BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Teori Trafik Secara umum trafik dapat diartikan sebagai perpindahan informasi dari satu tempat ke tempat lain melalui jaringan telekomunikasi. Besaran dari suatu trafik telekomunikasi diukur dengan satuan waktu, sedangkan nilai trafik dari suatu kanal adalah lamanya waktu pendudukan pada kanal tersebut. Salah satu tujuan perhitungan trafik adalah untuk mengetahui unjuk kerja jaringan (Network Performance) dan mutu pelayanan jairngan telekomunikasi (Quality of Service). Secara umum dalam suatu sistemi, trafik dapat digambarkan sebagai berikut : Gambar 2.1. Penggambaran secara umum suatu system Dari Gambar 2.1 di atas dapat digambarkan sebagai berikut: Trafik dapat dikembangkan oleh pengembang sistem. Sistem akan melayani (mengolah) trafik yang masuk. Trafik dapat berupa panggilan yang harus disambungkan misalnya ke jaringan telepon, paket yang harus dirutekan pada jaringan data atau request ke web server.
2.2 Besaran Trafik 2.2.1 Volume Trafik Trafik dalam telekomunikasi merupakan pemakaian fasilitas telekomunikasi (saluran, alat penyambungan, alat kendali dsb) yang diukur dengan satuan waktu. Total trafik yang carried/dibawa pada periode waktu tertentu merupakan Traffic Volume, dan ini di ukur dalam ERLANG-hour (Eh). Ini sama dengan jumlah semua waktu yang diduduki pada periode waktu tertentu. Sehingga diperoleh : Volume Trafik = Total trafik pada periode waktu tertentu = Intensitas trafik dikalikan waktu = A.T ( Erlang jam ) 2.2.2 Intesitas Trafik Intensitas Trafik, didefinisikan sebagai jumlah total waktu pendudukan dalam suatu selang waktu tertentu. dimana : V = Volume Trafik ( Er jam ) T = Lama pendudukan ( jam ) A = Intesitas trafik ( Erlang ) 2.2.3 Jenis jenis Trafik Ada tiga jenis trafik yaitu : a. Trafik yang ditawarkan ( offered trafik ) = A b. Trafik yang muat ( carried trafik ) = Y c. Trafik yang hilang atau ditolak ( lost trafik ) = R
Hubungan dari ketiga jenis trafik tersebut yaitu : Y = A + R A G Y R Gambar 2.2 Hubungan ketiga jenis trafik 2.2.4. Grade of Service ( GoS ) Grade of service adalah probabilitas panggilan yang ditolak (di block ) selama jam sibuk. Grade of Service yang lebih besar menandakan suatu service yang buruk. B = Jumlah call lost Jumlah call yang ditawarkan Grade of Service normalnya ditentukan pada trafik pada jam sibuk. 2.3 Konsep Sel Konsep dasar dari suatu sistem selular adalah pembagian pelayanan menjadi daerah-daerah kecil yang disebut sel. Setiap sel mempunyai daerah cakupannya masing-masing dan beroperasi secara khusus. Jumlah sel pada suatu daerah geografis adalah berdasarkan pada jumlah pelanggan yang beroperasi di daerah tersebut. Suatu sel pada dasarnya merupakan pusat komunikasi radio yang berhubungan dengan MSC yang mengatur panggilan yang masuk. Jangkauan pengiriman sinyal
pada sistem komunikasi bergerak selular dapat diterima dengan baik tergantung pada kuatnya sinyal batasan sel para pemakainya. Tetapi, masih terdapat faktor lain yang dapat menjadi kendala untuk sinyal yang dikirim dapat diterima dengan baik. Faktor lain yang dimaksud adalah faktor geografis (alam). Ukuran sel pada system komunikasi seluler dapat dipengaruhi oleh: 1. Kepadatan pada traffic. 2. Daya pemancar, yaitu Base Station (BS) dan Mobile Station (MS). 3. Dan faktor alam, seperti udara, laut, gunung, gedung-gedung, dan lainlain. Akan tetapi batasan-batasan tersebut akhirnya ditentukan sendiri oleh kuatnya sinyal radio antar Base Station (BS) dan Mobile Station (MS). 2.3.1. Bentuk Sel Bentuk jaringan sistem selular berkaitan dengan luas cakupan daerah pelayanan. Bentuk sel yang terdapat pada sistem komunikasi bergerak selular digambarkan dengan bentuk hexagonal dan lingkaran. Tetapi, bentuk hexagonal dipilih sebagai bentuk pendekatan jaringan selular, karena dari sel yang lebih sedikit dengan bentuk hexagonal diharapkan dapat mencakup seluruh wilayah pelayanan. Sel hexagonal Sel lingkaran Gambar 2. 3 Struktur Sel Hexagonal dan Lingkaran
