HASIL PENELITIAN DESAIN DAN PERANCANGAN MULTI SITE OPEN BTS 5 DENGAN USRP N210 DAN B210 OLEH: MUHAMMAD DZAKWAN FALIH D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS ILMU TERPAN TELKOM UNIVERSITY 2017
ABSTRAK Besarnya harapan kehadiran jaringan telekomunikasi di daerah pedalaman perbatasan, maka pembangunan jaringan dan penyediaan layanan jasa telekomunikasi di wilayah terpencil dan daerah perbatasan melalui dana dari operator telekomunikasi merupakan sesuatu yang sangat dinanti dan didukung oleh banyak pihak. membangun jaringan telekomunikasi baru bukan hal yang mudah. Akan ada banyak sekali tantangan yang siap menghadang di depan, misalnya penolakan dari masyarakat yang bersifat statis dan tertutup, keterbatasan dana, sulitnya mendapatkan akses energi untuk menghidupkan BTS, dan lain-lain. Dengan menggunakan OpenBTS kita dapat membangun jaringan telekomunikasi dengan biaya yang sangat ekonomis. Biaya investasi umumnya untuk membangun sebuah jaringan gsm bernilai milyaran rupiah bisa dihemat dengan menggunakan OpenBTS. Sehingga dampaknya bisa menguntungkan untuk operator celluer yang ingin mengembangkan jaringan, dengan OpenBTS perangkat yang digunakan menggunakan teknologi SDR (Software Define Radio), dimana teknologi SDR sendiri dapat memprogram frekuensi dengan menggunakan software tanpa perangkat tambahan. Pada penelitian kali ini, akan dijelakan kan bagaimana merancang multisite openbts dengan beberapa service seperti voice, dan sms. Teknologi tersebut dapat di buat dengan menggunakan computer dan perangkat usrp dengan system multisite. Kata kunci : OpenBTS,Multisite,Handover.
1.1 Latar belakang Bab I Pendahuluan Perkembangan teknologi saat ini mendorong pelaku perdagangan untuk beralih membentuk bisnis teknologi dan berkompetisi meraih keuntungan dengan menawarkan berbagai bentuk produk teknologi. Namun sangat disayangkan, negara Indonesia dengan jumlah pedesaan yang mencapai 70.611 desa, hanya sebahagian kecil yang terjangkau akses telekomunikasi. Padahal jumlah penduduk yang tinggal di pedesaan adalah 119 321 070 jiwa (50,21% total penduduk Indonesia). Masalahnya adalah para operator merasa berat untuk berinvestasi di pedesaan karena biaya yang diperlukan untuk membangun infrastruktur telekomunikasi konvensional sangat tinggi, tidak sebanding dengan pemasukan yang diperoleh. Selain itu keterbatasan spektrum yang harus dialokasikan menjadi kendala untuk memberikan ijin kepada operator baru yang ingin mengambil peran dalam industri telekomunikasi dengan mengembangkan jaringan telekomunikasi untuk daerah-daerah terpencil.[1] Guna mengatasi kendala pembangunan tersebut, maka penelitian dengan judul Desain dan Implementasi Multisite Di Daerah Rural ini dilaksanakan untuk merumuskan sebuah jaringan teknologi baru yang sesuai dengan kebutuhan pedesaan, yaitu Open BTS. Dengan demikian masyarakat dapat mengakses informasi dengan harga yang terjangkau, dan membungktikan apakah openbts dapat dibuat dengan model multisite seperti pada jaringan selluler pada umumnya apakah perangkat USRP B210 dan N210 dapat melakuakn handover. 1.2 Tujuan Penelitian Berdasarkan judul yang teleh dipaparkan, penelitian ini bertujuan untuk : 1. Merancang OpenBTS dapat melakukan sebuah handover dan mengenali cell neighbor dengan dua buah perangkat USRP B210 dan N210. 2. Mengetahui apakah dapat melakukan pangilan pada saat terjadi handover.
