BAB IV PERENCANAAN JARINGAN TRANSMISI GELOMBANG MIKRO PADA LINK SITE MRANGGEN 2 DENGAN SITE PUCANG GADING

Transkripsi

1 BAB IV PERENCANAAN JARINGAN TRANSMISI GELOMBANG MIKRO PADA LINK SITE MRANGGEN 2 DENGAN SITE PUCANG GADING 4.1 Analisa Profil Lintasan Transmisi Yang di Rencanakan Jaringan Transmisi Gelombang mikro yang direncanakan, untuk menghubungkan link SITE MRANGGEN 2 ke dengan SITE PUCANG GADING, dapat dilihat pada peta Google Earth (gambar 4.1) : Gambar 4.1 Peta Lokasi Perencanaan 29

2 Dengan analisa path profil berdasarkan peta map info, dapat diketahui kondisi wilayah tempat pengalihan jaringan transmisi microwave link yang akan direncanakan, yaitu SITE MRANGGEN 2 dihubungkan ke SITE PUCANG GADING. perencanaan ini bisa dilakukan dengan dengan baik. Berdasarkan data dilapangan maka dapat dianalisis sebagai berikut : Lokasi stasiun microwave BTS Mranggen 2 (Jalan Payung Kesuman, Mranggen, Indonesia) terletak pada posisi : LS BT Lokasi stasiun microwave site Pucang Gading (Jl.kebun batur RT.02/04, dusun mronggo sari, kel. Kebun batur, Kec.mranggen, Kab. Demak.) terletak pada posisi : 07 o LS 110 o BT Antena site A yang direncakan terletak pada ketinggian 35 meter dari tanah. Antena site B terletak pada ketinggian 35 meter dari tanah Dengan posisi antena yang sudah direncanakan, perencanaan jaringan microwave SITE MRANGGEN 2 dengan SITE PUCANG GADING bisa dilakukan dengan line of sight. Seperti yang terlihat pada path profil (gambar 4.2) : 30

3 Gambar 4.2. Path Profil Site Mranggen 2 ke Pucang Gading Dari gambar 4.2 path profil, daerah Fresenel zone aman dari halangan, artinya tinggi halangan berupa pohon dengan ketinggian 20 meter yang ada dijalur lintasan masih jauh berada dibawah daerah fresenel zone. Dari gambar 4.2 diatas dapat diketahui kondisi lintasan jaringan transmisi adalah line of sight (LOS). Dimana antena site A pada ketinggian 35m dari permukaan tanah dan antena site B pada ketinggian 35 m dari permukaan tanah. Berikut perhitungan nilai fresnel zone, dapat di ketahui dengan menggunakan persamaan

4 - Frekuensi kerja untuk : GHz - d1 ( jarak SITE PUCANG GADING ke obstacle ) : 1,38 Km - d2 ( jarak SITE MRANGGEN 2 obstacle) : 1,38 Km - D (jarak lintasan didapat dari path profile) : 2,76 Km F 17,3 f ( d 1 xd 2 ) xd ( Ghz) ( km) F 17,3 (1.38x1.38) (23x2,76) F 17,3 (1.9044) (63,48) F = 17,3 x = 2.99 meter Clearance = 0,6 x F = 0,6 x 2.99 meter = meter Dengan demikian perencanaan link budget jalur jaringan transmisi radio dapat dilakukan. 4.2 Perancangan Transmisi Microwave link Perencanaan Jaringan Transmisi Gelombang mikro, untuk menghubungkan SITE MRANGGEN 2 ke SITE PUCANG GADING menggunakan frekuensi 23 GHz, dimana frekuensi kerja untuk Transmitter 22,022 GHz dengan ketinggian tower 35 meter dari tanah, Antena microwave terletak pada posisi ketinggian 35 meter dari tanah. Frekuensi kerja untuk Receiver 23,030 GHz dengan ketinggian Tower 35 meter dari tanah. Antena 32

5 microwave terletak pada posisi ketinggian 35 meter dari tanah. jarak link SITE MRANGGEN 2 dengan SITE PUCANG GADING 2760 m. Penentuan posisi antena ini telah di sesuaikan dengan Bracket dan space yang tersedia di Tower tersebut. Dan juga lintasan jaringan jauh diatas ujung penghalang. dengan demikian perencanaan pengalihan jaringan microwave link bisa dilakukan dengan line of sight. Berikut gambar rancangan jaringan transmisi microwave link yang direncanakan antara SITE MRANGGEN 2 ke SITE PUCANG GADING. Dapat dilihat pada Gambar GHZ 2760 m Gambar 4.3 Perancangan Jaringan Transmisi Microwave 4.3 Sistem Radio Jaringan transmisi radio link yang direncanakan, menggunakan frekuensi 23 GHz dengan range frekuensi 21,200 23,600 GHz, antena type A23S06HAC. Menggunakan media transmisi Coaxial cable untuk mengirim data berupa sinyal 33