Setiap sel memiliki alokasi sejumlah channel frekuensi tertentu yang berlainan dengan sebelahnya. Karena channel frequency merupakan sumber terbatas maka, untuk meningkatkan kemampuan pelayanan frekuensi yang terbatas tersebut dipakai secara berulang-ulang, yang dikenal dengan istilah pengulangan frekuensi (frequency reuse). Oleh karena itu pengulangan frekuensi merupakan hal yang penting dalam komunikasi selular. 2.3.2 Frequency Reuse Penggunaan frekuensi yang sama pada sel yang berbeda pada waktu yang bersamaan oleh beberapa pengguna merupakan inti dari komunikasi selular. Pada konsep frequency reuse, suatu kanal frekuensi tertentu dapat melayani beberapa panggilan pada waktu yang bersamaan. Maka dapat dikatakan penggunaan spektrum frekuensi yang efisien dapat dicapai. Semua frekuensi yang tersedia dapat digunakan oleh tiap-tiap sel, sehingga dapat mencapai kapasitas jumlah pemakai yang besar menggunakan pita frekuensi yang efektif. Gambar 2. 4 Frekuensi Reuse
Pada frequency reuse, penggunaan kanal tidak tergantung pada frequency carrier yang sama untuk beberapa wilayah cakupan. Pada gambar 2.3. dapat dilihat penggunaan ulang kanal frekuensi, pada sel a yang menggunakan kanal radio f1 mempunyai radius R dapat digunakan ulang pada sel yang berbeda dengan jangkauan yang sama pada jarak D dari sel yang sebelumnya. Gambar 2. 5 Konsep Frekuensi Reuse Sedangkan jarak pemisah relatif terhadap radius sel dinyatakan dengan D/R. Persamaan rumus di bawah ini: D/R= 3K Di mana : D = jarak antara BS dengan BS yang lain R = radius sel K = jumlah pola frekuensi Konsep frequency reuse dapat meningkatkan efisiensi pada penggunaan spektrum frekuensi, akan tetapi harus diikuti dengan pola tertentu dan teratur agar tidak terjadi interferensi kanal.
2.4 Dropped Call Dropped Call adalah suatu kondisi dimana dimana pembicaraan yang sedang berlangsung terputus sebelum pembicaraan tersebut selesai ( panggilan yang jatuh setelah kanal bicara digunakan). Drop Call dapat juga diartikan sebagai kanal trafik oleh MS ataupun BTS yang tidak dikehendaki oleh pengguna. Dengan kata lain, drop call merupakan proses pelepasan yang tidak normal. Call Drop Rate adalah suatu parameter perbandingan antara jumlah panggilan yang drop call dengan jumlah seluruh panggilan yang sukses. Penyebab dropped call dapat terjadi oleh berbagai hal yaitu : a. Equipment Failure b. Handover c. Transmission failure d. Unreasonable Parameter setting e. Interference 2.4.1 Handover Pada jaringan selular diperlukan sistem yang mempunyai kemampuan untuk pindah ke lingkungan sel lain untuk tetap menjaga kelangsungan komunikasi. Oleh karena itu jaringan selular harus melakukan proses handover. Handover atau yang biasa juga disebut handoff merupakan suatu proses pengalihan Radio Base Station (RBS) apabila pengguna melakukan suatu call (panggilan) dalam keadaan bergerak dari satu sel menuju sel yang lain. Proses ini terjadi agar pelanggan dapat mengirim atau menerima sinyal dengan baik walaupun pelanggan sedang dalam keadaan bergerak. Proses dasar dari terjadinya handover akan diperlihatkan pada gambar 2.4.