1.3 Rumusan masalah Keterbatasan akses telekomunikasi pada jaringan selluler yang belum menjangkau di Indonesia khususnya daerah pedesaan. Yang dapat menghambat kemajuan bangsa Indonesia dalam proses pembangunan juga terkait dengan stabilitas dan keamanan sebuah negara berkembang. edangkan teknologi seluler konvensional yang sudah ada tidak memungkinkan untuk dikembangkan di pedesaan karena trafik yang sangat rendah, sehingga dibutuhkan solusi teknologi yang tepat untuk diaplikasikan di pedesaan. Masalah ini selanjutnya disebut sebagai masalah kebutuhan teknologi. 1.4 Batasa Masalah Penulisan penelitian ini perlu dibatasi oleh beberapa batasan masalah berikut: 1. Perancangan jaringan selular yang didesain khusus untuk kebutuhan komunikasi daerah pedesaan disini menggunakan teknologi yang sudah ada, bukan menciptakan suatu teknologi baru. 2. Desain yang di rancang bersifat protye 3. Hanya membahas bagaimana cara mendesain dan mengkonfigurasi multisite openbts. 4. Tidak membahas tentang backhaul. 1.5 Hipotesa Perangkat USRP N210 dan B210 dapat melakukan handover dan mengenali system menggunakan frekuensi 900Mhz, sehingga dapat tejadi penggenalan cell satu dengan cell lainya 1.6 Metode penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu: 1) Studi literatur Studi literature ini dimaksudkan untuk mempelajari konsep dan teori-teori yang dapat mendukung proses perancangan system 2) Perancangan dan realisasi. Meliputi aplikasi dari konsep dan teori yang telah diperoleh. Melakukan perancangan jaringan dan mengimplementasikannya sesuai perancangan kemudian melakukan pengujian terhadap hasil perancangan yang telah dikerjakan.
3) Konsultasi dengan pembimbing dan pihak yang berkompeten 4) Pengujian dan analisis implementasi 1.7 Sistematika Penulisan Penulisan dibagi beberapa bagian sebagai berikut : Bab I Pendahuluan Berisikan latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan pembahasan, hipotesis, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan yang diterapkan dalam penulisan laporan penelitian. Bab II Dasar Teori Berisi tentang dasar-dasar teori yang diperlukan serta literatur-literatur yang mendukung dalam perancangan jaringan sesuai klasifikasi teknologi yang ditentukan, beserta seluruh aspek yang mendasari proses analisis. Bab III Analis dan Perancangan Bab ini menjelaskan proses desain perancangan awal sistem yang kemudian diimplementasikan dan dikonfigurasikan antara hardware yaitu USRP dengan software berbasis linux yaitu OpenBTS, GNU Radio, Asterisk Bab IV Hasil Bab ini membahas analisis hasil percobaan secara kualitatif dan kuantitatif. Analisis terhadap parameter-parameter performansi pada proses pembangunan komunikasi antara OpenBTS
2.1 OpenBTS Bab II Dasar Teori OpenBTS (Open Source Base Transceiver Station) adalah sebuah BTS GSM berbasis software open source, yang memungkinkan handphone GSM untuk menelepon tanpa menggunakan jaringan operator selular. OpenBTS dikenal sebagai implementasi open source pertama dari protokol standard industri GSM. OpenBTS menggunakan sebuah perangkat keras yang bernama USRP (Universal Software Radio Peripheral). Perangkat inilah yang menghubungkan OpenBTS dengan jaringan standar telepon selular (GSM). OpenBTS juga menggunakan perangkat lunak terbuka asterisk untuk menginterkoneksikan dengan jaringan telepon lainnya seperti PSTN (Public Switched Telephone Network) ataupun operator telekomunikasi lainnya dengan menggunakan VoIP (Voice over IP). OpenBTS mengganti infrastruktur tradisional operator GSM, dari Base Transceiver Station (BTS) ke belakangnya. Dari yang biasanya trafik diteruskan ke Mobile Switching Center (MSC), pada OpenBTS trafik diterminasi pada box yang sama dengan cara memneruskan data ke Asterisk PBX melalui SIP dan Voice-over-IP (VoIP). 