PERENCANAAN SISTEM JARINGAN UMTS (UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM) BERDASARKAN PERHITUNGAN TRAFIK DAN KAPASITAS PELANGGAN

Transkripsi

1 PERENCANAAN SISTEM JARINGAN UMTS (UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM) BERDASARKAN PERHITUNGAN TRAFIK DAN KAPASITAS PELANGGAN Laporan Tugas Akhir diajukan untuk melengkapi persyaratan mencapai gelar sarjana strata satu (S1) Program Studi Teknik Elektro/Telekomunikasi Oleh HINDIARTO PRASETYO NIM PEMINATAN TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2007

2 LEMBAR PENGESAHAN PERENCANAAN SISTEM JARINGAN UMTS (UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM) BERDASARKAN PERHITUNGAN TRAFIK DAN KAPASITAS PELANGGAN TUGAS AKHIR Oleh : Nama : HINDIARTO PRASETYO NIM : Peminatan : Teknik Telekomunikasi Mengetahui/menyetujui: Pembimbing (Ir. Said Attamimi) Kordinator Tugas Akhir Ketua Jurusan Teknik Elektro (Ir. Yudhi Gunardi, MT.) (Dr. Budi Yanto Husodo, M.Sc.)

3 ABSTRAK Perkembangan teknologi selular akhir-akhir ini dipicu oleh tuntutan akan efisiensi spectrum yang semakin tinggi, kapasitas yang semakin besar, serta kemampuan untuk memberikan layanan suara dan data dengan data rate yang lebih tinggi dan yang paling diinginkan oleh pelanggan akhir-akhir ini adalah pelayanan dibidang multi media. UMTS merupakan jawaban atas semua tuntutan dari pelanggan, Karena UMTS merupakan sistem komunikasi generasi ke-3, yang mampu menyediakan layanan tambahan dari sistem yang telah ada sebelumnya dalam bentuk transmisi data kecepatan tinggi (2 Mbps) dan multimedia. Selain itu, juga untuk menciptakan akses tanpa batas ke layanan komunikasi bergerak pita lebar yang berlaku diseluruh dunia dengan standar yang sama. Pada Tugas akhir ini akan dibahas mengenai proses perencanaan jaringan UMTS diwilayah Bandung dengan melakukan pengembangan jaringan generasi ke-2 (GSM). Hal ini dapat dilakukan karena UMTS merupakan sistem komunikasi bergerak yang kompatibel dengan jaringan GSM yang berarti bahwa UMTS merupakan Value added service dari GSM yaitu dengan menggunakan GSM fasa 2+ sebagai jaringan utama. Pada perencanaan jaringan UMTS yang merupakan jaringan GSM phasa 2+ sebagai jaringan intinya ada dua buah elemen jaringan yang ditambahkan pada UTRAN yakni RNC dan Node B. Perencanaan jaringan UMTS ini terutama akan difokuskan pada perencanaan radio core network-nya, yaitu salah satu bagian yang bertanggung jawab atas hubungan mobile station dengan base transceiver station. Pada perencanaan jaringan UMTS ini, langkah-langkah yang dipakai dalam proses perencanaan meliputi perencanaan jumlah site, radius site, serta lokasi site yang optimal berdasarkan kemampuan BTS, coverage area, topologi daerah dan pola penyebaran penduduk. Selanjutnya akan dilakukan analisa kinerja hasil perencanaan yang meliputi jumlah site, link budget serta alokasi letak site. Sehingga diperoleh suatu jaringan selular UMTS yang handal dengan kapasitas optimal dan mampu memberikan berbagai jenis layanan, baik suara, data maupun multimedia. -i-

4 KATA PENGANTAR Penulis memanjatkan puji syukur dan terima kasih kepada Allah S.W.T atas limpahan rahmat dan kasih sayang-nya sehingga tugas akhir dengan judul PERENCANAAN SISTEM JARINGAN UMTS (UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM) BERDASARKAN PERHITUNGAN TRAFIK DAN KAPASITAS PELANGGAN telah selesai sebaik-baiknya dan tepat pada waktunya. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan kurikulum untuk menyelesaikan jenjang program Strata Satu (S-1) pada jurusan Teknik Elektro, Bidang Studi Telekomunikasi, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercu Buana. Dalam penyusunan tugas akhir ini sampai selesai, penulis didukung banyak pihak yang telah membantu baik secara materi ataupun dukungan moril. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Budi Yanto Husodo, MSc sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro yang telah banyak membantu penulis dalam memberikan masukan dan dukungan untuk mewujudkan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Said Attamimi, MT sebagai dosen pembimbing yang mengarahkan penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Yudhi Gunardi, ST, MT atas segala informasinya yang sangat bermafaat. 4. Bapak Ir. Bambang Hutomo sebagai dosen yang mengarahkan dan memberi dukungan penulis dalam pengajuan proposal Tugas Akhir ini. 5. Segenap Dosen dan Karyawan khususnya Teknik Elektro di PKSM universitas Mercu Buana - Menteng. 6. Teman-teman satu angkatan di Jurusan Teknik Elektro, khususnya di Bidang Studi Telekomunikasi PKSM Mercu Buana atas segala kerjasama, pengertian, kebaikkan dan bantuannya selama menempuh masa studi. -ii-

5 7. Keluarga di Sidoarjo-Madiun-Caruban-Wates, keluarga di Jakarta-Billy&Moon, Mas, Mbak, Adik dan Keponakan atas doa dan dukungannya, semoga sukses dan sehat wal afiat selalu. 8. Isteriku, Masayu Luryna yang telah membantu sepenuhnya siang dan malam dengan tulus baik berupa moral, tenaga maupun materi. 9. Teman-teman di eks PT. Lucent Technologies NSID yang menjadi penyemangat untuk meneruskan dan menyelesaikan kuliah, teman-teman di PT. Lintas Media Telekomunikasi yang ikut membantu dalam penulisan Tugas Akhir ini dan teman-teman di KOMPLEK PATI-AD atas segala bantuannya. 10. Allah Swt, Amien Ya Allah, akhirnya tugas akhir ini selesai juga dengan segala prosesnya. Sujud syukur aku panjatkan kepada-mu. Meskipun telah berusaha dengan sebaik-baiknya, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini belum sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik untuk kesempurnaan tugas akhir ini. Akhirnya, penulis sangat berharap agar tugas akhir ini dapat berguna serta memiliki arti bagi almamater pada umumnya dan jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana pada khususnya, serta bermanfaat bagi seluruh pembaca. Jakarta, Nopember 2007 Penulis -iii-

6 DAFTAR ISI Halaman BAB I : PENDAHULUAN...1 I.1 Latar Belakang Masalah...1 I.2 Tujuan Penulisan...2 I.3 Pembatasan Masalah...2 I.4 Sistematika Penulisan...2 BAB II : LANDASAN TEORI UMTS...6 II.1 Sejarah Perkembangan Sistem Komunikasi Bergerak...6 II.2 Teknologi GSM...6 II.3 Teknologi GPRS...7 II.4 Evolosi GSM ke UMTS...8 II.4.1 Konsep Sistem UMTS...9 II.4.2 Arsitektur dan Interface Sistem UMTS...10 II.5 Teknik Multiple Akses UMTS...12 II.5.1 Pengertian Sisitem Spread Spectrum...13 II.6 Sistem Wideband CDMA (W-CDMA)...14 II.7 Metode Duplex Dualmode pada UMTS...15 II.8 Adaptive Multi Rate...16 II.9 Kelas Layanan UMTS...16 II.9.1 Layanan-layanan UMTS...17 BAB III : METODE DAN ASPEK PERENCANAAN JARINGAN UMTS...20 III.1 Desain Sistem Jaringan UMTS...20 III.2 Karakteristik Layanan UMTS...21 III.3 Tahapan Perencanaan...22 III.4 Pengumpulan Data Jaringan GSM...22 III.5 Aspek-aspek Pendukung Perencanaan Jaringan UMTS...23 III.6 Metode Perhitungan Trafik iv-

7 III.6.1 Kapasitas Trafik UMTS...24 III.6.2 Kapasitas Informasi Tiap Sel...25 III.7 Pendimensian Node-B...26 III.8 Perhitungan Link Budget...28 III.9 Perencanaan Kapasitas Layanan...29 III.9.1 Faktor Pembebanan Arah Uplink dan DownLink...29 BAB IV : PERENCANAAN DAN ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN UMTS DI WILAYAH BANDUNG...36 IV.1 Perencanaan Sel Untuk Jaringan UMTS...36 IV.1.1 Asumsi Paramater yang Digunakan...36 IV.1.2 Daerah Perencanaan...36 IV.1.3 Kepadatan User Potensial...37 IV.1.4 Penetrasi Layanan...39 IV.1.5 Lama Panggilan Efektif...40 IV.1.6 BHCA Busy Hour Call Attemp)...40 IV.2 Hasil Perhitungan...41 IV.2.1 Offered Bit Quantity (OBQ) Daerah Sub-urban...41 IV.2.2 Offered Bit Quantity (OBQ) Daerah Urban...43 IV.2.3 Kapasitas Informasi FDD dan TDD...44 IV.2.4 Perencanaan Perangkat Layanan UMTS...45 IV Jumlah Node-B Untuk Daerah Sub-urban...45 IV Jumlah Node-B Untuk Daerah Urban...46 IV.3 Hasil Perencanaan Perangkat UMTS...46 IV.4 Penentuan Lokasi Node-B untuk Daerah Urban dan Sub-urban...47 IV.5 Perhitungan Kapasitas Maksimum Sel Berdasarkan Load Factor...47 IV.5.1 Perhitungan Load Factor Uplink...48 IV.5.2 Perhitungan Load Factor Downlink...49 IV.5.3 Perhitungan Performansi Blocking...49 IV.6 Perhitungan Link Budget...50 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN v-

8 V.1 Kesimpulan...54 V.2 Saran...54 DAFTAR PUSTAKA vi-

9 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Arsitektur Sistem GSM...7 Gambar 2.2. Arsitektur sistem GPRS...8 Gambar 2.3 Arsitektur Sistem UMTS...11 Gambar 2.4 Alokasi Spectrum UMTS...13 Gambar 2.5 Perbedaan Prinsip Operasi FDD dan TDD Gambar 3.1 Diagram Perhitungan Offered Bit Quantity (OBQ)..25 Gambar 3.2 Diagram Alur Proses Pendimensian..27 Gambar 4.1 Grafik Estimasi Jumlah Pelanggan GSM/UMTS Telkomsel vii-

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Perbandingan teknologi pada GSM dan UMTS...9 Tabel 2.2 Kelas QoS pada layanan UMTS 17 Tabel 3.1 Karakteristik layanan Tabel 3.2 Parameter link budget...28 Tabel 3.3 Parameter untuk perhitungan pembebanan arah uplink...32 Tabel 3.4 Parameter untuk perhitungan pembebanan arah downlink Tabel 4.1 Peramalan Jumlah Pelanggan GSM/UMTS Telkomsel Bandung. 38 Tabel 4.2 Faktor Penetrasi Layanan UMTS Tabel 4.3 Lama Panggilan Efektif.40 Tabel 4.4 BHCA (Busy Hour Call Attempt)..41 Tabel 4.5 Hasil Perhitungan OBQ suburban..42 Tabel 4.6 perhitungan OBQ untuk daerah urban...43 Tabel 4.7 Perhitungan link budget untuk AMR 12.2 kbps.50 Tabel 4.8 Perhitungan link budget untuk data non real time 384 kbps (user dengan kecepatan 3 km /jam) viii-

11 DAFTAR ISTILAH ETSI FDD TDD GGSN SGSN UTRAN RNC Node B Handover Eb/No Fading Margin FER BTS multimedia Walsh Code Variabel Suatu organisasi telekomunikasi Eropa yang membahas standartisasi UMTS dan teknologi generasi ketiga lainnya. Metode duplex berdasarkan pembagian area frekuensi Mode duplex yang didasarkan pada pembagian waktu Tambahan Node di GPRS yang berfungsi sebagai logical interface ke jaringan. Tambahan Node di GPRS yang bertanggung jawab untuk mengantarkan paket ke MS yang berada didaerah layanannya juga untuk menjaga agar MS tetap berada di daerahnya layanannya Radio Access Network pada UMTS Sebanding sepadan dengan BSC pada GSM berfungsi untuk mengontrol Node B Perangkat UMTS yang sepadan dengan BTS Proses pemindahan dari satu sel ke sel yang lainnya Perbandingan antara daya terima per-bit dengan rapat daya noise Daya yang ditambahkan untuk mengantisipasi redaman yang diakibatkan oleh fading sehingga daya terima berada diatas sensitivitas perangkat terima Rata-rata kesalahan frame yang diukur setiap periode waktu tertentu dan diusahakan tidak lebih dari 1 % Penggunaan dua sistem seluler secara bersamaan dalam satu BTS Kode penebar untuk digunakan untuk membedakan kanal-kanal UMTS Salah satu metode untuk menyediakan layanan multirate -ix-

12 Spreading dengan cara membedakan panjang kode penebar Receiver Interference Margin Daya yang ditambahkan untuk mengantisipasi redaman yang diakibatkan dari user lain sehingga daya terima berada diatas sensitivitas perangkat terima Sinyal Ortogonal Sinyal yang hasil cross correlation-nya dengan sinyal yang lain adalah nol. Jamming Interferensi pita samping dengan daya sinyal penginterferensi jauh lebih besar daripada daya sinyal tersebar. Interleaving Proses pengacakan bit-bit informasi yang telah melalui proses pengkodean agar tahan terhadap fading yang terjadi pada lingkungan propagansi. Handoff Gain Gain yang disebabkan oleh adanya mekanisme handoff Guard Band Band frekuensi yang ditambahkan untuk menghindari terjadinya interferensi antar kanal yang bersebelahan atau antar sistem yang menggunakan kanal yang bersebelahan. Makro sel Sel dengan luas radius dapat mencapai beberapa Km Mikro sel Sel dengan tipe radius hingga 1 Km, biasanya digunakan pada daerah urban. OBQ Banyaknya bit yang ditawarkan dari satu jenis layanan SS Suatu proses pengiriman informasi dimana bit informasi ditimbulkan dengan sejumlah bit tertentu dan dikodekan yang disebut dengan chip. -x-

13 DAFTAR SINGKATAN A Abis BER BHCA BS BSC BSS BTS CDMA CN EDGE ETSI FDD FDMA Gb Gc GGSN Gi Gn GPRS Gr Gs GSM HLR IC ISDN IMSI A interface, antar muka antara BSC dan MSC A+bis interface, antar muka antara BTS dan BSC Bit Error Rate Busy Hour Call Attemp Base Station Base Station Controller Base Station Subsystem yang terdiri dari BTS dan BSC Base Transceiver Station Code Division Multiple Access Core Network Enhanced Data Rate for Global Evolution European Telecommunication Standarisation Institue Frequency Division Duplex Frequency Division Multiple Access Interface antara PCU dan SGSN yang terdapat di BSC Interface optional yang menghubungkan GGSN dan HLR Gateway GPRS Support Node Interface yang menghubungkan GGSN dan PDN Interface virtual cobbection antara SGSN dan GGSN General Packet Radio Service GPRS register Interface kordinasi antar jaringan GSM dan GPRS Global System for Mobile communication Home Location Register Information Capacity Integrated Switch Data Network International Mobile Subscriber Identity -xi-