Pada komunikasi yang memiliki tingkat mobilitas yang tinggi, ada kemungkinan pelanggan bergerak dari satu sel menuju sel lain yang memakai pasangan frekuensi yang berbeda ketika sedang terjadi percakapan. Untuk menjamin bahwa pembicaraan akan terus tersambung diperlukan fasilitas Handover, yaitu proses otomatisasi pergantian frekuensi ketika Mobile Station (MS) bergerak ke dalam daerah atau sel yang mempunyai kanal dengan frekuensi berbeda dengan sel sebelumnya, sehingga pembicaraan dijamin akan terus tersambung tanpa perlu melakukan pemanggilan ulang atau inisialisasi ulang. Pada gambar 2. 4 menunjukkan bahwa user bergerak dari sel satu ke sel yang lain, channel frekuensi secara otomatis akan dirubah dari set f1 ke set f2. Handover adalah proses otomatis, jika kekuatan sinyal jatuh dibawah level threshold. Hal ini tidak diketahui oleh pemakai karena terjadi dengan sangat cepat antara 200 300 ms. Kebutuhan akan Handover mungkin disebabkan oleh radio, Operation and Management (O&M), atau oleh traffic. Radio penyebab utama permintaan Handover. Parameter yang dilibatkan adalah tingkatan low signal atau high error rate. Ini disebabkan oleh pergerakan mobile pindah ke suatu sel atau sinyal terhalang oleh suatu objek. Proses handover ini dilakukan pada saat sebuah Mobile Station (MS) menerima sinyal yang diterima atau dikirim lemah. Terdapat dua kondisi untuk dilakukannya proses handover, yaitu: 1. Ketika Mobile Station berada pada perbatasan level sel, karena sinyal yang diterima akan melemah. 2. Pada saat pengguna berada pada lubang kekuatan sinyal (signal strength hole) yang terdapat dalam suatu sel. Apabila panggilan (call) sudah stabil, maka kanal set-up sudah tidak digunakan lagi selama waktu panggilan.
Gambar 2. 6 Konsep Dasar Handoff Handoff terdiri dari tiga jenis, yaitu: 1. Hard Handoff Hard handoff adalah suatu metode dimana kanal pada sel sumber dilepaskan dan setelah itu baru menyambung dengan sel tujuan. Sehingga koneksi dengan sel sumber terputus sebelum menyambung dengan sel target untuk alasan tersebut hard handoff juga dikenal dengan sebutan break-before-make. Hard handoff dimaksudkan untuk meminimalkan gangguan panggilan secara instan. Suatu hard handoff dilakukan oleh jaringan selama panggilan berlangsung. Teknologi yang mendukung hard handoff biasanya memiliki prosedur atau tata cara untuk menstabilkan koneksi dari sel sumber apabila koneksi ke sel target tidak dapat dilakukan (gagal).namun sayangnya proses stabilisasi ulang ulang ini tak selalu berhasil (pada beberapa kasus panggilan akan terputus) dan bahkan memungkinkan pula prosedur tersebut justru mengakibatkan putusnya sambungan.
2. Soft Handoff Soft handoff adalah suatu metode dimana kanal pada sel sumber tetap tersambung dengan user sementara secara paralel juga menghubungi kanal pada sel target. Pada kasus ini, sambungan ke target harus berhasil dahulu sebelum memutus sambungan dengan sel sumber, karena itulah soft handoff juga disebut make-beforebreak. Interval selama terjadinya dua sambungan dilakukan secara paralel bisa saja singkat maupun substansial (tergantung kondisi yang memungkinkan). 3. Softer Handoff Softer handover adalah intracell-handover yang terjadi antar sector dalam suatu cell site, dan termasuk tipe koneksi make-beforebreak. Proses handover tidak selalu berjalan lancar, walaupun nilai ambang batas sudah dilewati namun tetap tidak mau melakukan handover. Hal tersebut dikarenakan beberapa faktor sehingga menyebabkan kegagalan handover (failure). Kegagalan handover belum tentu menyebabkan suatu panggilan terputus, bisa juga mengakibatkan kualitas suara yang diterima menjadi jelek. Panggilan terputus merupakan akibat yang paling buruk jika handover tidak dapat dilakukan. Kriteria Handover berbeda-beda, pada tipe pertama, level threshold kuat medan untuk Handover -100 dbm dalam sistem yang dibatasi oleh noise. Dan -95 dbm dalam sistem yang dibatasi oleh interferensi. Pada tipe 2, nilai C/I pada perbatasan sel untuk proses Handover adalah 18 dbm untuk mendapatkan kualitas suara yang baik. Kadang-kadang nilai C/I yang lebih rendah diperlukan untuk alasan kapasitas. Tipe pertama mudah dilakukan.