2.2 USRP USRP, singkatan (Universal Software Radio Peripheral), yaitu sebuah perangkat yang diproduksi oleh Ettus research, Pemancar radio yang dapat diprogram melalui komputer dengan tujuan alat dapat memancarakan gelombang radio yang diinginkan oleh pengguna. Driver yang digunakan perangkat tersebut ke computer menggunakan UHD. 2.3 Ubuntu Ubuntu merupakan sebuha system operasi berbasis linux, yang dapat menjalan program langsung dari sumber kode yang di tulis. Ubuntu terdiri dari banyak paket, kebanyakan berasal dari distribusi di bawah lisensi lisensi software bebas. Namun, beberapa software khususnya driver menggunakan Ubuntu terdiri dari banyak paket, kebanyakan berasal dari distribusi di bawah lisensi lisensi software bebas. Namun, beberapa software khususnya driver menggunakan Proprietary software. Lisensi yang pada umumnya adalah GNU General Public License (GNU GPL) dan GNU Lesser General Public License (GNU LGPL), dengan tegas menyatakan bahwa pengguna dengan bebas dapat menjalankan, menggandakan, mempelajarai, memodifikasi, dan mendistribusikan tanpa pembatasan apapun. Namun tetap ada software proprietary yang dapat
Ubuntu terdiri dari banyak paket, kebanyakan berasal dari distribusi di bawah lisensi lisensi software bebas. Namun, beberapa software khususnya driver menggunakan Proprietary software. Lisensi yang pada umumnya adalah GNU General Public License (GNU GPL) dan GNU Lesser General Public License (GNU LGPL), dengan tegas menyatakan bahwa pengguna dengan bebas dapat menjalankan, menggandakan, mempelajarai, memodifikasi, dan mendistribusikan tanpa pembatasan apapun. Namun tetap ada software proprietary yang dapat berjalan di Ubuntu. Ubuntu berfokus pada ketersediaan kegunaan pada orang disfungsi, keamanan dan stabilitas. Ubuntu juga berfokus pada internasionalosasi dan aksesibilitas untuk dapat menjangkau sebanyak-banyaknya orang[20]. Dalam hal keamanan, perangkat sudo dapat meningkatkan privilage secara sementara untuk melakukan tugas administratif, sehingga akun root dapat terus terkunci, dan mencegah orang tidak terauthorisasi melakukan perubahan sistem atau membuka kelemahan keamanan.
Bab III ANALISI DAN PERANCANGAN 3.1 Gambaran saat ini Secara umum, sistem yang berjalan saat ini masih prototype dan hanya berfokus pada system handover. layanan suara lokal serta pendaftaran nomor telepon yang digunakan masih secara manual belum bisa dilakukan secara otomatis. 2.2 Kebutuhan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak 2.2.1 Pengembangan Sistem 2.2.1.1 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Keras Adapun kebutuhan perangkat keras (hardware) yang dibutuhkan dalam pengerjaan penelitian ini antara lain : 1. Laptop : 2 Buah laptop (Hp Prosessor i7 & Shield Pro i7,ram 4GB) 2. USRP : N210 & B210 3. Simcard : Three 4. PLC : 2 buah TL-WPA4220KIT 5. Kabel : Ethernet Cat5e 2.2.1.2 Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Lunak 1. Ubuntu 16.04 dan ubuntu 14.04 2. Asterisk 3. OpenBTS 5 4. Smqueue 5. Sipauthserve
2.3 Perancangan system 3.3.1 Desain system Perancangan sistem yang dibangun adalah sebagai berikut: Gambar 3.3 Desain system
Secara umum, perancangan sistem ini dapat dikelompokan menjadi : 1. Handphone dan Simcard Handphone merupakan perangkat yang digunakan sebagai client untuk menghubungkan komunikasi antara USRP dengan server dan berfungsi sebagai terminal transceiver (pengirim dan penerima sinyal) untuk berkomunikasi. sedangkan simcard dalam Handphone tersebut akan berfungsi untuk memberikan informasi mengenai Nomor International Mobile Subscriber Identity (IMSI) yang dapat dikenali oleh jaringan openbts. 2. Universal Serial Radio Peripheral (USRP) USRP merupakan perangkat pengganti Base Transceiver Station (BTS) yang berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal jaringan GSM openbts yang dipancarkan karena berhubungan langsung dengan Handphone. 3. Server Server ini merupakan dua laptop yang berfungsi sebagai pusat data informasi atau Home Location Register. Agar server ini bisa berjalan dengan baik maka ada beberapa program dan aplikasi pendukung yang perlu di instalasi, diantaranya : Asterisk, GNU Radio, OpenBTS, Smqueue.
3.3.2 Skema kerja sistem Gambar 3.3.2 sistem Hand Over Saat sistem berjalan pada kondisi normal, client akan terhubung ke jaringan GSM melalui sinyal yang dipancarkan oleh USRP dan secara otomatis client akan mendapatkan nomor IMSI yang dikirim oleh server. Kemudian client mendaftarkan nomor sesuai keinginan client dengan syarat nomor yang didaftarkan tidak kurang dari 7 angka dan tidak lebih dari 10 angka.
Gambar skema interkoneksi database Setiap BTS harus di konfigurasi untuk mengetahui lokasi dari layanan jaringan yang ada, juga di konfigurasi untuk tidak meng-interferensi BTS tetangga-nya. Konfigurasi pertama kali dilakukan adalah mengkonfigurasi di OpenBTS master dan neightbor. Konfigurasi tersebut terlampir sebagai berikut: OpenBTS USRP N210 OpenBTS USRP B210 IP address Server: SIP.Local.IP 192.168.0.3 IP address Server: SIP.Local.IP 192.168.0.22 SIP.Proxy.Registration 192.168.0.3:5064 SIP.Proxy.Registration 192.168.0.3:5064 SIP.Proxy.SMS 192.168.0.3:5063 SIP.Proxy.SMS 192.168.0.3:5063 SIP.Proxy.Speech 192.168.0.3:5060 SIP.Proxy.Speech 192.168.0.3:5060 GSM.CellSelection.BSIC.BCC 100 GSM.CellSelection.BSIC.BCC 101 GSM.Identity.CID 100 GSM.Identity.CID 101 Tabel 3.2.2 konfigurasi system pada system database Pada Table 3.2.2 Pada system registrasi server dipusatkan pada openbts master, kemudian konfigurasi service juga di pusatkan pada sisi master, selanjutnya channel Pada open bts satu dan open bts dua harus dibedakan. Agar sinyal pada openbts tida bertabrakan bisa handover.
BAB IV HASIL 4.1 Pengujian panggilan Pada tahap pengujian ini yang dilakukan adalah mengetes panggilan. Metode panggilan dilakukan dengan cara walkest, panggilan antara telepon satu dengan panggilan yang ada pada software TEMS pocket, data ini diambil dari tems pocket untuk mengukur parameter panggilan berhasil, panggilan stabil dan panggil yang di block Gambar 4.1.1 ujicoba panggilan pertama Gambar 4.1.2 ujicoba panggilan kedua Gambar 4.1.3 ujicoba panggilan ketiga Gambar 4.1.4 ujicoba panggilan keempat
4.2 Uji Coba Handover Pada pengujian ini lakukan handover dari BTS1 (master ) ke ke BTS2 (Neighbor), pada hasil yang dilakukan pengujian tersebut berhasil. Gambar 4.2 proses handover pada openbts 1 ke openbts 2 Pada proses handover dari openbts 1 ke openbts 2 terjadi selama 2 menit, Karena openbts2 merespon cukup lama ketika terjadi perpindahan.
4.3 Pengujian sinyal Pada kali ini dilakukan pengujian sinyal, berikut ini merupakan sinyal yang dihasil kan dari hasil walktest pada fakultas ilmuterapa pada lantai satu. 4.3.1 Channel Hasil dari channel yang di generate dari openbts Gambar 4.3. channel frekuensi pada openbts 4.3.2 Sinyal downlink Hasil Sinyal downlink yang di terima pada ponsel tems pocket
4.3.3 Daya yang di pancarkan 4.3.4 sinyal yang dihasilkan oleh bts neighbor