14 IP Kbps MS MSC OMC PSTN QoS RNC SGSN TCH TDD TDMA TS UE UMTS Um UTRAN USIM VLR WAP Internet Protocol Kilo Bit per Second Mobile Station Mobile Switching Center Operation and Maintenance Center Public Switch Telephone Network Quality of Service Radio Network Contrller Serving GPRS Support Node Trafic Channel Time Division Duplex Time Division Multiple Access Time Slot User Equipment Universal Mobile Telecommunication System Interface antara MS dan BTS Universal Transmission Radio Access Network UMTS Subscriber Identity Modul Visitor Location Register Wireless Aplication Protocol -xii-

15 Hal 1 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang masalah Meningkatnya mobilitas dan dinamika masyarakat menyebabkan makin dirasakannya kebutuhan komunkasi yang tidak lagi tergantung pada tempat, waktu dan keadaan. Salah satu solusi yang dipakai adalah digunakannya sistem telekomunikasi bergerak yang disebut juga teknologi seluler. Teknologi seluler ini terus berkembang. Teknologi generasi pertamanya (1G) berupa teknologi analog yang memungkinkan dikirimnya suara melalui gelombang radio yang diterima secara nirkabel. Contohnya antara lain AMPS, TACS dan NMT. Selanjutnya, teknologi generasi kedua (2G) menggunakan teknologi digital yang tidak hanya memanfaatkan gelombang radio untuk mengirim suara, tetapi juga dapat mengirim pesan singkat secara tertulis yang disebut dengan SMS. Contohnya adalah GSM dan IS-95. Setelah itu, teknologi generasi dua setengah (2.5G) yang merupakan pengembangan dari teknologi 2G sebagai peralihan memasuki teknologi generasi selanjutnya. Teknologi generasi ini berbasiskan GPRS dan HSCSD. Lalu teknologi generasi ketiga (3G) yang memadukan antara komunikasi suara, data dan video dalam sebuah telepon seluler. Perkembangan teknologi seluler akhir-akhir ini dipicu oleh tuntutan akan efisiensi spektrum yang semakin tinggi, kapasitas yang semakin besar, serta kemampuan untuk memberikan layanan suara dan data dengan data rate yang lebih tinggi dan yang paling diinginkan oleh pelanggan akhir-akhir ini adalah layanan di bidang multimedia. UMTS merupakan jawaban atas semua tuntutan dari pelanggan karena UMTS merupakan sistem komunikasi generasi ke-3, yang mampu menyediakan layanan tambahan dari sistem yang telah ada sebelumnya dalam bentuk transmisi data kecepatan tinggi dan multimedia. Selain itu juga untuk menciptakan akses tanpa

16 Hal 2 batas ke layanan komunikasi bergerak pita lebar yang berlaku di seluruh dunia dengan standar yang sama. I.2 Tujuan Penulisan Tujuan yang diharapkan dari tulisan ini adalah untuk mengetahui perencanaan jumlah site, radius site, lokasi site yang optimal berdasar kemampuan Node-B, coverage area dan menganalisa kinerja dari hasil perencanaan yang meliputi jumlah site, link budget serta alokasi letak site. Sehingga diperoleh suatu jaringan selular UMTS yang handal dengan kapasitas optimal. I.3 Pembatasan Masalah Pada Tugas akhir ini akan dibahas mengenai proses perencanaan jaringan UMTS diwilayah Bandung dengan melakukan pengembangan jaringan generasi ke-2 (GSM). Hal ini dapat dilakukan karena UMTS merupakan sistem komunikasi bergerak yang kompatibel dengan jaringan GSM yang berarti bahwa UMTS merupakan Value added service dari GSM yaitu dengan menggunakan GSM fasa 2+ sebagai jaringan utama. Pada perencanaan jaringan UMTS yang merupakan jaringan GSM phasa 2+ sebagai jaringan intinya ada dua buah elemen jaringan yang ditambahkan pada UTRAN yakni RNC dan Node B. Perencanaan jaringan UMTS ini terutama akan difokuskan pada perencanaan radio network-nya, yaitu salah satu bagian yang bertanggung jawab atas hubungan mobile station dengan base transceiver station. I.4 Sistematika Penulisan Dalam penulisan Tugas Akhir, materi teori, pembahasan masalah, perencanaan dan analisa akan dibahas dalam bab demi bab, yaitu: BAB I : PENDAHULUAN Berisikan pendahuluan yang menjelaskan tentang hal-hal yang melatarbelakangi permasalahan yang timbul, maksud dan tujuan, batasan masalah yang dibahas, metode penelitian untuk memperoleh data-data dalam laporan serta sistematika penulisan laporan.

17 Hal 3 Terdiri dari 4 Sub-BAB, yaitu: I.1 Latar Belakang Masalah I.2 Tujuan Penulisan I.3 Pembatasan Masalah I.4 Sistematika Penulisan BAB II : LANDASAN TEORI UMTS Bab ini menjelaskan mengenai konsep dasar dari Teknologi UMTS. Yang terdiri dari teknologi seluler yang sedang digunakan sekarang yaitu GSM dan GPRS, dan perjalanan migrasi dari generasi pertama (1G) sampai dengan generasi ketiga (3G). dan juga arsitektur jaringan teknologi UMTS secara umum sebagai teori penunjang dalam tugas akhir ini. Terdiri dari 9 Sub-BAB, yaitu: II.1 Sejarah Perkembangan Sistem Komunikasi Bergerak II.2 Teknologi GSM II.3 Teknologi GPRS II.4 Evolosi GSM ke UMTS II.4.1 Konsep Sistem UMTS II.4.2 Arsitektur dan Interface Sistem UMTS II.5 Teknik Multiple Akses UMTS II.5.1 Pengertian Sisitem Spread Spectrum II.6 Sistem Wideband CDMA (W-CDMA) II.7 Metode Duplex Dualmode pada UMTS II.8 Adaptive Multi Rate II.9 Kelas Layanan UMTS II.9.1 Layanan-layanan UMTS BAB III : METODE DAN ASPEK PERENCANAAN JARINGAN UMTS Bab ini menjelaskan tentang Perhitungan Link Budget, metode dan model yang akan digunakan dalam perencanaan, dan tahapan perencanaan dalam perencanaan jaringan UMTS. Terdiri dari 9 Sub-BAB, yaitu:

18 Hal 4 III.1 Desain Sistem Jaringan UMTS III.2 Karakteristik Layanan UMTS III.3 Tahapan Perencanaan III.4 Pengumpulan Data Jaringan GSM III.5 Aspek-aspek Pendukung Perencanaan Jaringan UMTS III.6 Metode Perhitungan Trafik III.6.1 Kapasitas Trafik UMTS III.6.2 Kapasitas Informasi Tiap Sel III.7 Pendimensian Node-B III.8 Perhitungan Link Budget III.9 Perencanaan Kapasitas Layanan III.9.1 Faktor Pembebanan Arah Uplink dan DownLink BAB IV : PERENCANAAN DAN ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN UMTS DI WILAYAH BANDUNG Bab ini menjelaskan secara lengkap dan terperinci tentang bagaimana simulasi dari suatu perencanaan teknologi UMTS yang akan diterapkan di wilayah Bandung. Yang meliputi perhitungan Link Budget dan jumlah site. Terdiri dari 6 Sub-BAB, yaitu: IV.1 Perencanaan Sel Untuk Jaringan UMTS IV.1.1 Asumsi Paramater yang Digunakan IV.1.2 Daerah Perencanaan IV.1.3 Kepadatan User Potensial IV.1.4 Penetrasi Layanan IV.1.5 Lama Panggilan Efektif IV.1.6 BHCA9Busy Hour Call Attemp) IV.2 Hasil Perhitungan IV.2.1 Offered Bit Quantity (OBQ) Daerah Sub-urban IV.2.2 Offered Bit Quantity (OBQ) Daerah Urban IV.2.3 Kapasitas Informasi FDD dan TDD IV.2.4 Perencanaan Perangkat Layanan UMTS IV Jumlah Node-B Untuk Daerah Sub-urban

19 Hal 5 IV Jumlah Node-B Untuk Daerah Urban IV.3 Hasil Perencanaan Perangkat UMTS IV.4 Penentuan Lokasi Node-B untuk Daerah Urban dan Sub-urban IV.5 Perhitungan Kapasitas Maksimum Sel Berdasarkan Load Factor IV.5.1 Perhitungan Load Factor Uplink IV.5.2 Perhitungan Load Factor Downlink IV.5.3 Perhitungan Performansi Blocking IV.6 Perhitungan Link Budget BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisikan kesimpulan dan saran dari penulis yang berdasarkan dari analisa dan pembahasan masalah yang terdapat pada uraian bab-bab sebelumnya. Terdiri dari 2 Sub-BAB, yaitu: V.1 Kesimpulan V.2 Saran

20 Hal 6 BAB II LANDASAN TEORI UNIVERSAL MOBILE TELECOMUNICATION SYSTEM (UMTS) II.1 Sejarah Perkembangan Sistem Komunikasi Bergerak Perkembangan sistem seluler dimulai dengan sistem yang menggunakan frekuensi yang beroperasi pada 450 MHz atau 900 MHz dan masih dalam bentuk teknologi analog seperti Nordic Mobile Telephone (NMT 450), Total Access Cellular System (TACS), NMT 900 dan lain-lainnya. Tetapi dengan teknologi analog Frequency Division Multiple Access (FDMA) kapasitas sistem sangat terbatas sehingga muncul standard sistem seluler digital yang disebut Global System for Mobile Communication (GSM) dengan teknologi Time Division Multiple Access (TDMA). Kemudian pada tahun 1990 European Telecommunication standard Institute (ETSI) membuat spesifikasi GSM yang disebut dengan Digital Cellular System 1800 (DCS 1800). Dan untuk generasi ke-3 digunakan teknologi yang berbasis CDMA. Pada awalnya layanan yang diberikan hanyalah suara, pada phasa kedua mulai diaplikasikan data berupa sms dan wap, untuk generasi ketiga diharapkan Video Phone Portable dapat diaplikasikan. II.2 Teknologi GSM (Global System for mobile communication) GSM ( Global System for mobile communication) adalah suatu sistem komunikasi seluler generasi kedua (2G) berbasis circuit switching yang memberikan layanan suara dan data dengan kecepatan 9,6 Kbps. Arsitektur jaringan GSM terdiri dari bagian-bagian fungsional yang dipusatkan pada bagian Mobile Station (MS), Base Station Subsystem (BSS) dan Mobile Switching Center (MSC). Seperti terlihat pada gambar 2.1 BSS terdiri dari dua bagian utama yaitu: Base Station Transceiver (BTS) yang berfungsi menangani antarmuka radio menuju MS, dan Base Station Controller (BSC) yang berfungsi untuk pengaturan frekuensi radio, mekanisme handover serta control daya. MSC berfungsi mengkoordinasi sistem penyambungan

21 Hal 7 sehingga sistem GSM dapat berkomunikasi dengan jaringan telekomunikasi lainnya seperti PSTN, ISDN dan PDN. Berikut adalah gambar infastruktur jaringan GSM: GSM Architecture BTS = Base Transceiver Station AuC = Authentication Center OMC = Operation and Maintenance Center PSTN = Public Switched Telephone Network MS = Mobile Equipment Home Location Register AuC Equipment ID Visitor Location Register Network Management Center OMC Subscriber Identity Module Subscriber Identity Module MS MS B T S B T S Base station controller Mobile switching center Data communication network Subscriber Identity Module MS B T S PSTN Gambar 2.1. Arsitektur Sistem GSM II.3 Teknologi General Packet Radio Service (GPRS) Untuk sampai pada teknologi UMTS ada teknologi transisi yaitu GPRS dimana pada GPRS, data ditransmisikan dalam bentuk paket. GPRS tidak membuat banyak perubahan pada base station karena GPRS menggunakan pita frekuensi, teknik multiple akses, frame TDMA, radio modulasi dan struktur burst yang sama dengan GSM. Sehingga pada GPRS dapat digunakan kembali peralatan yang lama tana modifikasi yang banyak. Jaringan GPRS menggunakan jaringan GSM tetapi terdapat dua buah node tambahan yaitu SGSN dan GGSN. Dua buah Node tersebut memiliki fungsi sebagai berikut: 1). SGSN : sepandan dengan MSC pada sistem GSM yaitu memantau lokasi MS/mobility management, mendeteksi dan meregister setiap MS dan bertanggung

22 Hal 8 jawab terhadap proses lalu lintas paket data menuju MS yang berada dalam area pelayanannya. SGSN akan memancarkan /menerima paket data dari dan menuju MS. 2). GGSN adalah antarmuka dari jaringan GPRS ke jaringan paket data eksternal (PDN). Arsitektur sistem GPRS terlihat pada gambar dibawah ini: GPRS Architecture BTS = Base Transceiver Station AuC = Authentication Center SGSN = Serving GPRS Support Node GGSN = Gateway GPRS Support Node PDN = Packet Data Network MS = Mobile Equipment Home Location Register AuC Equipment ID Home Location Register Network Management Center OMC Subscriber Identity Module Subscriber Identity Module MS MS B T S B T S Base station controller SGSN GGSN Subscriber Identity Module MS B T S PCU PDN Gambar 2.2. Arsitektur sistem GPRS Layanan yang dapat dilakukan pada sistem GPRS: - Layanan dengan kecepatan data sebesar 115 Kbps - Teknologi MMS - WAP II.4 Evolusi GSM ke UMTS Seperti diketahui bahwa sistem seluler yang perkembangannya paling pesat adalah GSM. Sejak perkembangan awalnya, GSM telah didesain untuk dapat berevolusi menuju sistem seluler generasi ke-3 dengan menggunakan standartisasi ETSI. Elemen kunci dalam mendefinisian sistem generasi ketiga ini adalah sistem

23 Hal 9 akses dan penyediaan teknologi transmisi yang tepat. Pada sistem ini mampu mengintegrasikan berbagai sistem mobile yang ada. UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) adalah sistem yang sedang dikembangkan oleh ETSI ( European Telecommunication Standard Institute) dalam rangka IMT 2000 untuk layanan komunikasi bergerak generasi ketiga. Dimana tujuan dari pengembangan UMTS adalah untuk mengatasi keterbatasan dari sistem seluler generasi-generasi sebelumnya dan untuk meningkatkan performasi dari layanan sistem seluler yaitu transmisi data kecepatan tinggi dan multimedia serta untuk menciptakan suatu standard seluler global yang mampu melakukan akses tanpa batas (kapan saja, dimana saja, dan layanan apa saja). Salah satu perwujudan dari sistem seluler generasi ketiga ini yaitu dengan menerapkan prinsip dual mode GSM dan UMTS. Dengan dual mode ini, operator seluler tidak akan kehilangan pelanggan GSM tetapi dapat menambah jumlah pelanggan yang menggunakan layanan UMTS. II.4.1 Konsep Sistem UMTS sistem UMTS akan menyediakan layanan dengan kecepatan transmisi yang bervariasi mulai layanan dengan bit rate rendah sampai dengan bit rate maksimum 2 Mbps. Layanan-layanan tersebut terdiri dari packet switched dan circuit switched. Tabel 2.1 memperlihatkan perbandingan antara GSM fasa 2, GSM fasa 2+ (GPRS/EDGE) dan UMTS. Dari tabel tersebut dapat dilihat adanya peningkatan performasi secara bertahap pada setiap fasanya. UMTS menggunakan teknik multiple akses yang berbeda dengan GSM yaitu menggunakan TDMA dan CDMA, sedangkan pada GSM digunakan FDMA dan TDMA. Selain itu, dapat dilihat perbedaan kecepatan transmisi data (bit rate), kualitas suara, frekuensi, roaming, bearer dan layanan pada masing-masing fasa. Standartisasi UMTS dibuat fleksibel baik pembagian layanan, jaringan dan manajemen spectrum agar mampu dikembangkan berdasarkan evolusi jaringan yang lama seperti GSM. Tabel 2.1 Perbandingan teknologi pada GSM dan UMTS Parameter GSM Phase 2 GSM Phase 2+ UMTS

24 Hal 10 Teknik Multiple FDMA/ TDMA FDMA/ TDMA TDMA/CDMA Akses Bitrate Maksimum 9,6 Kbps 64Kbps, 115 Kbps 348Kbps, 2Mbps Roaming International Roaming Global roaming Global roaming di seluruh lingkungan radio Bearers Circuit Switched bearers Service Speech dan low speed data short message service Packet bearers, 64 Circuits dan packet Kbps circuit switched bearers. bearers GPRS, Service Full internet portability, WAP capability, speech, internet data, multimedia, virtual home enviropment(vhe) Kualitas suara Full rate Enchanced Full Advanced Multi Rate(EFR) Rate (AMR) Berbagai macam layanan terbaru akan dapat diaplikasikan pada jaringan seluler dengan menggunakan teknologi UMTS. Aplikasi multimedia dengan menggunakan layanan-layanan seperti voice, audio/video, grafik, data, akses internet dan akan dapat dilakukan. Layanan internet berkecepatan tinggi (high speed internet) seperti on-line browsing, download file berukuran besar dan lain-lain dapat dilakukan dengan mudah menggunakan teknologi UMTS. Layanan multimedia real time seperti video telephony, video conferencing, video on demand, audio on demand dan lain-lainnya yang membutuhkan kecepatan dan kapasitas yang tinggi dapat dilakukan pelanggan UMTS, begitu juga dengan layanan multimedia non-real seperti SMS masih dapat diakses dengan baik oleh pelanggan UMTS. II.4.2 Arsitektur dan Interface sistem UMTS

25 Hal 11 Arsitektur umum UMTS teresterial terdiri dari Core Network (CN), UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) dan User Equipment (UE). Core network atau jaringan inti adalah jaringan yang sudah terbangun sebelum adanya UMTS, seperti GSM, GPRS dan Edge, UTRAN adalah jaringan akses radio terrestrial pada UMTS dan User Equipment (EU) adalah perangkat dari sisi pelanggan berupa handset yang terdiri dari pengirim dan penerima. Pada sistem GSM, UE lebih dikenal dengan istilah mobile station (MS). Arsitektur umum UMTS terrestrial dapat dilihat pada gambar 2.3 berikut ini. UTRAN akan berhubungan dengan core network melalui suatu titik interkoneksi yang disebut dengan Iu (Interface Unit). UTRAN terdiri dari beberapa radio network subsystem (RNS), yang merupakan kumpulan dari radio network controller (RNC) dan beberapa buah Node B yang ditanganinya. RNS ialah bagian atau sub-sistem dari UTRAN yang bertugas menangani manajemen radio resource untuk membangun hubungan antara UE dan UTRAN. Sebuah RNS terdiri dari sebuah RNC dan beberapa Node B yang ditanganinya. Beberapa elemen dasar jaringan seluler sebelumnya dapat diadopsi pada UMTS seperti MSC, SGSN dan HLR tetapi RNC, Node B dan Handset harus menggunakan desain baru. RNC mengganti fungsi BSC pada GSM dan Node B menggantikan fungsi BTS pada GSM. Jaringan UMTS standard dapat dilihat seperti pada gambar dibawah ini: UMTS Architecture UTRAN GPRS Internet Internet PDN UE Uu Node B Iub 3G SGSN GGSN UE UE Uu Uu Node B Node B Iub Iub RNC Iur Iu Iu 3G MSC/VLR G-MSC GSM PSTN/ISDN PSTN/ISDN Gambar 2.3 Arsitektur Sistem UMTS

26 Hal 12 UMTS menggunakan empat buah interface baru: - Uu : UE to Node B (UTRA, Interface UMTS di WCDMA) - Iu : Interface RNC ke GSM fasa 2+ (MSC, VLR atau SGSN) - Iub : Interface RNC ke Node B - Iur : Interface antara RNC tetapi tidak untuk ke jaringan GSM Iu, Iub dan Iur bekerja berdasarkan prinsip transmisi ATM. RNC memiliki level sama dengan BSC yaitu berfungsi untuk mengontrol sejumlah node B pada UMTS dan sebagai interface ke arah MSC dan OMC yang terdapat di jaringan inti. RNC menangani protocol untuk pertukaran antara Iu, Iur dan Iub interfaces dan bertanggungjawab sebagai pusat operasi dan pemeliharaan dari keseluruhan RNS serta bertanggung jawab terhadap proses handover. Node B ini seperti halnya BTS pada GSM, bertanggung jawab dalam transmisi radio, mengubah dara yang berasal dan menuju interfaces udara Uu, termasuk Forward Error Correction, spreading.despreading dan modulasi QPSK pada interfaces udara. Disamping itu Node B juga berfungsi untuk mengukur kualitas dan kekuatan hubungan dan menentukan Frame Error Rate, mentransmisikan data ini ke RNC sebagai hasil pengukuran untuk handover. Node B dihubungkan ke RNC oleh antarmuka Iub. Satu Node B dapat menangani satu atau beberapa sel. II.5 Teknik Multiple Akses UMTS UMTS berbeda dengan GPRS terutama pada multiple akses dimana UMTS menggunakan teknik multiple akses W-CDMA. Untuk itu digunakan RAN yang berbeda yakni UTRAN. Pada dasarnya ide sistem ini adalah meletakkan CDMA dan TDMA. Spektrum frekuensi untuk UMTS dialokasikan pada pita frekuensi 1900 MHz sampai 2200 MHz. Spectrum frekuensi ini dibagi dua menjadi spectrum terrestrial dan spectrum satelit. Spectrum frekuensi UMTS terrestrial terdiri dari dua band frekuensi yaitu TDD band dan FDD band. TDD band akan mendapatkan alokasi sebesar 35 MHz yang terbagi dua menjadi 20MHz (main) dan 15 MHz (guard), yaitu pada frekuensi MHz dan MHz, sedangkan FDD band akan mendapatkan alokasi sebesar 2x60 MHz, yaitu pada MHz dan MHz dan MHz. Sedangkan spectrum frekuensi UMTS Satelit di bagi menjadi dua band yaitu, MHz dan MHz.