Penerima pada sel site mengukur semu kuat medan yang berasal dari Mobile Station (MS). Kuat sinyal terima ini sudah meliputi interferensi. Misalkan mengatur atau setting level threshold untuk kuat sinyal terima, karena I kadang-kadang sangat besar, level kuat sinyal terima tinggi dan jauh diatas level threshold. Dalam situasi ini kualitas suara cukup baik walaupun kuat medan terima kecil, tetapi karena kuat sinyal terima kecil, dilakukan Handover yang tidak perlu. Jadi tipe pertama ini mudah untuk dilaksanakan tetapi tidak cukup akurat dalam menentukan Handover. Handover dapat dikontrol dengan menggunakan perbandingan carrier to interference C/I. Dapat mengatur atau setting level tertentu berdasarkan C/I ini, C menurun sebagai fungsi dari jarak tetapi I tergantung pada lokasi. Nilai C/I turun sebagai akibat semakin jauhnya jarak propagasi atau akibat meningkatnya interferensi. Dalam kedua kasus ini, Handover memang harus dilakukan. Jadi metode ini lebih akurat jika dibandingkan dengan metode yang pertama. 2.5 F.O ( Fiber Optik ) Serat optik adalah salah satu media transmisi yang mampu menyalurkan data dengan kapasitas besar dengan kehandalan tinggi. Kehandalan serat optik ini diperoleh karena serat optik menggunakan gelombang optik (cahaya laser) sebagai gelombang pembawanya. Hal ini berbeda dengan jenis media transmisi lain yang menggunakan sinyal listrik yang merambat melalui kabel sebagai pembawa sinyal. Penyaluran informasi pada serat optik dibawa oleh sinyal digital yang dirambatkan dalam bentuk gelombang cahaya. Gelombang cahaya dapat membawa informasi lebih banyak (kapasitas besar) dengan kecepatan tinggi.
Penemuan fiber optik sebagai media transmisi pada suatu sistem komunikasi didasarkan pada hukum Snellius untuk perambatan cahaya pada media transparan seperti pada kaca yang terbuat dari kuartz kualitas tinggi dan dibentuk dari dua lapisan utama yaitu lapisan inti yang biasanya disebut core terletak pada lapisan yang paling dalam dengan indeks bias n1 dan dilapisi oleh cladding dengan indeks bias n2 yang lebih kecil dari n1. Menurut hukum Snellius jika seberkas sinar masuk pada suatu ujung fiber optik ( media yang transparan ) dengan sudut kritis dan sinar itu datang dari medium yang mempunyai indeks bias lebih kecil dari udara menuju inti fiber optik ( kuartz murni ) yang mempunyai indeks bias yang lebih besar maka seluruh sinar akan merambat sepanjang inti (core) fiber optik menuju ujung yang satu. Struktur dasar fiber optic terdiri dari tiga bagian yaitu core (inti), cladding (kulit), dan buffer (pelindung) atau coating (mantel). Core dan cladding terbuat dari kaca sedangkan buffer atau coating terbuat dari plastik biar fleksibel. Gambar 2.7 Struktur dasar fiber optic Dari segi penggunaan fiber optic dibagi dalam dua jenis, yaitu single mode dan multi mode. Perbedan single mode dan multi mode adalah bahwa single mode memiliki ukuran core yang kecil, sumber sinar laser, unlimited bandwidth, dan jarak yang jauh ( > 60 km ) sedangkan multi mode memiliki ukuran core yang lebih besar,
sumber sinar laser atau Light Emitting Diodes (LED), bandwidth terbatas, jarak sekitar (300 500 m). a. Keuntungan Serat Optik 1. Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwith yang lebar). Frekuensi pembawa optik bekerja pada daerah frekuensi yang tinggi yaitu sekitar 10^13 Hz sampai dengan 10^16 Hz, sehingga informasi yang dibawa akan menjadi banyak. 2. Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet. Fiber optik terbuat dari kaca atau plastik yang merupakan isolator, berarti bebas dari interferensi medan magnet, frekuensi radio dan gangguan listrik. 3. Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan. Diameter inti fiber optik berukuruan micro sehingga pemakaian ruangan lebih ekonomis. 4. Tidak mengalirkan arus listrik Terbuat dari kaca atau plastik sehingga tidak dapat dialiri arus listrik (terhindar dari terjadinya hubungan pendek) 5. Sistem dapat diandalkan (20 30 tahun) dan mudah pemeliharaannya. b. Kerugian Serat Optik 1. Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan penguat sebagai proteksi. 2. Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan