BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Komunikasi Point to Point Komunikasi point to point (titik ke titik ) adalah suatu sistem komunikasi antara dua perangkat untuk membentuk sebuah jaringan. Sehingga dalam sistem komunikasi point to point hanya terdapat dua buah perangkat yang saling berinteraksi.jaringan kerja ini merupakan jaringan kerja yang paling sederhana tetapi dapat digunakan secara luas. Begitu sederhananya jaringan ini, sehingga seringkali tidak dianggap sebagai suatu jaringan tetapi hanya merupakan komunikasi biasa. Dalam hal ini, kedua simpul mempunyai kedudukan yang setingkat, sehingga simpul manapun dapat memulai dan mengendalikan hubungan dalam jaringan tersebut. Data dikirim dari satu simpul langsung kesimpul lainnya sebagai penerima.misalnya sistem transmisi gelombang microwave pada BTS. Secara sederhana dapat digambarkan sebagi berikut. Gambar 2.1 Sistem komunikasi point to point BAB II LANDASAN TEORI 7

2 Pada gambar 2.1 terlihat bahwa komunikasi tersebut secara fisik hanya melibatkan dua antenna.setiap satu antenna berpasangan dengan satu antenna lainnya sehingga membentuk simpul simpul yang menuju ke sebuah muara yang disebut dengan BSC (Base Station Controler).Dalam telekomunikasi seluler. Komunikasi point to point ini berfungsi sebagai Abis Interface yaitu sebagi penghubung antara BTS ( Base Transciever Station ) dengan BSC ( Base Station Controler ) untuk membawa traffic dan pemeliharaan data. 2.2 Komunikasi Line of Sight (LOS) Pada sistem radio gelombang mikro hubungan antara stasiun pemancar dan stasiun penerima harus terletak dalam jangkauan pancaran dari kedudukan antena, atau hubungan radio antar dua stasiun yang terletak dalam garis lurus tanpa mendapat rintangan. Kondisi ini disebut sebagai Line of sight. Komunikasi line of sight merupakan kondisi yang dibutuhkan dalam membuat suatu jalur transmisi, dengan kondisi ini maka akan tercipta sistem komunikasi yang baik dengan kualitas yang baik pula. Perancangannya pun harus dengan penuh ketelitian dengan melihat berbagai macam faktor yang dapat mengganggu dan mempengaruhi kualitas. Gambar 2.2 Line Of Sight BAB II LANDASAN TEORI 8

3 2.3 Diversity Sistem microwave menggunakan transmisi Line of sight (LOS). Dimana dalam hal ini sistem harus terhubung langsung tanpa penghalang antara pengirim dan penerima. Jika sistem yang digunakan terganggu maka sinyal yang diterima tidak sempurna. Untuk menghilangkan kondisi seperti ini, maka digunakan sistem diversity. Diversity adalah penjumlahan dua atau lebih system operasi. Hal ini dijabarkan sebagai redundant peralatan atau duplikasi equipment, artinya pencapaian perbaikan dalam suatu sistem realibilitas. Jalur gelombang mikro harus direncanakan dengan baik dengan memperhitungkan faktor fade margin, path clearance dan pengurangan pemantulan Multipath fading dapat menyebabkan kegagalan sementara pada perencanaan jalur gelombang mikro sehingga iklim dan terrain juga diperhitungkan dalam hal ini. Di wilayah dimana multipath fading timbul maka perlu direncanakan sistem diversity. Sistem diversity yang terkenal ada tiga macam, yaitu : 1. Diversity frekuensi / frequency diversity 2. Diversity ruang / space diversity 3. Diversity Polarisasi Diversity frekuensi / frequency diversity Sistem diversity yang memiliki dua frekuensi RF berbeda yangdipancarkan sampai ke penerima dengan menggunakan input IF yang sama.dalam suatu sinyal yang mengalami fading yang selektif terhadap frekuensi sinyalnya, kualitas sinyal dapat diperbaiki dengan menggunakan diversity frekuensi. Fading yang selektif terhadap frekuensi berarti pada suatu frekuensi tertentu fading yang terjadi akibat multipath dari sinyal datang sedemikian besarnya sehingga dapat mengganggu sinyal terima. Sedangkan pada frekuensi lain kecil atau tidak ada sama sekali. BAB II LANDASAN TEORI 9

4 2.3.2 Diversity ruang / space diversity Sistem ini mempunyai pemancar atau transmitter dua atau lebih antenna yang terpasang secara terpisah, dengan jarak yang sudah ditentukan. Pada sistem ini, penerima gelombang mikro menerima sinyal dari dua atau lebih antena yang dibagi ruangnya secara vertical oleh beberapa panjang gelombang. Sinyal dari masing masing antena diterima kemudian dihubungkan dengan penjumlahan pada kombinasi diversity (diversity combiner). Fungsi penggabungan tersebut adalah untuk menyeleksi sinyal terbaik sebagai output dari sinyal keluarannya. Untuk sistem proteksi diversity ruang, sinyal langsung merambat pada dua jalur yang berbeda dari pemancar ke kedua antena penerima. Pada penambahan jalur memungkinkan gelombang dipantulkan dimana sinyal masuk ke masing masing antena dengan jarak yang berbeda dari pemancar. Pengalaman menunjukkan bahwa ketika pemantulan dapat mengakibatkan fading oleh interferensi dengan sinyal langsung, dua sinyal diterima tidak dalam waktu yang bersamaan sehingga menimbulkan multipath fading karena perbedaan panjang saluran. Diversity ruang dapat diimplementasikan dengan mudah, tidak membutuhkan spectrum/frekuensi tambahan dan bias memperbaiki kualitas penerimaan secara signifikan. Antena antena itu terpisah dengan jarak tertentu agar bekerja dengan optimal dapat dihitung dengan menggunakan rumus : S = (2.1) Dimana : S = Jarak antara main antena dengan antena diversity (m) R = Radius bumi effektif (m) λ = Panjang gelombang (m) L = Jarak saluran / path length (m) BAB II LANDASAN TEORI 10

5 2.3.3 Diversity Polarisasi Diversity ini mempunyai satu frekuensi RF yang dipancarkan dengan menggunakan dua polarisasi yang berbeda (vertical dan horizontal). Diversity polarisasi biasanya digunakan dalam sistem diversity ruang. Diversity ini juga bisa digunakan untuk sistem frekuensi diversity. 2.4 Antena Didefinisikan sebagai alat pemancar dan penerima gelombang elektromagnetik. Antena merupakan komponen yang sangat penting dalam sistem gelombang mikro. Antena yang digunakan adalah antena gelombang mikro dimana pada sisi pemancar berfungsi untuk mengubah gelombang listrik menjadi gelombang elektromagnetik. Sedangkan pada penerima berfungsi untuk mengubah gelombang elektromagnetik menjadi gelombang listrik. Pada umumnya sistem komunikasi gelombang mikro menggunakan antena dengan tipe parabolik dan horn karena memiliki pancaran yang sangat terarah Gain Antena Gain dari sebuah antena adalah kemampuan antena untuk mengirimkan gelombang elektromagnetik yang berisi informasi ke arah yang di inginkan. Pada antena pemancar, gain dari antena menunjukkan tingkat kekuatan antenna untuk mengarahkan energi radiasi ke arah antena penerima. Sedangkan pada antena penerima, gain menunjukkan kemampuan antena untuk menerima energy radiasi tersebut. Secara matematis nilai gain ini dapat dihitung dengan rumus : G = (2.2) Dimana : BAB II LANDASAN TEORI 11

6 η = Efisiensi antena A = Luas permukaan antena(m2) λ = Panjang gelombang (m) Beam Width Beam width merupakan sudut dari daerah lintasan sinyal yang diukur pada setengah daya maksimal (-3 db). Besarnya beam width adalah : Φ ( ) = (2.3) Dengan : Φ = Beam width yang diukur pada titik setengah daya maksimal (-3dB) η = Efisiensi antena A = Luas permukaan antenna (m ) λ = Panjang gelombang (m) Interferensi atau gangguan diluar dan didekat antena dapat dikurangi dengan menggunakan antena dengan Beam width yang sempit. Antena yang berdiameter besar mempunyai gain antena yang besar dan beam width yang sempit. Namun hal ini dapat menimbulkan masalah karena diperlukannya pengarahan antena yang sangat tepat. Kesalahan atau ketidak tepatan dapat mengakibatkan penurunan sinyal. Masalah ini dapat menjadi serius jika penempatan antena yang tinggi dan pada daerah yang berangin kencang. BAB II LANDASAN TEORI 12

7 2.4.3 Polarisasi Polarisasi dari gelombang di definisikan sebagai arah dari vektor medan listrik (E) terhadap arah propagasi gelombang radio. Dalam sistem komunikasi gelombang mikro, antena yang digunakan mempunyai polarisasi yang linier. Gelombang yang terpolarisasi secara linier yang dipropagasikan pada permukaan bumi dinyatakan terpolarisasi secara horisontal jika medan listriknya berada pada arah horisontal. Sebaliknya jika terpolarisasi secara vertikal bila medan listriknya berada pada arah vertikal. 2.5 Link Budget Link budget merupakan sebuah cara untuk menghitung semua parameter dalam transmisi sinyal, mulai dari gain dan losses dari Tx sampai Rx melalui media transmisi. Link merupakan parameter dalam merencanakan suatu jaringan yang menggunakan media transmisi berbagai macam. Link budget ini dihitung berdasarkan jarak antara transmitter (Tx) dan receiver (Rx). Link budget juga dihitung karena adanya penghalang antara Tx dan Rx misal gedung atau pepohonan. Link budget juga dihitung dengan melihat spesifikasi yang ada pada antenna. Manfaat perhitungan Link Budget ialah: Untuk menjaga keseimbangan gain dan loss guna mencapai SNR yang diinginkan di receiver. Mengetahui radius sel sebab maksimum loss diperoleh. Rumus rumus pathloss dapat digunakan untuk mengitung link budget. Tahapan dalam menghitung link budget sinyal sebagai berikut Menentukan nilai EIRP ( Effective Isotropic Reeceived Power ) Effective Isotropic Reeceived Power (EIRP) merupakan nilai efektif daya yang dipancarkan antenna pemancar. Nilai ini dipengaruhi oleh level keluaran pemancar, loses( BAB II LANDASAN TEORI 13

