, frekuensi, dan VSWR dari BTS microwave pada umumnya dibandingkan dengan kinerja dari BTS FO. Serta perbandingan prinsip kerja dari base transceiver station microwave dengan macro outdoor fiber optic. Dari hasil analisis diatas didapatkan bahwa ketinggian antena sektor berbanding terbalik dengan pathlos, jarak dan frekuensi kerja berbanding lurus dengan pathloss, matching impedance pada BTS FO lebih mudah dari BTS microwave, sehingga BTS FO lebih cocok digunakan pada daerah perkotaan dan BTS microwave lebih cocok digunakan pada daerah suburban.

4 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah: ANALISIS PERBANDINGAN SISTEM MICROWAVE BASE TRANSCEIVER STATION DENGAN MACRO OUTDOOR FIBER OPTIC BASE TRANSCEIVER STATION DI DAERAH BATAM Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Naemah Mubarakah, ST,MT selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST,MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. 3. Bapak F. Rizal Batubara, ST., MT. sebagai Dosen Wali penulis, yang selalu memberikan dukungan sebagai wali penulis.

5 4. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. 5. Kepada Bapak dan Ibu tercinta yang selalu merawat, menjaga, dan mendoakan dan memberikan segalanya kepada penulis sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan 6. Adik tercinta: Oscar Dirgantara Tanzil dan seluruh Keluarga Besar yang menjadi inspirasi dan selalu memberikan motivasi, perhatian dan doanya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 7. Sahabat-sahabat seperjuangan: Rudy Chandra, Yosua Nainggolan, Daniel Hermanto Marpaung, Frans Christian Sitompul, Candra V.Tambunan, Fitri C Simbolon, dan seluruh stambuk 2009, semoga silaturrahmi kita terus terjaga. 8. Teman baik saya: Monica Isabella yang selalu mendukung dan mendoakan saya hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini. 9. Para teman-teman Mafia TA Elektro: Kevin Pinem, Dea R Silalahi, Samueal Silitonga, Nuzul Luthfihadi, M. Farizi, Oloni Juntak, Mas Eko Kurniawan, yang tetap memberikan support terbaik kepada saya. 10. Para teman-teman DotA comunity: Denny Pasaribu, Franklin Juntak, Laek Lamcan Raya Tamba, Paul Hutabarat, David Tampubolon, Eko Pandiangan, Nic Tohay, Abang pro Joseph Mumbane Napitupulu, dan yang lainnya yang telah gugur terimakasih atas supportnya. 11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

6 Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bertujuan untuk menyempurnakan dan memperkaya kajian Tugas Akhir ini. Akhir kata penullis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Medan, November 2013 Penulis, Nicholas NIM:

7 DAFTAR ISI ABSTRAK i KATA PENGANTAR.ii DAFTAR ISI v DAFTAR GAMBAR..viii DAFTAR TABEL xi DAFTAR ISTILAH xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penulisan Manfaat Penulisan Batasan Masalah Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan 4 BAB II DASAR TEORI 2.1 Pendahuluan Pengertian Antena Parameter Antena Direktivitas Antena Gain Antena Pola Radiasi Antena Polarisasi Antena....11

8 2.3.5 Beamwidth Antena Bandwidth Antena Antena Isotropis Antena directional Antena Unidirectional Antena Omnidirectional Prinsip Dasar Komunikasi Serat Optik Pemantulan Sempurna Hukum Snellius Perambatan Cahaya Struktur dan Jenis Serat Optik BAB III PERENCANAAN MACRO OUTDOOR BASE TRANSCEIVER STATION DI BATAM 3.1 Perencanaan BTS Fiber Optik Konfigurasi Jaringan BTS Fiber Optik Perencanaan Jaringan BTS Hotel di Batam Peralatan Utama pada BTS microwave dan BTS FO Panel ACPDB Power Supply unit (PSU) Minilink Outdoor Unit Indoor Unit Tipe Propagasi...44 BAB IV ANALISIS PERBANDINGAN BTS MICROWAVE DENGAN BTS FIBER OPTIC

