BAB III PERFORMANSI AKSES BWA

Transkripsi

1 BAB III PERFORMANSI AKSES BWA 3.1 Pengertian BWA BWA (Broadband Wireless Access) mentransmisikan informasi dengan menggunakan gelombang radio antara pelanggan dengan perusahaan penyedia jasa layanan BWA. Kecepatannya di atas 64 Kbps. Konfigurasi jaringannya umumnya bersifat point to multipoint dengan teknologi multiplexing TDMA (Time Division Multiple Access). Cakupan areanya (coverage) sampai dengan 6 Km. Bekerja pada frekuensi 10 GHz (Berdasarkan alokasi frekuensi yang diberikan oleh Postel) dengan Bandwidth 7 MHz, Duplex ranges 350 MHz, IF (140 MHz 350 MHz). BWA bersifat Clear Channel (kecepatan yang bisa dipakai pelanggan sesuai dengan kecepatan sewa). Daya pancar maksimum +20dBm. Type Antena yang dipakai adalah Directional (beam 90 ). Berikut ini keterangan - keterangan lain mengenai BWA yang digunakan oleh PT. Aplikanusa Lintasarta : 1. Service supported : Data, Voice, IP (Bridging, Routing) 2. Kapasitas Base Station : 8,3 Mbps/Sector 3. Kapasitas Remote Station : 64 Kbps N x E-1 4. Modulasi : 4QAM 5. Polarisasi : Vertical dan Horizontal 6. Jumlah maksimum ST/Remote : 734/Base station 7. Air Interface Protocol : ATM 8. Basic Hardware : ODU & IDU 9. Alokasi Frekuensi 10 GHz yang telah diberikan oleh Postel kepada PT.Lintasarta 21

2 Gambar 3.1. Konfigurasi umum BWA 3.2 Perangkat BWA Berikut ini beberapa perangkat yang digunakan pada produk BWA : 1. Air Star BRU (Base Radio Unit) Untuk gambar perangkat BRU bisa dilihat pada lampiran A. 2. Air Star SRU (Subscriber Radio Unit) Untuk gambar perangkat SRU bisa dilihat pada lampiran A. 3. Modem Berikut jenis jenis modem yang digunakan untuk akses BWA, yaitu : a. SAS HP b. SAS 4000 c. Pengenalan Indikator Modem BWA INDIKATOR POWER KETERANGAN Indikator menunjukkan bahwa Modem mendapatkan catuan listrik Lampu indikator menyala (Hijau) menunjukkan modem mendapatkan catuan listrik Lampu indikator menyala (Merah / OFF) 22

3 menunjukkan modem tidak mendapatkan catuan listrik / rusak LINES Indikator pada Modem yang menunjukkan kondisi modem / line komunikasi Lampu indikator menyala (Hijau) menunjukkan bahwa kondisi modem / line komunikasi normal Lampu indikator menyala (Merah), biasanya diikuti oleh salah satu indikator SAS / SRU menyala (Merah) atau bahkan bisa kedua duanya sekaligus. Kondisi tersebut menunjukkan bahwa kondisi modem / antena BWA bermasalah SAS Subscriber Access System (SAS) ; Indikator pada Modem yang menunjukkan kondisi modem BWA Lampu indikator menyala (Hijau), kondisi tersebut menunjukkan bahwa keadaan modem BWA normal Lampu indikator menyala (Merah), biasanya diikuti oleh salah satu indikator LINES menyala (Merah). Kondisi ini menunjukkan adanya permasalahan / kerusakan pada modem BWA SRU Subscriber Radio Unit (SRU) ; indikator pada Modem yang menunjukkan koneksi ke Antena BWA Lampu indikator menyala (Hijau) menunjukkan bahwa koneksi dari Antena BWA ke modem keadaan normal Lampu indikator menyala (Merah), biasanya diikuti oleh salah satu indikator LINES menyala (Merah). Kondisi ini menunjukkan adanya 23

4 permasalahan pada Antena BWA atau koneksi dari Antena BWA ke modem terputus (terganggu) Kondisi link komunikasi normal, apabila indikator POWER, LINES, SAS, SRU pada modem menyala Hijau. 3.3 Standarisasi Perangkat BWA Spesifikasi Teknis SAS dan SRU Tabel 3.1. Data Teknis BWA Technical Data Data rate Kbps IFL Max 100 M RSL Min - 80 CTX Max 20 db CTX Min - 30 db Jarak Maksimum Remote to CT 6 Km Jenis Kabel IFL LMR 240 Impedance Kabel 50 Ohm Konektor Tipe TNC Diameter Pipa 2 s/d 4.5 inch Frequency range 10 Ghz IFL Short 0 Ohm Grounding dan Power Line Tabel 3.2. Data Teknis Grounding dan Power Line Phasa Netral Technical Data 220 Vac 24

5 Phasa Ground Netral Ground Max Tahanan Ground Tahanan Ground Ground IFL 220 Vac 2 Vac < 1 Ohm < 1 Ohm Penangkal Petir Ruangan Tabel 3.3. Data Teknis Penangkal Petir Technical Data Tahanan Ground < 1 Ohm Tinggi Antena Penangkal Petir > 6 Meter Pemasangan Ground Semua perangkat di Bounding Standard Pemasangan BWA Pada pemasangan perangkat BWA di suatu lokasi ada beberapa hal yang harus diperhatikan mulai dari pengecekan sarana pendukung sampai dengan integrasi ke perangkat pelanggan agar hasil yang didapat bisa maksimal. Hubungan antara sarana pendukung sampai dengan integrasi ke perangkat pelanggan di suatu lokasi dapat dilihat pada gambar flowchart standar pemasangan BWA berikut : 25

6 Gambar 3.2. Flowchart standar pemasangan BWA 26

7 3.4.1 Standard Sarana Pendukung Dalam standar pemasangan BWA langkah awal yang menjadi perhatian adalah melakukan survey ketersediaan grounding di lokasi, sistem grounding yang tersedia harus sesuai dengan standar yang ditetapkan oleh PT. Aplikanusa Lintasarta. Pengecekan dilakukan dengan cara melakukan pngecekan sumber ground, kabel ground dan koneksi ke perangkat komunikasi apakah sudah terhubung dengan baik atau belum. Jika sistem grounding di lokasi belum sesuai dengan standar maka langkah selanjutnya adalah mencari sumber grounding yang lain yang sesuai dengan standar yang sudah di tetapkan, namun jika tetap tidak ditemukan maka langkah selanjutnya adalah memasang perangkat IT Transformer. Fungsi IT Transformer adalah menyediakan tahanan grounding yang diperlukan sebagai salah satu syarat mutlak untuk pemasangan perangkat BWA. Setelah sistem grounding hal selanjutnya adalah mengukur power listrik di lokasi dengan cara mengukur perbedaan tegangan antara Phasa - Netral, Phasa - Ground dan Netral - Ground yang sesuai dengan standar yang sudah di tetapkan. Pastikan sumber listrik dan outlet listrik terhubung dengan baik. Hal selanjutnya adalah melakukan survey ketersediaan UPS (Uninterruptible Power Supply) di lokasi. UPS adalah perangkat yang biasanya menggunakan baterai backup sebagai catuan daya alternatif, untuk dapat memberikan suplai daya yang tidak terganggu untuk perangkat komunikasi yang terpasang. UPS merupakan sistem penyedia daya listrik yang sangat penting dan diperlukan sebagai benteng kegagalan daya serta kerusakan system maupun hardware. Oleh karena itu, UPS merupakan system yang sangat penting dan wajib tersedia untuk melindungi setiap perangkat komunikasi ketika terjadi kegagalan daya pada listrik utama karena UPS secara otomatis dapat melakukan stabilisasi tegangan ketika terjadi perubahan tegangan pada input sehingga tegangan output yang digunakan perangkat komunikasi berupa tegangan yang stabil. Jika UPS belum tersedia maka hal yang perlu dilakukan adalah menyediakan UPS baru. 27

8 Hal tambahan yang bisa menunjang kinerja perangkat komunikasi di suatu lokasi antara lain adalah melakukan pengecekan suhu dan kelembaban ruangan, system penangkal petir di lokasi outdoor, ketinggian penangkal petir terhadap tinggi antenna BWA dan kabel penangkal petir pelanggan Survey Lokasi Setelah semua sarana pendukung sudah siap maka hal selanjutnya yang dilakukan adalah melakukan survey lokasi yang Line Of Sight (LOS) ke site terdekat. LOS merupakan syarat mutlak pada sistem komunikasi radio agar menghasilkan hasil maksimal Standard Pemasangan Perangkat di Lokasi Langkah awal pemasangan perangkat di lokasi adalah melakukan survey jarak kabel dari antena menuju modem di ruang server pelanggan. Jarak kabel maksimal 50 meter karena jika lebih dari 50 meter akan banyak noise yang timbul karena redaman kabel yang digunakan sehingga menyebabkan penurunakan kualitas sinyal yang dihasilkan. Pembuatan monopole dengan tinggi 4 meter di rooftop pelanggan dan harus sesuai standar yang di tentukan (monopole harus kokoh, tidak goyang, dan maintenancenya harus semudah mungkin). Selanjutnya melakukan penarikan kabel grounding dan kabel akses antena dengan nilai noise maksimal 0,45 db berdasarkan hasil pengukuran kabel secara end to end. Setelah dipastikan kabel sudah sesuai dengan standar, selanjutnya dilakukan pemasangan antena diatas monopole dengan menguatkan baut penguat di kedua sisi braket antena, lalu lakukan pemeriksaan apakah posisi antena sudah sesuai dengan polarisasi yang di harapkan ( vertikal / Horizontal ). Lakukan pemasangan konektor pada kabel outdoor dan kabel ground. 28

9 Setelah itu tempatkan modem di tempat yang telah di tentukan pada saat survey. Lakukan pemasangan connector TNC pada kabel IFL dan modem BWA lalu kencangkan untuk menghindari menurunnya kualitas sinyal. Pasang kabel ground pada modem dan pada sumber ground input listrik PLN (input grounding modem harus satu catuan dengan input dari PLN). Pastikan semua sudah terkoneksi dengan benar lalu aktifkan modem. Hal terakhir yang dilakukan dalam pemasangan perangkat di lokasi yaitu melakukan pointing antena. Tahap pointing antena antara lain dengan mendaftarkan S/N (Serial Number) modem BWA dan arah SRU ke Base station yang di tuju, lalu dapatkan AGC (Automatic Generation Control) rata-rata 0-4 Volt. Apabila hasil yang di dapat sudah maksimal, kencangkan semua baut di perangkat outdoor dan indoor, pastikan monopole tidak ada perubahan. Lalu lakukan pendaftaran IP address pada modem di lokasi untuk memudahkan penyetingan dan pengecekan modem Integrasi Perangkat Pelanggan Periksa kembali kesesuaian interface perangkat remote BWA dan interface perangkat di lokasi. Lakukan perbaikan agar interface bisa diintegrasikan mengacu pada pin assignment interface remote BWA dan interface perangkat pelanggan. Integrasikan server pelanggan melalui NMS (Network Management System) secara remote dari kantor pusat, lalu lakukan uji coba aplikasi. Untuk monitoring dan maintenance kondisi jaringan dapat dilakukan secara langsung maupun remote. 29

10 Jaringan Passport Menggunakan Akses BWA Passport merupakan suatu konsep jaringan yang memanfaatkan jaringan umum untuk membentuk suatu jaringan khusus yang menggunakan perangkat passport untuk menyediakan layanan multimedia (Data, video, suara dan gambar). Passport memanfaatkan teknologi DOV (Data Over Voice) yang merupakan salah satu metode penumpangan data dengan pada media line telepon, dengan telepon tetap dapat kita gunakan. Untuk lebih jelas mengenai interkoneksi perangkat BWA dapat dilihat dari Konfigurasi Umum Jaringan Passport dan Konfigurasi Penggunaan Akses BWA Pada Jaringan Passport berikut ini : Gambar 3.3. Konfigurasi Umum Jaringan Passport 30

11 Gambar 3.4. Konfigurasi Penggunaan Akses BWA Pada Jaringan Passport Perambatan Gelombang Radio Gelombang radio yang merambat dari antena pengirim (transmitter) ke antena penerima (receiver ) dipengaruhi oleh faktor-faktor propagasi. Redaman Ruang Bebas (Free Space Loss) Redaman ruang bebas didefinisikan sebagai rugi-rugi propagasi diruang bebas antara dua antena isotropic, dimana pengaruh permukaan tanah dan atmosfer diabaikan. Persamaan dapat ditulis sebagai berikut : L =, log( f ) + 20.log( d ) (3.1) FS 32 MHz km L =, log( f ) log( d ) (3.2) FS 36 MHz miles Dimana : L FS = free space loss (db) f = Frekuensi (Mhz) d = Jarak dari pemnacar ke penerima (km / miles) 31

12 Terdapat dua kondisi perambatan gelombang radio, yaitu : 1. LOS (Line Of Sight) Propagasi dari gelombang radio adalah LOS, yaitu suatu hubungan komunikasi dimana antena pemancar dan antena penerima terletak dalam satu garis lurus dan perambatan gelombangnya berada di daerah yang bebas hambatan ( antara dua antena tidak boleh ada yang menghambat atau menghalangi lintasan). Kondisi radio link yang LOS akan memberikan daya sinyal terima yang besar. Gambar 3.5. Kondisi LOS 2. NOS (No Line Of Sight) Gambar 3.6. Kondisi No LOS 32

13 Pada kondisi NLOS, terdapat penghalang pada daerah fresnel sehingga signal yang dihasilkan kurang maksimal. Daerah Fresnel Daerah Fresnel adalah tempat kedudukan titik-titik sinyal tak langsung dalam lintasan gelombang radio dimana daerah tersebut dibatasi oleh gelombang tak langsung yang lain dengan beda panjang lintasan kelipatan dari setengah panjang gelombang langsung. Jari-jari daerah fresnel ke-n dirumuskan pada persamaan berikut : R n. d1. d 2 = 17,3 n f. (3.3) d Dimana : R n = jarak lintasan tertentu terhadap lintasan LOS (meter) n = daerah Fresnel ke-n d 1 = jarak ujung lintasan (pemancar / penerima) ke penghalang (Km) d 2 = jarak ujung lintasan lain (pemancar / penerima) ke penghalang (Km) f d = frekuensi (Ghz) = jarak dari pemancar ke penerima (Km) Faktor Koreksi Kelengkungan Bumi Perambatan gelombang dalam analisis selalu dimanipulasi sebagai garis lurus, sehingga bumi digambarkan dengan radius yang lain yaitu radius efektif bumi. Perbandingan antara radius efektif bumi dengan radius bumi yang sebenarnya diberikan oleh suatu faktor skala yang disebut faktor K. Re K = Ro (3.4) Dimana : K = faktor skala 33

14 Re = radius efektif bumi Ro = radius bumi yang sebenarnya Nilai K yang umumnya digunakan adalah 4/3. Pada analisis jari jari Fresnel dihitung pada kondisi bumi datar, oleh sebab itu untuk analisis pada bumi bulat (kondisi real) perlu ditambahkan perhitungan faktor koreksi terhadap kelengkungan bumi pada titik obstacle/halangan. Besarnya faktor koreksi tersebut sebagai berikut : h corrected = Dimana : h corrected d 1 d 2 d1. d2 (3.5) 2. K. a = menyatakan perbedaan tinggi permukaan bumi pada kurva permukaan bumi datar dan kurva permukaan bumi melengkung pada titik obstacle = jarak ujung lintasan (pemancar/penerima) ke penghalang (Km) = jarak ujung lintasan lain (pemancar/penerima) ke penghalang (Km) K = faktor kelengkungan bumi (4/3) a = jari-jari bumi ( 6370 km ) h1 hc θ h2 hs Tx d 1 d2 Rx d Gambar 3.7. Profile Hubungan Line of Sight 34

15 Dari gambar 3.7 diperoleh rumus sebagai berikut : h1 h2 h1 hc hs tg θ = = (3.6) d d1 d1 hc = h1 hs ( h1 h2) (3.7) d dengan menambahkan faktor koreksi didapat : hc d 1 d 1. d 2 = h1 hs ( h1 h 2) (3.8) d 2. K. a Dimana : h1 h2 hc hs d d1 d2 = tinggi pemancar (meter) = tinggi penerima (meter) = koreksi ketinggian pengaruh kelengkungan bumi di titik d1 (meter) = koreksi ketinggian pengaruh kelengkungan bumi di titik d (meter) = jarak dari pemnacar ke penerima (Km) = jarak ujung lintasan (pemancar/penerima) ke penghalang (Km) = jarak ujung lintasan lain (pemancar/penerima) ke penghalang (Km) K = faktor kelengkungan bumi (4/3) a = jari-jari bumi ( 6370 km ) 3.7 Fading Fading didefinisikan sebagai variasi sinyal terima setiap saat sebagai fungsi dari fasa, polarisasi, dan level sinyal terima. Fading terjadi akibat proses propagasi dari gelombang radio meliputi pembiasan, pantulan, difraksi, hamburan, redaman, dan ducting. Pengaruh fading terhadap sinyal terima dapat memperkuat ataupun memperlemah, tergantung besar fase dari sinyal resultan antara sinyal langsung dan sinyal tak langsung. Sehingga untuk mengantisifasi pengaruh multipading ini, penerima harus menyediakan cadangan daya yang disebut fading margin (FM). 35

16 Kemungkinan terjadinya fading yang demikian besar, pada umumnya tergantung jenis permukaan dan cuaca bumi pada lintasan yang dilalui oleh gelombang radio, sehingga dibuat rumus pendekatan: UnAv = 0,61 a.b.f.d (3.9) Dimana : Un Av = 1-Avability (Av) a a = keadaan permukaan bumi = 4; bila rata, berair = 1; bila kondisi agak kasar = 0,25; bila pegunungan, saat kasar dan kering b = keadaan cuaca/iklim = 0,5; untuk daerah lembab, pantai = 0,125; untuk daerah pegunungan, kering dan tidak ada pantulan f = frekuensi (Ghz) d = jarak lintasan dari pemancar ke penerima (Km) F = fade margin Dengan memperhatikan persamaan diatas, maka fading margin atau margin alur (ma) dapat ditulis sebagai berikut: Ma = 30log d + 10 log(6.a.b.f) 10 log (1-Av) 70 (3.10) 3.8 Power Link Budget Target yang hendak dicapai pada power link budget ini adalah menghitung atau merencanakan kebutuhan daya suatu sistem komunikasi radio sedemikian rupa sehingga kualitas sinyal dipenerima memenuhi standar yang diinginkan. Keadaan suatu sistem komunikasi radio ditentukan oleh avability, yaitu 36

17 kemampuan suatu sistem untuk memberikan pelayanan sesuai standar yang diinginkan. Ada dua jenis Availability, antara lain: 1. Availability perangkat keras Ditentukan oleh keadaan perangkat-perangkat yang membangun sistem tersebut, baik disisi pemancar atau di sisi penerima. 2. Availability propagasi Ditentukan oleh kemampuan sistem untuk mengantisipasi pengaruh multipath fading, pengaruh ini dapat diatasi dengan memberikan fading margin, yaitu cadangan daya yang tersedia di sistem penerima Coverage Power link budget diperlukan untuk menghitung daerah cakupan (coverage area) sel dengan berdasar pada : 1. Daya pancar transmitter (P TX ) 2. Gain antena pemancar dan penerima (G TX dan G RX ) 3. Rugi-rugi propagasi (L P ) 4. Rugi-rugi saluran transmisi (L TX ) 5. Sensitivitas perangkat penerima (P th ) L P G TX G RX L TX d L RX RSL P TX Pemancar Penerima Sensitivitas Gambar 3.8. Model Analisis Link Radio 37

18 ini : Power link budget dapat dihitung menggunakan persamaan seperti dibawah P = P L + G L + G L (3.11) th TX TX TX P RX RX Dimana Eqivalent Isotropic Radiated Power (EIRP) adalah daya pancar efektif yaitu besarnya daya pada output antena pemancar dan dirumuskan sebagai berikut : EIRP P L + G = (3.12) TX TX TX Berdasarkan persamaan (3.21) dapat dihitung besarnya Receive Signal Level (RSL) sebagai berikut : RSL= EIRP+ G L L (3.13) RX RX FS Kualitas Sinyal Radio Unjuk kerja sistem komunikasi digital ditentukan oleh nilai Fade Margin (FM) / System Operating Margin (SOM). Syarat suatu komunikasi data dinyatakan bagus apabila nilai RSL nilai Rx Sensitivity (SOM bernilai positif). Nilai spesifikasi Rx Sensitivity dari suatu perangkat makin kecil berarti komunikasi data yang diperoleh semakin bagus. Besarnya nilai System Operating Margin ( SOM ) dapat dirumuskan sebagai berikut : SOM = ReceiveSignalLevel( RSL) RxSensitivity( Treshold) (3.14) 38