8 rugi rugi ) pada feeder dan gain antenna. Secara matematis nilai EIRP dapat dituliskan dengan : EIRP ( ) = Tx + G L (2.4) Dengan : Tx : Daya keluaran transmitter(dbw) G : Gain antenna Tx (db) L : Loses ( rugi rugi ) pada feeder Menentukan nilai Free Spaace Loss ( FSL) Free Space Loss ( FSL ) adalah suatu nilai yang menunjukkan rugi rugi jalur transmisi. Rugi rugi ini terjadi karena penggunaan media udara sebagai sebagai media transmisi, jarak jalur transmisi dan penggunaan frekuensi radio. Rumus ini juga dikenal sebagai rumus Walfish ikegami.nilai FSL dapat dihitung menggunakan rumus : FSL ( ) = logd ( ) + 20 log f ( ) (2.5) Dengan D : jarak antara antenna pemancar dengan antenna penerima (Km) f : frekuensi pembawa ( MHz) Menentukan nilai IRL ( Isotropic Receive Level ) Isotropic Received Level ( IRL ) adalah nilai level daya isotropik yang diterima oleh stasiun penerima. Nilai IRL dapat dihitung menggunakan rumus : IRL ( ) = EIRP ( ) L ( ) (2.6) BAB II LANDASAN TEORI 14

9 Dengan : EIRP : Effective Isotropic Received Power, nilai efektif daya yang dipancarkan antenna pemancar. L : rugi rugi pada jalur transmisi Menentukan nilai RSL ( Received Signal Level ) Received Signal Level ( RSL ) adalah level daya yang diteima oleh perangkat pengolah decoding.nilai RSL dipengaruhi oleh rugi rugi jalur transmisi dan gain antenna penerima. Nilai RSL dapat dihitung menggunakan rumus : RSL ( ) = IRL ( ) + G ( ) + L ( ) (2.7) Dengan : IRL ( ) : Isotropic Received Level G ( ) : Gain pada antenna L : rugi rugi pada jalur transmisi 2.6 Quality dan Availablity Menghasilkan kualitas dan availabilitas yang handal merupakan tujuan utama sebuah sistem dibangun. Namun dalam kenyataanya tidak serta merta sebuah sistem berjalan mulus, gangguan ( outage ) pasti ada. Pada sistem microwave yang menjadi pusat perhatian utama bagi pengguna adalah seberapa sering dan berapa lama sistem mengalami gangguan sehingga menyebabkan layanan seluler menjadi terganggu ( out of service atau outage ). Outage pada sebuah sistem link microwave digital terjadi,diawali dengan loss digital frame synch selama lebih dari sepuluh detik. Ciri cirin digital frame loss terjadi ketika BER diatas 1 x 10. Outage ( Unavailability ) dinyatakan oleh jumlah error setiap detik dibagi waktunya dan dikalikan dengan seratus BAB II LANDASAN TEORI 15

10 Outage(Unavailability) (%) = ( SES t) x 100 Dengan : SES : Several error second (detik) t : waktu (detik) Sedangkan untuk availability (A) dinyatakan dengan A = Outage(Unavailability) (%) Pada sistem link digital akan terjadi outage setelah sepuluh kali berturut turut BER ( Bit Error Rate ) lebih dari 1 x 10. Outage ini akan diterima oleh sistem monitoring dengan tanda tanda intermittan ( link tidak stabil, mati hidup secara berkelanjutan) Tujuan dilakukan perhitungan kualitas dan availabilitas adalah untuk mewujudkan kualitas dan availabilitas yang masuk akal untuk link microwave. ITU-T merekomendasi G.801, G.821 dan G.826 mendefinisikan error performance dan availability objectives. Objectif dari digital links dibagi kedalam kelas (grade) yang terpisah: high, medium dan local grade High grade link : Pada kategori ini termasuk long haul nasional dan koneksi jaringan internasional. Jaraknya lebih dari km), misalnya pada jaringan backbone internet, Medium grade link : Sistem ini menghubungkan antara local exchange dengan jaringan national. Jaraknya 1250 km), misalnya pada hubungan interlokal jakarta- surabaya Local grade link : Pada sistem ini menghubungkan antara subscriber dengan local exchange, bit rate 2 Mbps, misal pada hubungan lokal Jakarta tangerang. BAB II LANDASAN TEORI 16