1 Perancangan dan Analisis Desain Jaringan Mobile WiMax 802.16e di daerah Sub urban (Studi Kasus di Kota Kediri) Zikrie Pramudia A., Ali Mustofa, Gaguk Asmungi Abstrak -Pada penelitian ini dilakukan bagaimana proses perencanaan dan perancangan untuk mewujudkan jaringan internet berbasis mobile WiMax 802.16e di Kota Kediri. Perencanaan desain jaringan mobile WiMax dilakukan dengan menganalis data primer dan studi literatur untuk data sekunder serta analisis variabel data. Metode trend linier dan eksponensial digunakan untuk meramalkan jumlah pelanggan WiMax di masa mendatang. Dalam hal konfigurasinya, model WMAN dengan topologi point to point menjadi pilihan yang relevan pada penelitian ini. Dengan perhitungan diperoleh kepadatan trafik 61,52 erlang, bit rate 22,5 Mbps, pathloss 124 dbm dan radius BS 3,03km yang berjalan pada modulasi 64-QAM, jumlah base station 6 buah, Dan dari karakteristik geografis daerah sub urban seperti kota Kediri yang tergolong tipe propagasi B dapat menggunakan jenis antenna Omnidirectional sebagai pilihanya. II. METODE PENELITIAN Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah menganalis data primer dan studi literatur untuk data sekunder serta analisis variabel data. Diagram alir keseluruhan tahapan penelitian ini dijelaskan dalam Gambar 1. Kata Kunci Perancangan, Mobile WiMAX, Sub-urban, Kediri. T I. PENDAHULUAN EKNOLOGI mobile WiMAX (Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access) 802.16e adalah inovasi dalam dunia komunikasi bergerak. Dengan banyaknya keunggulan, tentu sangat bermanfaat bila diterapkan dalam sebuah wilayah. Kota Kediri sebagai salah satu kota industri, santri dan sedang berkembang menjadi kota pendidikan tentunya perlu suatu jaringan internet mobile yang mampu mengakomodir akan kebutuhan inforrnasi dengan kecepatan cukup tinggi. Secara prinsip penerapan teknologi ini adalah dengan menyesuaikan karakteristik infrastruktur dan supra struktur wilayah Kota Kediri dengan parameter utama teknologi mobile WiMax 802.16e. Dengan demikian hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi pertimbangan dalam mewujudkan jaringan mobile WiMax 802.16e di Kota Kediri agar dapat bermanfaat bagi pengembangan positif teknologi ke depan. Zikrie Pramudia A. adalah mahasiswa program sarjana Teknik Elektro Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia. Ali Mustofa ST, MT adalah dosen pengajar program sarjana Teknik Elektro Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia. Gaguk Asmungi ST, MT adalah dosen pengajar program sarjana Teknik Elektro Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia. Gambar 1. Diagram Alir Tahapan Penelitian A. Jenis Data dan Cara Pengambilan Data Data primer adalah data berdasarkan dari Dinas Kependudukan dan Pencatatan Sipil Kota Kediri meliputi jumlah penduduk (2008-2012), luas wilayah dan jumlah bangunan. Data sekunder adalah data yang bersumber dari buku referensi, jurnal, skripsi, internet dan forum-forum resmi mengenai perencanaan jaringan mobile WiMAX. Data sekunder yang digunakan antara lain data penggunaan trafik internet pada operator, tabel Erlang B dengan Grade Of Service (GOS) 2%, trafik tiap pelanggan diasumsikan sebesar 6 merlang (trafik