9 4.1 Perhitungan Pathloss dengan Variasi Parameter Tinggi BTS Perhitungan Pathloss dengan Variasi Frekuensi Kerja BTS Perhitungan Pathloss dengan Variasi Jarak BTS ke MS Parameter VSWR Parameter Lainnya BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA...82 LAMPIRAN

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Antena dengan Transceiver dan Receiver...7 Gambar 2.2 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional Gambar 2.3 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional Gambar 2.4 Polarisasi Antena Gambar 2.5 Beamwidth Antena Gambar 2.6 Bandwidth Antena Gambar 2.7 Antena Isotropis Gambar 2.8 Contoh Antena Unidirectional Gambar 2.9 Pemantulan dan Pembiasan Cahaya Gambar 2.10 Pemantulan (Refleksi) pada Cermin Gambar 2.11 Pembiasan (Refraksi) Gambar 2.12 Hukum Snellius Gambar 2.13 Propagasi Cahaya Pada Serat Optik Gambar 2.14 Struktur Dasar Serat Optik Gambar 2.15 Serat Optik Step Indeks Gambar 2.16 Serat Optik Graded Indeks Multimode Gambar 2.17 Serat Optik Step Indeks Multimode Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan BTS Fiber Optik Gambar 3.2 Konfigurasi Jaringan BTS Fiber Optik Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan BTS Fiber Optik Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan BTS Fiber Optik Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan BTS Fiber Optik Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan BTS Fiber Optik

11 Gambar 3.1 Konfigurasi Jaringan BTS Fiber Optik Gambar 3.2 Konsep BTS Hotel Gambar 3.3 Konfigurasi Jaringan BTS Fiber Optik secara garis besar...28 Gambar 3.4 Tower dan Pole Rooftop yang sudah ada serta perencanaan pembangunan pole BTS Hotel Gambar 3.5 Hasil Drive Test pada wilayah kota Batam Gambar 3.6 Panel ACPDB Gambar 3.7 Bentuk Fisik Tampak depan PSU SPC Gambar 3.8 Bentuk Fisik Tampak belakang PSU SPC Gambar 3.9 Bagian dari Minilink Gambar 3.10 Radio Unit Gambar 3.11 Direktivitas Antena Yagi Gambar 3.12 Antena Gambar 3.13 Penempatan Absorrbing Material pada Antena Gambar 3.14 Radio kabel Gambar 3.15 Indoor Unit Gambar 3.16 Amm dengan berbagai macam tipe Gambar 3.17 Ilustrasi MMU Gambar 3.18 Bentuk Asli MMU Gambar 3.19 MMU beserta rak AMM...41 Gambar 3.20 Penempatan SMU dalam AMM dengan konfigurasi Gambar 3.21 Konfigurasi Terminal Gambar 3.22 Penempatan SMU dalam AMM dengan konfigurasi Gambar 3.23 Konfigurasi Terminal Gambar 3.24 SMU dan MMU yang terpasang pada AMM...43 Gambar 3.25 Penempatan SAU dalam AMM dengan konfigurasi

12 Gambar 4.1 Grafik Pathloss berbanding dengan ketinggian antena pada antena microwave Gambar 4.2 Grafik Pathloss berbanding dengan ketinggian antena pada antena Fiber Optic Gambar 4.3 Perbandingan Pathloss BTS Microwave dengan BTS FO (Tinggi) Gambar 4.4 Grafik Pathloss berbanding dengan frekuensi kerja antena pada antena microwave Gambar 4.5 Grafik Pathloss berbanding dengan frekuensi antena pada antena Fiber Optic Gambar 4.6 Perbandingan Pathloss BTS Microwave dengan BTS FO (Frekuensi) Gambar 4.7 Grafik Pathloss berbanding dengan jarak antena ke MS pada antena microwave Gambar 4.8 Grafik Pathloss berbanding dengan jarak antena ke MS pada antena Fiber Optic Gambar 4.9 Perbandingan Pathloss BTS Microwave dengan BTS FO (Jarak) Gambar 4.10 Posisi kabel Feeder pada BTS microwave dan BTS Fiber Optik

13 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Jumlah BTS Hotel dan jumlah SDA yang direncanakan..30 Tabel 3.2 Model Parameter Tabel 4.1 Hasil perhitungan Pathloss vs Ketinggian Antena BTS microwave Tabel 4.2 Perhitungan Pathloss vs Ketinggian antena FO Tabel 4.3 Perbandingan Pathloss BTS Microwave dengan BTS FO (Tinggi)...56 Tabel 4.4 Perhitungan Pathloss vs frekuensi kerja pada antena Microwave Tabel 4.5 Perhitungan Pathloss vs frekuensi pada antena Fiber Optik Tabel 4.6 Perbandingan Pathloss BTS Microwave dengan BTS FO (Tinggi)...66 Tabel 4.7 Perhitungan Pathloss vs jarak user pada antena microwave Tabel 4.8 Perhitungan Pathloss vs jarak user pada antena Fiber Optik Tabel 4.9 Perbandingan Pathloss BTS Microwave dengan BTS FO (Tinggi)...76 Tabel 4.10 Perbandingan Antena Sektor Fiber Optik dengan Antena Sektor Microwave...79

14 DAFTAR ISTILAH Base Station (BS) Istilah umum yang digunakan untuk mendiskripsikan pengertian dari antar muka (interface) pada sisi stationary (tetap, tak dapat bergerak atau pindah) sebuah jaringan bergerak (mobile). Delay Waktu tunda yang disebabkan oleh proses transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. Fading Gangguan saluran transmisi, terutama pada sistem gelombang mikro ketika sinyal-sinyal yang dikirim melalui berbagai jalur ke penerima dan mengalami perubahan karena kondisi atmosfer. GSM Teknologi ini memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang dibagi berdasarkan waktu, sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai pada tujuan. GSM dijadikan standar global untuk komunikasi selular sekaligus sebagai teknologi selular yang paling banyak digunakan orang di seluruh dunia. Interferensi Kondisi dimana dua gelombang atau lebih berjalan melalui bagian yang sama dari suatu ruangan pada waktu yang bersamaan, hal ini mengakibatkan terjadinya superposisi dari gelombang-gelombang tersebut sehingga menghasilkan pola intensitas baru. Link Hubungan radio antara pengirim dan penerima.

15 Link Budget Sebuah perhitungan yang meliputi faktor-faktor perolehan (gain) dan kehilangan (loss) yang berhubungan dengan antena-antena, pengirim-pengirim, jalur transmisi dan seputar propagasi yang digunakan untuk menentukan jarak maksimum dimana pengirim dan penerima bisa beroperasi dengan sukses. LOS (Line of Sight) Gambaran untuk lintasan atau hubungan radio tanpa halangan antara antena pengiriman dan antena penerimaan pada sistem komunikasi. Mobile Station (MS) Istilah yang digunakan untuk mendiskripsikan terminal pelanggan dalam jaringan nirkabel. Multipath Fenomena dimana sinyal dari pengirim (transmitter) tiba di penerima (receiver) melalui dua atau lebih lintasan yang berbeda. Path Loss Tingkat dimana sinyal yang ditransmisikan kehilangan daya rata-rata dari kekuatan awalnya selama sinyal tersebut merambat. Propagasi Proses perambatan gelombang radio di udara, berawal saat sinyal radio dipancarkan di titik pengirim dan berakhir saat sinyal radio tersebut ditangkap di titik penerima. Shadow Fading Fenomena yang terjadi ketika sebuah mobile station berpindah ke belakang halangan dan mengalami penurunan yang signifikan pada daya sinyal

16 Threshold Level kuat sinyal minimum yang dibutuhkan untuk memberikan kualitas pelayanan komunikasi yang baik. Wireless Teknologi komunikasi data dengan koneksi yang tidak menggunakan kabel untuk menghubungkan antar suatu perangkat dengan perangkat lainnya. Mengacu pada transmisi data melalui gelombang elektromagnetik dengan bantuan antena.