6 digital dari In door unit (IDU) ke out door unit (ODU) atau sebaliknya. juga berfungsi sebagai saluran daya DC untuk memberi catu daya pada ODU. Jadi semua proses radio berada didalam ODU. Radio link Frekuensi terdiri dari beberapa jenis menurut frekuensinya yaitu 7,13,15,18,23,26 sampai 38GHz, mempunyai kapasitas transmisi 4 x 2 Mbps sampai dengan 63 x 2 Mbit/s. Dengan kapasitas transmisi 16 x 2 Mbit/s, menggunakan modulasi 28M_16QAM receiver threshold level pada BER 10-6 = - 79,50 dbm, sedangkan daya output trasmitter = 20 dbm. bit rate 84 Mbps. 4.4 Transceiver Transceiver merupakan perangkat yang berfungsi sebagai sumber tenaga bagi BTS, pengatur daya pancar antena, pengolah sinyal, interface mobile station dengan BSC dan beberapa fungsi lainnya. Transceiver berfungsi sebagai transmitter ( pengirim ) maupun receiver ( penerima ). secara garis besarnya, peralatan peralatan dalam sistem komunikasi radio link dapat dibedakan menjadi dua bagian antara lain : a. Transmitter (Tx) b. Receiver (Rx) Transmitter (Tx) Dalam sistem radio microwave link, Sisi transmitter merupakan sebagai sistem pemancar dalam komunikasi GSM. Dimana transmitter dibedakan menjadi dua bagian yaitu : ODU dan IDU. Maka pada sistem modulasi terjadi proses dimana sinyal informasi yang masih berbentuk analog dirubah menjadi bentuk 34

7 digital kemudian proses pemodulasian sinyal tersebut dengan frekuensi cerrier dengan menggunakan modulasi. sinyal informasi yang masih berupa sinyal Intermediate Frequency (IF) diubah menjadi sinyal Radio Frequency (RF) pada up-converter, kemudian ditransmisikan HPA (High Pawer Amplifier). pada sisi ODU sinyal dipancarkan melalui antenna Receiver (Rx) Seperti halnya pada sisi transmitter, sisi receiver sebagai sistem penerima dalam komunikasi GSM. Dimana receiver juga dibedakan menjadi dua bagian, yaitu : IDU dan ODU. Pada sinyal informasi yang masuk LNA (Low Noise Amplifier), sinyal tersebut dirubah kembali kedalam bentuk IF pada Down Converter, kemudian pada modem terjadi pemisahan antara sinyal IF dengan Frekuensi carriernya kemudian sinyal tersebut dirubah kembali kedalam sinyal analog. 4.5 Perangkat pemancar dan penerima radio RTN950 Dalam perencanaan jaringan layanan komunikasi selular GSM, yang akan menghubungkan link antara SITE MRANGGEN 2 dengan SITE PUCANG GADING ini, menggunakan Perangkat komunikasi radio type RTN950. dibawa ini diagram perangkat pemancar dan penerima komunikasi radio type RTN950, seperti terlihat pada gambar 4.4 : 35

8 Gambar 4.4 Perangkat Radio RTN950 Dalam perencanaan sistem transmisi microwave link ini Peralatan dibagi menjadi tiga bagian diantaranya :Antenna, ODU dan IDU. Seperti terlihat dibawah ini : In door Unit ( IDU ) Seperti terlihat pada diagram IDU gambar 4.4. IDU berfungsi sebagai pengontrol dari sistem komunikasi selular GSM. Dimana IDU sebagai pengaturan parameter yang ingin dilakukan dalam perencanaan ini. IDU juga berfungsi sebagai multiplexer dari input sistem atau demultiplexer. Bagian-bagian IDU terdiri dari : a. IF Unit adalah sebagai Interface kejaringan IDU dan ODU. b. Service Switching Unit berfungsi sebagai Time Slot Crossconnect unit atau sebagai Packet Switching Unit. c. Service interface unit berfungsi sebagai Penerjemah data dalam bentuk modulasi E1 or Modulasi dalam Bentuk paket paket IP. 36

9 d. Auxilary interface unit berfungsi penyedia komunikasi antara perangkat lain, alarm dan sync data. e. Clock Unit berfungsi sebagai Penyedia fungsi proses Clock dan support fungsi eksternal Clock sebagai input or output f. Control Unit berfungsi sebagai pengontrol Switching, dan Multiplexing (TDM). g. Power Unit berfungsi sebagai Catu daya ke perangkat. h. Fan berfungsi sebagai pedingin perangkat Out Door Unit (ODU) bagian Receiver Gambar 4.5 memperlihatkan sistem kerja perangkat ODU bagian receiver. Pada sinyal informasi yang masuk LNA, kemudian sinyal tersebut dirubah kembali kedalam bentuk IF pada Down Converter, pada modem terjadi pemisahan antara sinyal IF dengan Frekuensi carriernya kemudian sinyal tersebut dirubah kembali kedalam sinyal analog dari output ODU Sinyal base band IF RF demodulator down- converter LNA Antena osilator Gambar 4.5. Diagram ODU receiver 37

10 4.5.3 Outdoor unit (ODU) Bagian Transmitter Gambar 4.6 memperlihatkan sistem kerja perangkat ODU bagian transmitter. Pada ODU sinyal base band dari IDU masuk ke modulator, dari modulator sinyal base band ditumpangkan ke sinyal cerrier dimana sinyal informasi yang masih berupa sinyal IF diubah menjadi sinyal RF pada upconverter. kemudian dikuatkan dayanya oleh HPA sinyal dipancarkan melalui antenna. Sinyal base band IF RF modulator Up- converter HPA Antena osilator Gambar 4.6. Diagaram ODU transmitter 4.6 Antena Transceiver Antena merupakan alat yang tak terpisahkan dari sistem komunikasi radio. Karena antena adalah suatu alat atau piranti yang berfungsi untuk memancarkan atau menerima gelombang radio. Selain itu juga antena diharapkan untuk mampu mengoptimalkan energi radiasi pada arah tertentu dan menekan energi radiasi pada arah lainya. Dalam perencanaan ini menggunakan antena parabola type A23S06HAC dengan diameter antenna 0,6 meter. Dapat dilihat pada gambar

11 Gambar 4.7 Antena type A23S06HAC 4.7 Analisa link budget dari SITE MRANGGEN 2 menuju SITE PUCANG GADING (up link) Pada bagian ini akan dihitung perencanaan up link budget dari SITE MRANGGEN 2 menuju SITE PUCANG GADING dengan diameter antena 0.6 m. Perencanaanya seperti gambar 4.8 berikut : 39

12 Uplink Frequency 22,022 GHZ 2760 m Gambar 4.8 Perencanaan Up-link hop Site Mranggen 2 Ke SITE PUCANG GADING Perhitungan Gain Antena Untuk frekuensi operasi 22,022 GHz dan diameter antena 0,6 meter. Maka diperoleh penguatan antena sebagai berikut : Gain antena pemancar dan penerima dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.2) : G = 20 log (f) + 20 log (d) + 17,8 = 20 log 22, log 0,6 + 17,8 = 26,857 + (- 4,436) + 17,8 G = 40,221 db 40

13 4.7.2 Effective Isotropic Radiated Power ( EIRP ) EIRP adalah daya pancar sebuah sistem transmisi yang telah mengalami redaman pada konektor serta kabel penghubung kemudian dikuatkan oleh penguat antenna. - Transmitter output range (Ptx) : 20 dbm = - Antena ( parabolic diameter) : 0,6 m - Range Frequency : 21,2 23,6 GHz - Loss feeder tx : diabaikan = 0 - Frekuensi Kerja : 22,022 GHz Maka nilai EIRP dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.3) : EIRP = P Tx (dbm) + G Tx (db) L ftx (db) = 20 dbm + 40,221 db 0 = 60,221 dbm Jadi besar daya yang dipancarkan oleh sistem Pemancar adalah 60,221 dbm Free Space Loss (FSL) FSL adalah redaman yang terjadi diudara bebas, besarnya sendiri tergantung pada besarnya frekuensi yang digunakan dan panjangnya lintasan, untuk jarak 2.76 Km dan frekuensi 22,022 GHz, maka redaman pada ruang bebas diperoleh dengan persamaan (2.5) : 41

14 FSL (db) = 32, log f (MHz) + 20 log D (km) = 32, log (22022) + 20 log (2.76) = 32,4 + 86, = 128,075dB Isotropic Receive Level (IRL) IRL adalah level daya penerimaan antena di SITE PUCANG GADING adalah sebagai berikut : -EIRP -FSL -IRL : 60,221 dbm : db = EIRP FSL = 60,221dBm 128,075 db = - 67,854 dbm Jadi penerimaan daya oleh antena penerima sebesar -67,854 dbm Receive Signal Level (RSL) Besar daya yang diterima pada receiver di SITE PUCANG GADING adalah - Gain antena Rx : 40,224 db - Loss feeder : diabaikan =0 - IRL : dbm Maka nilai RSL dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.7) : RSL = IRL + GRX Lt = - 67,854 dbm + 40,224-0 = -27,63 dbm Jadi besar daya perimaan oleh sistem penerima sebesar -27,63 dbm. 42

15 4.7.6 Fade Margin ( FM ) Fade margin dihitung dengan mempertimbangkan receiver threshold pada suatu bit-error rate (BER) yang dikehendaki, Selama ketidak pastian lingkungan propagasi masih dalam cakupan fade margin, sistem radio masih dapat bekerja dengan baik, namun bila fade margin ini terlewati, maka sistem akan mengalami outage atau unavailable Fade margin merupakan selisih daya penerimaan terhadap treshold, untuk daya penerimaan (RSL) = -27,63 dbm dengan treshold (-79,50 dbm) maka dapat dihitung dengan persamaan (2.8) : FM = RSL Nth = -27,63 dbm (-79,5 dbm) = 51,87 db 4.8 Perhitungan (Down link) Budget dari SITE PUCANG GADING menuju Site Mranggen 2 Pada bagian ini akan dihitung perencanaan down link budget dari SITE PUCANG GADING menuju SITE MRANGGEN 2 dengan diameter antena 0,6 m. Perencanaan down link seperti gambar 4.9 berikut : 43

16 Downlink Frequency 23,030 GHZ 2760 m Gambar 4.9 Perencanaan Downlink hop Site Mranggen 2Ke SITE PUCANG GADING Perhitungan Gain Antena Untuk frekuensi operasi 23,030 GHz dan diameter antena 0,6 meter. Maka diperoleh penguatan antena sebagai berikut : Gain antena pemancar dan penerima dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.2) : G = 20 log (f (GHZ) ) + 20 log (D (m) ) + 17,8 = 20 log (23,030) + 20 log (0,6) + 17,8 = 27,245 + (-4,436) + 17,8 = 40,609 db Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) 44

17 - Transmiter output range (Ptx) : 20dBm - Antena : 0,6 m - Frekuensi Band : 21,2-23,6 GHz - Frekuensi kerja down link : 23,030 GHz - Loss feeder : Diabaikan - Gain tx : 40,609 db Maka dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.3) EIRP = Ptx + Gtx Lftx = 20 dbm + 40,609 db 0 = 60,609 dbm Jadi besar daya yang dipancarkan oleh sistem Pemancar adalah 60,609 dbm Free Space Loss (FSL) FSL adalah redaman yang terjadi diudara bebas, besarnya sendiri tergantung pada besarnya frekuensi yang digunakan dan panjangnya lintasan, untuk jarak 2.76 Km dan frekuensi 23,030 GHz, maka redaman pada ruang bebas dapat diperoleh dengan persamaan (2.5) : FSL = 32, log f (GHz) + 20 log D (Km) = 32, log ( ) + 20 log ( 2,76 ) = 32,4 + 87, ,818 = db Isotropic Receiver Level (IRL) 45

18 IRL adalah level daya penerimaan antena di SITE PUCANG GADING, yakni: - EIRP = 60,609 dbm - FSL = 128,463 db Maka dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.6) : IRL IRL = EIRP FSL = 60,609 dbm 128,463 db = -67,854 dbm Jadi penerimaan daya oleh antena sebesar penerimaan -67,854 dbw Receiver Signal Level (RSL) Besar daya yang diterima pada receiver di SITE PUCANG GADING adalah: - loss feeder : diabaikan = 0 - IRL : - 67,854 dbm - Gtx : 40,609 db Maka dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.7) RSL = IRL + GRx LfRx = -67, ,609-0 = dbm Jadi besar daya perimaan oleh sistem penerima sebesar -27, Fade Margin (FM) 46

19 Fade margin merupakan selisih daya penerimaan terhadap treshold, untuk daya penerimaan (RSL) =-27,245 dbm dengan treshold (-79,5 dbm) maka dapat dihitung dengan persamaan (2.8) : FM = RSL Nth = -27,245 dbm (-79,5 dbm) = db Dari perhitungan besar Fade margin didapat db. 4.9 Hasil Analisis Link budget Setelah dihitung dengan menggunakan persamaan persamaan pada Bab II, maka hasil kalkulasi link dan kualitas penerima baik untuk Up link maupun Down link dapat dilihat pada tabel (4.1) hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel 4.1. Hasil perhitungan Link budget HASIL PERHITUNGAN NO PARAMETER UP LINK ( GHz) DOWN LINK ( GHz) 1 GAIN ANTENA dBi dbi 2 EIRP dbm dbm 3 FSL db db 4 IRL -67,854 dbm dbm 5 RSL dbm dbm 6 FADE MARGIN db db 47

20 4.9.1 Perhitungan Link budget dengan mengatur power Transmit Setelah dihitung dengan menggunakan persamaan persamaan pada Bab II, maka hasil kalkulasi link dan kualitas penerima untuk Up link maupun Downlink dengan mengatur Power Transmit nya dapat dilihat pada tabel (4.2) hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel 4.2 Hasil perhitungan Link budget dibandingan dengan Power Transmit Untuk Kualitas penerimaan Uplink (F=22,022 GHz) TX Power (dbm) EIRP (dbm) FSL (db) IRL (dbm) RSL (dbm) FM (db)

21 Tabel 4.3 Hasil perhitungan Link budget dibandingan dengan Power Transmit Untuk Kualitas penerimaan Downlink (23,030 GHz) TX Power (dbm) EIRP (dbm) FSL (db) IRL (dbm) RSL (dbm) FM (db)

22 4.10 Analisa Hasil Pengukuran Link budget dengan menggunakan data planning menggunakan Pathloss 4.0 Mranggen 2 Pucang Gading Elevation (m) Latitude S S Longitude E E True azimuth ( ) Vertical angle ( ) Antenna model A23S06HAC A23S06HAC Antenna height (m) Antenna gain (dbi) Circ. branching loss (db) Frequency (MHz) Polarization Vertical Path length (km) 2.76 Free space loss (db) Atmospheric absorption loss (db) 0.53 Net path loss (db) Radio model 23G_XMC2_16Q_28M_84M 23G_XMC2_16Q_28M_84M TX power (watts) TX power (dbm) EIRP (dbm) Emission designator 28M0D7W 28M0D7W TX Channels 23A1L V 23A1H V RX threshold criteria BER 10-6 BER 10-6 RX threshold level (dbm) RX signal (dbm) Thermal fade margin (db) Geoclimatic factor 2.32E-05 Path inclination (mr) 2.58 Fade occurrence factor (Po) 2.45E-05 Average annual temperature ( C) Worst month - multipath (%) (sec) 1.08e e-03 Annual - multipath (%) (sec) 3.23e e-03 (% - sec) Rain region ITU Region P 0.01% rain rate (mm/hr) Flat fade margin - rain (db) Rain rate (mm/hr) Rain attenuation (db) Annual rain (%-sec) Annual multipath + rain (%-sec) Fri, Mar Reliability Method - ITU-R P.530-7/8 Rain - ITU-R P

23 4.11 Hasil Pengukuran Link budget Hasil Pengukuran Link budget dari Site Mranggen 2 menuju Site Pucang Gading Dari hasil pengukuran di lapangan Site Mranggen 2 to Pucang Gading dengan memasukkan data sesuai dengan Link budget yang sudah direncanakan di awal, dimana site Mranggen 2 sebagai TX low sebagai berikut : Table 4.4 Table Parameter Site Mranggen 2 to Pucang Gading No Parameter Keterangan 1 Channel Bandwidth 28 MHZ 2 Jenis Modulation 16 QAM 3 Frekuensi Kerja MHZ 4 Power Transmit 18 dbm 5 Equipment Type SDH 51

24 Gambar 4.10 Link Configuration Site Mranggen 2 ke Site Pucang gading Didapatkan RSL (actual RX Power) -34,3 dbm, masih masuk dalam range yang diharapkan sekitar ± 3dBm Hasil Pengukuran Link budget dari Site Pucang Gading menuju Site Mranggen 2 Untuk Hasil pengukuran di lapangan Site Pucang Gading to Site Mranggen 2 dengan memasukkan data sesuai dengan Link budget yang sudah direncanakan di awal, dimana site Mranggen 2 sebagai TX High sebagai berikut : Table 4.4 Table Parameter Site Pucang Gading to Site Mranggen 2 No Parameter Keterangan 1 Channel Bandwidth 28 MHZ 2 Jenis Modulation 16 QAM 3 Frekuensi Kerja MHZ 4 Power Transmit 18 dbm 5 Equipment Type SDH 52

25 Gambar 4.11 Link Configuration Site Pucang gading ke Site Mranggen 2 Didapatkan RSL (actual RX Power) -37,9 dbm, Tidak masuk dalam range yang diharapkan sekitar ± 3dBm 53