27 Hal Terrestrial UMTS MSS Terrestrial UMTS MSS 80MHz(20+60) 15 MHz 60 MHz Unpaired spectrum Paired Spectrum Gambar 2.4 Alokasi Spectrum UMTS FDD (W-CDMA) in paired band TDD (TDD/CDMA) in unpaired band MSS: Mobile Satellite System II.5.1 Pengertian Sistem Spread Spectrum Dasar dari spread spectrum adalah teori Shannon yang dapat dituliskan dalam persamaan sebagi berikut: C = W log 2 (1 + S/N) Dimana : C = Kapasitas kanal transmisi (bit/s) W = Lebar pita transmisi (Hz) S/N = Signal to noise ratio Berdasarkan teori diatas, maka untuk meningkatkan kapasitas kanal ataupun kualitas sinyal dapat dilakukan dengan memperbesar lebar pita transmisi yaitu dengan cara memperlebar spektrum. Dalam teori inilah kemudian muncul system spread spectrum, dimana sinyal yang dikirim menempati bandwidth yang jauh lebih besar dari bandwidth sinyal informasi. Dalam spread spectrum dikenal istilah processing gain (PG) yaitu perbandingan antara lebar pita yang dikirimkan dengan lebar pita sinyal informasinya. PG digunakan untuk menunjukkan penyebaran daya sinyal. Bss PG = = Bs Rss Rdata

28 Hal 14 Dimana: PG = Processing gain (db) Bss = Bandwidth SS (Hz) Bs = Bandwitdh Sinyal Informasi (Hz) Rdata = Laju bit informasi (bps) Rss = Laju bit SS (bps) II.6 Sistem Wideband CDMA (W-CDMA) Sistem W-CDMA adalah teknologi multiple akses dengan menggunakan modulasi Direct Sequence Spectrum (DS-SS) yang dapat menyediakan fasilitas pengaksesan user ke jaringan PTSN dan dapat mengirimkan layanan-layanan voice, data dan multimedia. Teknologi W-CDMA dalam mengakses data dilakukan secara terus menerus selebar bandwidth tertentu (5-15) MHz. Kelebihan daru sistem UMTS dengan metode akses W-CDMA adalah: 1). Efesiensi spectrum Penggunaan spectrum yang efisien merupakan hal yang penting dalam perencanaan UMTS, semakin baik efesiensi spectrum maka semakin besar trafik yang dapat dilayani. Evaluasi dari kapasitas trafik fan kapasitas informasi melibatkan perhitungan frequency reuse. 2). Kompleksitas Teknologi Dilihat dari segi kompleksitas, teknologi yang digunakan harus dapat diaplikasikan secara tepat dalam hal ini UMTS dapat digunakan untuk melayani berbagai jenis operator dan pada UMTS digunakan teknik dual mode dengan GSM. 3). Kualitas Hasil perencanaan harus memenuhi criteria minimum dari kualitas transmisi adanya processing gain yang tinggi akan menunjukkan kualitas sistem yang semakin baik. 4). Fleksibilitas dari teknologi transmisi radio Kriteria ini sepenuhnya penting untuk operator. Sistem UMTS harus fleksibel dilihat dari aspek penyebaran, ketersediaan perlengkapan dan pengalokasian spectrum.

29 Hal 15 5). Kemampuan Performasi dari Handportable Handportable UMTS akan digunakan secara luas untuk itu kemampuannya mempengaruhi penerimaan masyarakat terhadap teknologi ini. II.7 Metode Duplex Dualmode pada UMTS Istilah duplex dapat didefinisikan sebagai cara berkomunikasi antara pengirim dan penerima. Penggunaan lebar pita frequency kedua mode duplexing (TDD dan FDD) mempunyai perbedaan yang sangat mendasar, dengan prinsip sebagai berikut : Perbedaan Prinsip Operasi FDD dan TDD f Down-Links 2 f Up-Links Guard Time BS MS BS MS Down Links f Up Links f f Down Link/Up Link 2 f f Mode Transmisi FDD Mode Transmisi TDD Gambar 2.5 Perbedaan Prinsip Operasi FDD dan TDD FDD ( Frequency Division Duplex) merupakan sistem komunikasi sua arah dimana pada sistem ini station akan membagi-bagi sejumlah kode spreading yang berbeda kepada sejumlah user (mobile) terminal dalam waktu yang sama dengan bandwidth yang sama pula, tetapi frekuensi uplink dan downlink berbeda. Saat transmisi uplink dan downlink terjadi, koneksi mobile dan base station menggunakan dua pita frekuensi yang terpisah secara berpasangan (paired) untuk metode duplexing-nya.

30 Hal 16 TDD (Time Division Duplex) merupakan sistem komunikasi dua arah dimana pengirim dan penerima dapat melakukan komunikasi dengan menggunakan pita frekuensi yang sama tetapi pada waktu yang berbeda. Transmisi uplink dan downlink dalam pita frekuensi yang sama (unpaired) dengan menggunakan sinkronisasi interval waktu. II.8 Adaptive Multi Rate Pengkodean untuk suara pada UMTS menggunakan teknik Adaptive Multi Rate. Pengkodean multi rate adalah satu pengkodean suar terintegrasi dengn delapan jenis rate: 12,2 (GSM-EFR); 10,2; 7,95; 7,40(IS-641); 6,70 (PDC-EFR), 5,90; 5,15 dan 4,75 kbps. Berdasarkan percakapan normal, waktu aktif pembicaraan adalah 50 % dari keseluruhan waktu pembicaraan dari setiap arah. AMR memiliki fungsi untuk memanfaatkan kekosongan waktu pembicaraan: - Voice Activity Detector (VAD) pada sisi transmit. - Evaluasi noise dari suara background pada sisi transmit. Hal ini akan berakibat penghematan daya transmit yang berarti ukuran baterei dapat lebih kecil. Dilihat dari sudut networking rata-rata kebutuhan bit rate dapat dikurangi, mengurangi level interferensi dan menaikkan kapasitas pelanggan. Besarnya bit rate pada AMR dapat dikontrol oleh radio access network berdasarkan kepada besarnya pembebanan seperti pada jam sibuk, bias digunakan AMR dengan bit rate rendah untuk menaikkan kapasitas tetapi akan menurunkan kualitas sinyal. Hal ini juga berlaku jika user berada diluar batas area maka akan digunakan AMR dengan bit rate rendah sehingga luas cakupan layanan dapat diperluas. Dengan AMR dapat diperoleh keseimbangan antara jaringan, cakupan dan kualitas suara berdasarkan kebutuhan operator. II.9 Kelas Layanan UMTS Sesuai standard 3GPP TS ada 4 kelas layanan berdasarkan QoS-nya. Factor utama yang membedakan adalah sensitivitasnya terhadap delay, yang mana kelas conversational menempati prioritas paling tinggi, disusul dengan kelas streaming, interaktif dan yang terendah adalah kelas background. Jika dalam jaringan

31 Hal 17 resource yang ada mendekati kondisi overload, maka trafik dengan prioritas paling tinggi akan diutamakan, sedangkan yang terendah akan ditunda (buffering). Tabel 2.2 Kelas QoS pada layanan UMTS Traffic Class Conversational class onversational RT Fundamental Preserve time characteristic relation (variation) between information entities of the stream Conversational pattern (stringent and low delay) Example of Voice the application Streaming class Streaming RT Preserve time relation (variation) between information entities of the stream Streaming video Interactive Background class class Interactive Background best effort best effort Request Destination response is not pattern expecting Preserve the data payload withn a content certain time Preserve payload content Web browsing Background download of II.9.1 Layanan-layanan UMTS Berbagai layanan yang selama ini diimpikan pelanggan seluler akan terwujud dengan teknologi UMTS. Layanan hiburan berkualitas tinggi, download file berukuran besar ataupun menjelajah Internet secara on-line dapat diwujudkan dengan menggunakan teknologi tersebut. Sebagai pelengkap kebutuhan pelanggan untuk layanan telekomunikasi voice dan simple data seperti yang terdapat saat ini juga tetap tersedia di UMTS, disamping layanan multimedia yang merupakan layanan

32 Hal 18 utamanya. Berikut ini merupakan beberapa contoh dari layanan baru dan aplikasinya yang akan didukung oleh jaringan UMTS. a). Informasi - Browsing ke WWW. - Interactive shopping b). Pendidikan - Virtual school - Laboratorium pengetahuan on-line - Perpustakaan on-line c). Hiburan - Audio on demand (as an alternative to CD, tape or radio) - Games on demand d). Layanan Umum - Gawat Darurat - Government Procedure e). Informasi Bisnis - Mobile office - Narrowcast business TV - Virtual work groups f). Layanan Komunikasi - Video telephoning - Video conferencing g). Layanan bisnis dan keuangan - Virtual banking - Online biling h). layanan khusus transportasi - Security monitoring service - Personal administration Beberapa layanan yang disebutkan diatas secara umum telah tersedia pada jaringan fixed atau jaringan seluler existing yaitu GSM yang sedang dikembangkan menjadi GSM fasa 2,5 dengan menggunakan sistem General

33 Hal 19 Packet Radio Service (GPRS) dan High Speed Circuit Switched Data (HSCSD).

34 Hal 20 BAB III METODE DAN ASPEK PERENCANAAN JARINGAN UMTS Pada bab 3 ini akan diuraikan tentang metode dan model yang digunakan dalam perencanaan, factor-faktor yang mempengaruhi dan mendukung perencanaan dan tahapan perencanaan yang terdiri dari perencanaan Node B, Radio Network Controller (RNC) dan beberapa interface pada UMTS dengan bantuan software sebagai perhitungan dari perencanaan dan visualisasi perbedaan letak serta jumlah Node B pada UMTS dan base station pada GSM. III.1 Desain Sistem Jaringan UMTS Perencanaan jaringan adalah proses medesain suatu struktur jaringan dan menentukan jumlah perangkat yang dibutuhkan pada masing-masing bagian jaringan sesuai dengan batasan, kebutuhan dan kualitas layanan yang sudah ditetapkan. Tujuan dari perencanaan jaringan ini adalah untuk memberikan kepastian bahwa perangkat, kapasitas kanal dan sistem penyambungan yang tersedia dapat melayani beban yang ditawarkan ke jaringan dengan kualitas dan tingkat layanan (GOS) yang diharapkan. Dalam perencanaan jaringan UMTS ini metode yang digunakan bersifat explorative dan aplikatif serta analisa yang dilakukan tidak hanya berdasarkan pada perkembangan teknologi, namun juga berdasarkan pada sisi marketing dan sisi teknik. Pada sisi marketing bertugas memperkirakan pangsa pasar (market forecast), pembagian pangsa pasar (market share) dan segmentasi pasar (Market segmentation) yang menghasilkan keluaran berupa intensitas trafik. Sedangkan pada sisi teknis bertugas memperkirakan dan menentukan aplikasi technology, perangkat trafik berdasarkan asumsi tertentu untuk menghasilkan perencanaan jaringan yang optimal. Jaringan UMTS dirancang sebagai pengembangan infastruktur dari jaringan GSM yang mampu menyediakan layanan tambahan dari sistem yang telah ada sebelumnya dalam bentuk transmisi data kecepatan tinggi (2Mbps) dan multimedia.

35 Hal 21 III.2 Karakteristik Layanan UMTS Jenis-jenis layanan UMTS mempunyai aplikasi yang luas seperti yang telah dijelaskan pada Bab II. Untuk mempermudah dalam menganalisa, layanan-layanan tersebut dibagi menjadi 6 jenis layanan utama sebagai berikut: 1) Speech (S), (simetrik) - Layanan simple seorang pelanggan ke pelanggan lain atau ke banyak pelanggan (teleconferencing) - Kotak suara (voice mail) 2) Simple Messaging (SM) (Asimetrik) - SMS dan paging - Pengiriman/penerimaan - Broadcast dan pesan informasi umum - Pemesanan /pembayaran (untuk simple e-commerce) 3) Switched Data (SD) (simetrik) - Akses dial up LAN kecepatan rendah - Akses internet/intranet - Fax 4) Medium Multimedia (MMM) (asimetrik) - LAN dan akses internet/intranet - Interactive games - Simple online shopping dan banking (layanan e-commerce) 5) High Multimedia (HMM) (asimetrik) - Fast LAN dan akses internet /intranet - Video clips on demand - Audio clips on demand - Online shopping 6) High interactive Multimedia (HIMM) (simetrik) Merupakan layanan simetrik yang memerlukan hubungan terus menerus dan data kecepatan tinggi dengan delay minimum. Aplikasi ini termasuk: - Video telephony dan video conference - Collaborative working dan telepresence

36 Hal 22 Ketiga jenis layanan pertama diatas terlihat sebagai layanan yang terdapat pada generasai kedua pada telekomunikasi mobile dan tiga jenis layanan terakhir digunakan untuk layanan baru mobile multimedia. Bit rate, factor asimetrik dan mode switching (circuit/packet switching) dari keenam pengelompokan layanan tersebut diperoleh dari market forecast yang dilakukan oleh UMTS Forum yang terdapat pada tabel berikut: Tabel 3.1 Karakteristik layanan Jenis Layanan Max. Bandwidth Jenis Mode Bit rate layanan Trafik Mwitc (kbps) UL/DL HIMM High Interactive Simetrik /256 Circuit Multimedia HMM High Multimedia Asimetrik /40 Packet MMM Medium Multimedia Asimetrik /768 Packet SD Switched data Simetrik 14,4 43,2/43,2 Circuit SM Simple Messaging Simetrik 14,4 28,8/28,8 Packet S Speech simetrik 16 28,8/28,8 Circuit III.3 Tahapan Perencanaan Perencanaan ini beralokasi di wilayah Bandung dengan mengoptimalkan jaringan GSM yang telah ada. Untuk memperoleh hasil perencanaan yang optimal ada beberapa tahapan yang harus diperhatikan. III.4 Pengumpulan Data Jaringan GSM Agar perencanaan jaringan UMTS ini efisien, harus terlebih dahulu diketahui infrastruktur dan karakteristik jaringan GSM yang telah ada yang meliputi: 1) Mengetahui lokasi dan potensi wilayah Bandung sebagai daerah perencanaan. 2) Mencari data infrastruktur jaringan GSM telkomsel yang terdiri dari: a. Data lokasi, jenis, jumlah dan spesifikasi perangkat jaringan GSM - Lokasi dan jumlah sel/bts per BSC