2 operator ), frekuensi kerja yang digunakan adalah 2300 MHz, bandwidth kanal dari 1,25 MHz hingga 20 MHz, dan jenis modulasi digital yang digunakan adalah QPSK. B. Variabel dan Cara Analisis Data Variabel data yang digunakan dalam kajian ini terdiri dari kapasitas kanal, bandwidth, bit rate, radius sel, luas sel, jumlah sel, pathloss, dan level daya. Analisis yang digunakan dalam perhitungan variabel ini adalah dengan analisis matematis dan analisis grafis untuk memperjelas beberapa hasil perhitungan parameter. C. Peramalan Jumlah Pelanggan Peramalan jumlah pelanggan dalam perencanaan jaringan mobile WiMAX di Kota Kediri ini dibagi menjadi 4 bagian, yaitu: perkiraan jumlah penduduk, penduduk usia produktif, penentuan faktor penetrasi dan perkiraan jumlah pelanggan. Metropolitan Area Network (WMAN) sebagai acuannya. WMAN ini adalah suatu jaringan yang mencakup area metropolitan (kecamatan, kampus besar atau antar gedung). Sedangkan untuk topologi yang digunakan dalam perencanaan jaringan mobile WiMAX ini menggunakan topologi point to multipoint. Hal ini disesuaikan dengan keadaan lingkungan dan persebaran pelanggan di Kota Kediri. I. Perencanaan Jaringan Mobile WiMAX Dalarn melakukan perencanaan jaringan mobile WiMAX di kota Kediri ini akan dilakukan beberapa tahap agar didapatkan hasil semaksimal rnungkin. Tahap - tahap yang akan dilakukan dalam perencanaan ini adalah sesuai dengan diagram pada garnbar 2. D. Perkiraan Jumlah Penduduk Perkiraan jumlah penduduk dilakukan berdasarkan data yang diperoleh dari DinasKependudukan dan Pencatatan Sipil (DKKPS) yaitu jumlah penduduk antara 2008 hingga 2012. Dari data tersebut akan dilakukan peramalan jumlah penduduk pada tahun 2015 dengan menggunakan metode trend linier, trend kuadratik atau trend eksponensial. Pemilihan metode yang digunakan dengan cara mernbandingkan data sebenarnya dengan data hasil perhitungan. Data dengan selisih paling kecil adalah metode paling tepat untuk digunakan. E. Penduduk Usia Produktif Penduduk usia produktif adalah penduduk dengan usia 15-65 tahun. Jumlah penduduk usia produktif diasumsikan sebesar 70% dari jumlah penduduk secara keseluruhan. F. Penentuan Faktor Penetrasi Faktor penetrasi merupakan rasio perbandingan antara jumlah penduduk usia produktif dan jumlah saluran terpasang dengan jumlah bangunan yang ada pada daerah tersebut. G. Perkiraan Jumlah Pelanggan Jumlah pelanggan diperoleh dengan mengalikan nilai faktor penetrasi dengan jumlah penduduk usia produktif. Pelanggan ini diasumsikan adalah orang yang menggunakanlayanan mobile WiMax. H. Konfigurasi Jaringan Mobile WiMax Dalam perencanaan jaringan mobile WiMax ini menggunakan mekanisme jaringan Wireless Gambar 2. Perencanaan Jaringan Mobile WiMax III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kondisi Wilayah Perencanaan Kota Kediri berada pada posisi 111.05 0-112.03 o Bujur Timur, 7.45 o 8.55 o Lintang Selatan dengan luas wilayah 63,404 km 2. Dari aspek topografi Kota Kediri terletak pada ketinggian rata-rata 67 mdpl dengan kemiringan 0-40 derajat. Adapun batas wilayah sebagai berikut: 1. Sebelah Utara : Kec. Gampengrejo dan Kec.Grogol 2. Sebelah Selatan : Kec. Kandat dan Kec. Ngadiluwih 3. SebelahTimur : Kec. Wates dan Kec.Gurah 4. Sebelah Barat : Kec. Banyakan dan Kec. Semen
3 Tabel 2. Nilai Faktor Penetrasi Kota Kediri Jumlah Jumlah Usia Faktor Penduduk Produktif Penetrasi Kota 166150 116305 0,215 Pesantren 108593 76016 0,190 Mojoroto 212422 148696 0,241 Jumlah Sumber : hasil perhitungan Pelanggan mobile WiMAX = user internet operator yang dipilih x FP Gambar 3. Peta Wilayah Kota Kediri Tabel 1. Jumlah Penduduk Kota Kediri Tahun 2008-2012 No Kec. Tahun 2008 2009 2010 2011 2012 1 Kota 166166 168314 162390 163255 169151 2 Pesantren 125235 126125 115078 111700 118415 3 Mojoroto 169510 171300 184649 189032 198037 Sumber: Dinas Kependudukan dan Pencatatan Sipil Kota Kediri (DKKPS) Tabel 3. Jumlah Pelanggan WiMAX tahun 2016 User operator Faktor Penetrasi Pelanggan mobile WiMAX Kota 7.604 0,215 1.633 Pesantren 4.970 0,190 945 Mojoroto 9.721 0,241 2.341 Jumlah 40.17 10252 Sumber: hasil perhitungan C. Konfigurasi Jaringan Mobile WiMAX Berdasarkan dari karakteristik Kota Kediri yang termasuk suburban, konfigurasi yang digunakan adalah tipe (Wireless Metropolitan Area Network) WMAN dengan topologi point to multipoint. Tipe jaringan WMAN digunakan untuk mengakomodir area perkotaan, serta topologi dipergunakan untuk komunikasi BS dengan user secara langsung. Grafik 1. Jumlah Penduduk Kota Kediri Tahun 2008-2012 B. Peramalan Jumlah Pelanggan Persamaan umum metode trend linier : Y' = a+b.x Persamaan umum metode trend eksponensial : Rumus perhitungan mendapatkan penduduk usia produktif : Jml. pend. usia produktif = 70% x jml. pend. total Persamaan untuk factor penetrasi : FP saluran terpasang Calon Pelanggan suspresseddemand bangunan Gambar 3. Konfigurasi Jaringan WiMAX D. Perencanaan Jaringan Mobile WiMAX 1) KapasitasKanal Rumus perhitungan kapasitas kanal menggunakan data trafik total operator dan acuan table Erlang dengan GOS 2%, yaitu: A total = A user x Σ pelanggan mobile WiMAX Dari perhitungan di setiap kecamatan maka diperoleh :
4 Tabel 4. Kebutuhan Kapasitas Kanal Operator A Tahun 2014 Trafik Total Kebutuhan (Erlang) Kanal Kota 9,79 15 Pesantren 5,67 10 Mojoroto 14,05 21 Jumlah 29, 51 46 Sumber: hasilperhitungan E. Bandwidth Berdasarkan acuan Dirjen Pos dan Telekomunikasi, didapatkan persamaan seperti berikut: Bandwidth tiap kanal 3,75 MHz adalah B w total = B wkanal x jumlahkanal Bandwidth tiap kanal 7,5 MHz adalah B w total = B wkanal x jumlahkanal Dengan cara perhitungan yang sama untuk setiap, makadiperoleh: Tabel 5. Kebutuhan Bandwidth WiMAX di Kota Kediri Bandwidth total (MHz) Kanal A (3,75) Kanal B (7,5) 1 Kota 56,25 112,5 2 Pesantren 37,5 75 3 Mojoroto 78,75 157,5 Jumlah 182,5 345 Sumber :Perhitungan F. Bit Rate Berdasarkan WiMAX Forum 2006, mobile WiMAX (802.16e) menggunakan modulasi QPSK, 16-QAM, 64- QAM. Dalam persamaan umum diperoleh: Bit rate = B wkanal x 2 log n (nilai n menyesuaikanmodulasi) Dari analisis tiap modulasi didapatkan bahwa yang paling aplikatif adalah model 64 QAM sehingga kemudian dari perhitungan setiap kecamatan diperoleh: Tabel 6. Bit rate Total Mobile WiMAX di Kota Kediri Bit rate (Mbps) Kanal A Kanal B 1 Kota 338 675 2 Pesantren 225 450 3 Mojoroto 473 945 Jumlah 1066 2070 Sumber: HasilPerhitungan G. Pathloss Dengan daya penerima minimum yang disesuaikan dengan Peraturan Dirjen Pos dan Telekomunikasi maka pathloss referensi dapat diperoleh: Tabel 7. Batas DayaTerima Minimum Sistem BWA JenisModulasi Batas DayaTerima Minimum QPSK-1/2-88 dbm QPSK-3/4-86 dbm 16QAM-1/2-81 dbm 16QAM-3/4-79 dbm 64QAM-2/3-74 dbm 64QAM-3/4-73 dbm Sumber: Peraturan Dirjen Pos dan Telekomunikasi, 2008 PL = P t + G t + G r - P r PL = 35 + 16 + 0 (-73) PL = 124 db H. Radius Maksimum BS Untuk radius BS yang terbentuk dari setiap dinyatakan dengan persamaan: jumlah pelanggan d 10252 2 110,055 km = 93 pelanggan/km 2 Sehingga diperoleh data di setiap kecamatan yaitu: Tabel 8. Radius Base Station Pelanggan Radius BS mobile WiMAX (km) 1 Kota 1.633 2,36 2 Pesantren 945 1,79 3 Mojoroto 1.941 2,83 Sumber :hasilperhitungan I. PenentuanLokasi BS Tahap ini ditentukan dari data trafik pada operator, artinya adalah menyesuaikan dari kepadatan trafik operator sehingga diperoleh: Tabel 9. Lokasi Penempatan BS di Kota Kediri No Nama Lokasi BS Kec. Keterangan Shelter 1 Shelter A Kediri Mall Kota Shelter Kediri Mall 2 Shelter B PDM Mojoroto Shelter Lirboyo 3 Shelter C Kilisuci Pesantren Shelter Kilisuci Wijang Songko 4 Shelter D Pabrik GG Kota Menara GG Sumber: Perencanaan
5 J. RekomendasiPerencanaan No Parameter Nilai 1 Pelanggan mobile 10252 Pelanggan WiMAX 2 Kebutuhan trafik 61,52 Erlang 3 Kebutuhan kanal 93 kanal 4 Bandwidth 3,75 MHz untuk transmisi data dan 250 KHz sebagai guard band) 5 Frekuensi 2,3 GHz 6 Modulasi 64 QAM 7 Bit rate 22,5 Mbps 8 Radius BS 3,03 km 9 Jumlah BS 6 buah IV. KESIMPULAN DAN SARAN Teknologi mobile Wimax merupakan salah satu terobosan dalam dunia wireless serta mampu diterapkan di daerah sub-urban seperti Kota Kediri. Dari hasil perhitungan setiap parameter diketahui bahwa karakteristik sub-urban pada daerah ini cukup relevan untuk dibangun jaringan ini. Sebagai penyempurnaan perancangan sangat disarankan untuk penambahan parameter serta aspek sosial yang dapat membantu implementasi. DAFTAR PUSTAKA [1] Agrawal, G.P., 2002, Fiber-optic communication systems, Ed. 3, New-York: John Wiley & Sons, Inc. [2] Oliviero, Andrew, and Woodward, Bill, (2009), understanding Broadband wireless networking, Indianapolis: Wiley Publishing, Inc., ISBN 978-0-470-47707-6. [3] Posdan Telekomunikasi, Dirjen 2008.PersyaratanteknisAlattelekomunikasi :Base Station Wireless Access. [4] Kumar, Amitabh. 2008. Mobile Broadcasting with Wimax : Principles, Technology and Application.Oxford : Elsevier Inc Kumar. [5] Wimax Forum.2006. Mobile Wimax Part I :Tehnical overview and performance analysis. [6] WibisonoGunawandanDwihartanto. Gunadi, 2008.Mobile Broadband.Bandung :Informatika