37 Hal 23 - Jumlah maksimal BSCs/MSC b. Konfigurasi jaringan GSM dan interkoneksi dengan jaringan eksternal (PSTN dan PLMN lain). 3) Data pelanggan jaringan GSM telkomsel yang terdiri dari : a. User potensial wilayah Bandung sebagai daerah perencanaan b. Jumlah pelanggan telkomsel GSM wilayah Bandung pada tahun 2004 c. Penetrasi dan segmentasi pelanggan telkomsel d. Peramalan peningkatan pelanggan s/d 2009 III.5 Aspek-aspek Pendukung Perencanaan Jaringan UMTS Proses pendimensian bertujuan untuk menetapkan jumlah dan konfigurasi komponen-komponen jaringan yang dibutuhkan untuk mendukung proses tafsiran kebutuhan pelanggan. Tafsiran kebutuhan mencakup proyeksi jumlah pelanggan selama periode perencanaan dan besarnya troughput rata-rata pelanggan selama jam sibuk. Berikut ini tahapan yang harus dilakukan dalam pendimensian jaringan UMTS. 1) Mengetahui lokasi dan potensi wilayah serta demand pelanggan yang akan dicakup oleh layanan UMTS. 2) Menentukan jumlah pengguna layanan UMTS 3) Menentukan perkiraan kapasitas trafik total layanan UMTS berdasarkan Offered Bit Quantity (OBQ). 4) Menentukan perkiraan kapasitas informasi (information capacity) per sel 5) Menentukan jumlah perangkat Node B yang dibutuhkan untuk melayani trafik berdasarkan jenis layanan di wilayah Bandung per km² 6) Menentukan power link budget 7) Menentukan perkiraan lokasi Node B berdasarkan data-data lokasi yang padat trafiknya pada GSM. III.6 Metode Perhitungan Trafik Salah satu hal yang paling penting dalam pendimensian jaringan adalah memprediksikan berapa besar kebutuhan trafik yang diperlukan. Dengan diketahui besarnya kebutuhan trafik, maka dapat direncanakan pula berapa kapasitas

38 Hal 24 maksimum jaringan yang akan digelar dan selanjutnya dapat menentukan berapa banyak perangkat yang dibutuhkan untuk dapat memenuhi kapasitas tersebut. Pada skripsi ini, perhitungan yang akan digunakan untuk estimasi kebutuhan trafik total layanan UMTS menggunakan Offered Bit Quantity (OBQ). III.6.1 Kapasitas Trafik UMTS Pengguna potensial merupakan pengguna layanan UMTS di wilayah Bandung. Pengguna layanan UMTS di hitung berdasarkan dari estimasi pelanggan GSM 5 tahun ke depan dengan asumsi awal bahwa pelanggan UMTS adalah pelanggan GSM Telkomsel Bandung yang menginginkan adanya perbaikan layanan berupa layanan data dengan kecepatan tinggi dan layanan multimedia dan fasilitas lain yang tidak dimiliki pada GSM. Pengguna potensial per km² diperkirakan untuk setiap daerah. Selanjutnya penetrasi user tiap layanan dikalikan jumlah pengguna potensial per km² didapat jumlah pengguna actual per layanan per km². User tidak akan menggunakan layanan terus menerus, oleh sebab itu pada skripsi ini dibatasi waktunya dengan menggunakan banyak panggilan selama jam sibuk (busy hours Call Attempt). Dengan demikian perkalian antara jumlah panggilan pada jam sibuk dan jumlah pengguna actual per layanan per km² akan menghasilkan nilai yang sebanding dengan jumlah user aktif selama jam busy untuk 1 km². Bandwidth dibedakan tergantung jenis layanan yang digunakan. Untuk layanan High Multimedia dan Medium Multimedia factor asimetrik yang digunakan tidak sama, dikarenakan untuk jenis layanan tersebut lebih banyak menggunakan downlink daripada uplink. Oleh sebab itu bandwith yang digunakan pun berbeda. Pada perhitungan digunakan bandwith downlink dengan tujuan dapat diketahui trafik maksimum pada tiap layanan UMTS. OBQ adalah total bit throughput per km² pada jam sibuk. Untuk mendapatkan OBQ tiap layanan selama jam sibuk dirumuskan dengan: OBQ = α x p x d xbhca x BW {kbps/ km²} (3.1) Dimana :

39 Hal 25 α : Kepadatan pelanggan potensial dalam suatu daerah {user/km²} p : Penetrasi penggunaan tiap layanan d : durasi/lama panggilan efektif (s) BW : bandwidth tiap layanan. (Kbps) BHCA: busy hour call attempt Adapun alur perhitungan Offer Bit Quantity (OBQ) sebagai berikut: Diagram Perhitungan Offered Bit Quantity (OBQ) Satuan Satuan saat perhitungan User Jumlah Pelanggan Potensial User potensial/km2 User Potensial Per Km2 per daerah Suburban Urban User potensial/km2 Penetrasi user per layananan User/km2 Call/hour Panggilan selama jam sibuk per layanan UMTS Call/hour/km Kbit/Call Bandwith layanan dan durasi panggilan Offered Bit Quantity Kbit/hour/km2 Gambar 3.1 Diagram Perhitungan Offered Bit Quantity (OBQ) III.6.2 Kapasitas Informasi tiap sel Kapasitas informasi tiap sel digunakan untuk menghitung berapa besarnya kapasitas informasi yang terdapat dalam sel yang nantinya akan digunakan untuk menentukan berapa banyak Node B yang diperlukan untuk memberikan layanan

40 Hal 26 UMTS pada suatu daerah tertentu. Adapun besarnya kapasitas tiap sel ditentukan oleh beberapa parameter, antara lain : Jumlah carrier RF per sel secara umum dapat didefinisikan sebagai berikut: WTOT WG Ncarr = (carrier) (3.2) WC Dimana : Ncarr : jumlah carrier pada tiap sel Wтот : total bandwidth yang tersedia W G W C : bagian spectrum yang tidak dapat digunakan dan digunakan untuk kebutuhan guard band : jarak antara frekuensi carrier (carrier spacing) Jumlah kanal trafik pelanggan per sel didefinisikan sebagai berikut: N UTS NCARR NTS = (3.3) F Dimana: Nuтs : jumlah kanal trafik (TCH) pelanggann tiap sel Nтs : jumlah total kanal trafik (TCH) per carrier F : ukuran cluster atau reuse factor. Parameter Nтs dapat digunakan untuk berbagai perhitungan kapasitas. Kapasitas informasi didefinisikan sebagai berikut: IC = Nuтs x Rь (kbps/sel) (3.4) Dimana IC merupakan kapasitas informasi (information capacity) per sel dan Rь adalah bit rate informasi per kanal. III.7 Pendimensian Node B Proses pendimensian jaringan UMTS meliputi pendimensian beberapa perangkat atau interface antara lain adalah berapa besar jumlah Node B yang diperlukan. Adapun proses perencanaan Node B adalah sebagai berikut:

41 Hal 27 Diagram Alur Proses Pendimensian Offered Bit Quantity Kbit/hour/Km2 OBQ Total Kbits/s Luas Daerah Sel/Km2 Kbits/s/sel Kapasitas Sistem Jumlah Sel yang di butuhkan Gambar 3.2 Diagram Alur Proses Pendimensian Berdasarkan perhitungan offered bit quantity (OBQ) total dan kapasitas informasi per sel, banyaknya perangkat Node B yang dibutuhkan dapat ditentukan sebagai berikut: - OBQ total daerah (urban, suburnban, rural) - Kapasitas bit informasi maksimal - Luas area layanan Bandung Hasil pendimensian adalah: - Luas cakupan sel L = KapasitasInformasiTiapSel Kbps / Sel OfferedBitQuantity( OBQ) Kbps / Km² ( Km²/Sel) (3.5) Dimana L adalah luas cakupan sel. Dengan demikian jumlah sel dapat diperikirakan sebagai berikut: - Jumlah Node LuasAreaPelayanan Km² NodeB = [ Km² LuasCakupanUMTS Km²/Sel ] (3.6) Luas cakupan sel yang berbentuk heksagonal dapat ditentukan berdasarkan persamaan: