Perancangan Jaringan Komunikasi Microwave Simpang Kuranji - Simpang 3

Lubuk Minturun, Padang.

Ramadhona (1010952021)Ahmad Imaduddin (1010952034)Taufika Ageri (1010963022)Yudhariesha Kiswara (0910952017)Dandi Andika P. (0910953086)

Latar Belakang MasalahDi Indonesia saat ini jaringan yang menggunakan

microwave sudah familiar dan sudah banyak digunakan. Hal ini dikarenakan sistem yang menggunakan gelombang mikro memiliki berbagai kelebihan dibandingkan dengan system yang menggunakan kabel.

Disamping kelebihan tersebut tentu saja ada kekurangan-kekurangan yang terdapat pada system ini. Gangguan-gangguan yang dialami sistem microwave ini kebanyakan terdapat pada lingkungan. Diantaranya, faktor-faktor yang menyebabkan sebuah gelombang radio mengalami redaman antaran lain : redaman karena hujan, redaman karena awan dan redaman karena gas-gas yang banyak terdapat diudara

TujuanTujuannya adalah menghitung probabilitas ketersediaan link antar BTS dan STO yang digunakan untuk memprediksi kinerja sistem dan mengetahui kemampuan menangkap informasi di bagian penerima (BTS) dengan parameter yang meliputi :

Latitude dan LongitudeJarak/Panjang Link (Km)Sudut dan Phsi (º)Redaman Hujan, Redaman Ruang Bebas (dB)Fading, Feeder Loss, dan Gain (dB / dBm)

Perancangan system komunikasi microwave pada daerah ini berdasarkan beberapa pertimbangan, diantaranya adalah sebagai berikut :Daerah tersebut merupakan daerah yang sedang

berkembang, sehingga diperkirakan beberapa tahun lagi akan menjadi daerah yang padat penduduk.

Pindahnya pusat kota padang dari daerah tepi pantai ke daerah yang tinggi sehingga pada daerah kuranji ini akan terjadi pembangunan yang amat pesat.

Keluhan penduduk sekitar akan kurang baiknya akses komunikasi yang ada sekarang sehingga dirasa perlu adanya tambahan jaringan komunikasi.

Banyaknya pengguna jaringan telekomunikasi pada daerah ini sehingga dapat memberikan keuntungan bagi penyedia layanan komunikasi.

Untuk perluasan jaringan komunikasi microwave yang sudah ada.

Perumusan Masalah

Adapun permasalahan pada perancangan jaringan dengan menggunakan system komunikasi microwave ini adalah :

Bagaimana menentukan/ menghitung jarak antara Tx dan Rx.

Bagaimana mendapatkan nilai redaman hujan yang efektif untuk memperoleh hasil yang efisien.

Bagaimana cara menghitung loss yang terjadi akibat bangunan-bangunan lain yang ada pada jalur perancangan tersebut.

Kendala untuk mengambil garis lurus dari Tx ke Rx secara real (nyata).

Batasan Masalah

Adapun batasan masalah pada perancangan jaringan dengan menggunakan system komunikasi microwave ini adalah :

Frekuensi yang digunakan berada diatas dan dibawah 10 GHz yaitu 7,8,9,11,13,15,17,20,22 GHz.

Parameter input yang digunakan yaitu koordinat latitude dan longitude.

Wilayah atau daerah yang akan dilakukan perhitungan adalah Surabaya.

Data yang digunakan didapat dari satu provider saja yaitu PT.Telkom.

Ketersediaan Link adalah suatu proses penambahan link dari pemancar menuju penerima dalam bentuk prosentase (%).

LANDASAN TEORI

Teori PenunjangFading adalah fluktuasi level

daya sinyal yang diterima oleh penerima. Fluktuasi level daya terima ini disebabkan oleh adanya pengaruh multipath fading, ducting, dan karakteristik dari lintasan propagasi. Hal ini dapat mengakibatkan sinyal daya terima menjadi saling menguatkan atau saling melemahkan.

Teori Penunjang (lanj.) Sinyal radio bergerak secara matematis dapat ditulis

pada persamaan :r(t) = m(t).ro(t)

Keterangan : r(t) = Sinyal radio bergerak. m(t) = local mean, long term fading, atau fading

lambat yaitu fading yang disebabkan oleh kontur daerah antara base station dan mobile station.

ro(t) = multipath fading, short term fading atau fading cepat yaitu fading disebabkan oleh gelombang pantul dari struktur di sekitar mobile station, seperti gedung dan rumah.

Flat Fading MarginDi penerima harus menyediakan

cadangan daya yang disebut Flat Fading Margin untuk mengantisipasi pengaruh fading yang disebabkan oleh thermal noise. Untuk perhitungan Flat Fading Margin dapat dilihat pada persamaan:FMa = RSL – PthaFMb = RSL - Pthb

Dengan :MF = Flat Fading Margin (dB)RSL = level daya terima (dBm atau dBW)Ptha = level daya ambang (treshold) dengan BER ≤ 10-3 dengan level dibawah -79 (dB)Pthb = level daya ambang (treshold) dengan BER ≤ 10-6 dengan level dibawah -76,9(dB)

Flat Fading Margin (lanj.)

Bila nilai salah satu atau keduanya lebih kecil dari 30 dB, harus diadakan perbaikan. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan:

(a) Mengganti antena dengan gain yang lebih tinggi.

(b) Mengganti saluran transmisi dengan redaman (losses) yang lebih rendah.

(c) Meningkatkan/mempertinggi daya pancar.

Selektive Fading MarginSelective Fading Margin untuk mengatasi

kesalahan bit yang disebabkan oleh amplitude distortion dan group delay yang terjadi pada seluruh pita frekuensi. Untuk perhitungan Selektive Fading Margin dapat dilihat pada persamaan (3) :

MS = 102 - 35log d - 10log S

Dengan :MS = Selektive Fade Margin (dB)d = jarak link radio (Km)S = Equipment Signature (Spesifikasi pembuatan antena dari masing-masing pabrik)

Effective Fading MarginEffektive fading Margin dinyatakan

pada persamaan (4) :

ME = - log (10 –MF/10 + 10–MS/10)

Dengan :ME = Effektif Fade MarginMF = Fade MarginMS = Selektive Fade Margin

Fading LambatFading lambat adalah rata-rata dari sinyal fading r(t) berupa garis putus-putus pada gambar 2 yang juga disebut local mean. Perkiraan lokal mean m^(x) pada titik xi sepanjang sumbu x dapat dinyatakan secara matematis pada persamaan (5) dan (6):pers 5:

pers 6:

Fading Lambat (lanj.)Penyebab fading lambat adalah

perubahan konfigurasi alam antara base station dan mobile station yang akan menyebabkan fluktuasi path loss akibat efek bayangan dari penghalang alam (shadowing).

Ketika bergerak mengitari base station akan terlihat kuat sinyal naik turun tergantung ada tidaknya penghalang. Fanding lambat sinyal radio mobile bervariasi pada setiap titik pada jarak R dari base station mengikuti distribusi normal.

Fungsi rapat peluang dari distribusi normal adalah pada persamaan :

dimana:x = fading lambat (local mean)x = rata-rata dari semua fading lambatσ = standar deviasi dari x (dB) merupakan variasi level sinyal x disekitar x . Besarnya σ

Fading CepatFading cepat disebut juga fading lintas jamak, terjadi

karena adanya lintasan ganda yang disebut sebagai multipath. Hal ini terjadi karena adanya pantulan gelombang dari benda-benda seperti rumah, gedung, mobil, pohon dan benda-benda lain di sekitar mobile station.

Fading cepat ini terdistribusi mengikuti distribusi Rayleigh pada persamaan di bawah, sehingga fading ini disebut Rayleigh fading, yang mempunyai persamaan fungsi rapat peluang.

Dengan :P(r) = Probailitas dari rr = fading cepat sinyal penerimam = local mean dari r

Probabilitas Link (Link Probability)

Multipath fading probability (P0).

Probabilitas dari multipath fading ini, dipengaruhi oleh faktor lapangan (terrain factor). Secara umum dinyatakan dalam persamaan (9):

Po = 1,4 x 10 -8 f . B . d . C

Dengan : Po = Multipath Fadingf = Frekuensi yang digunakan (GHz)d = Jarak / Panjang Link (km)B = Frekuensi (GHz)C = terrain factor (0,25 – 4,0)

Feeder Loss Dan GainFeeder loss disebut juga

redaman saluran transmisi. Redaman saluran transmisi ini terjadi karena hilangnya daya sinyal sepanjang feeder, sehingga redaman saluran transmisi identik dengan panjang dari kanal tersebut.

Gain antena parabola (penguatan daya pada antena parabola) dapat ditentukan dengan menggunakan rumus dalam decibel yang dinyatkan pada persamaan (14):

G (dB) = 20,4 + 20 log f + 20 log D + 10 log n

Dengan: G = Gain/Penguatan (dB) f = frekuensi kerja (GHz)D = diameter antena parabola (m)n = efisiensi luas tangkap (aperature efficiency)

PERANCANGAN MICROWAVE LINK

Perancangan JaringanPada perancangan jaringan

dengan menggunakan system komunikasi microwave ini akan dibuat sebuah sistem dengan 3 tahap yaitu proses pengambilan data, proses pengolahan data, analisa dan kesimpulan.

SurveiSurvei dilakukan untuk mendapatkan data yang real atau sesuai dengan kondisi yang sebenarnya dilapangan.

Pada perancangan ini Tx berada di daerah kuranji, tepatnya pada simpang kuranji dan Rx nya berada di daerah lubuk minturun padang. Jarak antara Tx dan Rx adalah 10400 meter.

Beberapa penghalang yang berada diantara Tx dan Rx yaitu :

Penghalan 1 : Masjid Nurul Ihsan dengan h = 12 m, jarak dari Tx = 2300 m

Penghalan 2 : Citra Swalayan dengan h = 10 m, jarak dari Tx = 3100 m

Penghalan 3 : Balai Sejarah dengan h = 20 m, jarak dari Tx = 4000 m

Penghalan 4 : Masjid Taqwa dengan h = 15 m, jarak dari Tx = 5100 m

Penghalan 5 : Bukit dengan h = 50 m, jarak dari Tx = 5400 m

Penghalang 6 : bukit, h = 100 m, jarak dari Tx = 5400 mPenghalang 7 : mesjid al-iman, h = 15 m, jarak dari Tx =

5600 mPenghalang 8 : bangunan yayasan Drs. H. Syaikh Asrul

BakarPenghalang 9 : masjid nur-zikrullah, h = 35 m, jarak dari Tx

= 8200 mPenghalang 10 : rumah warga h = 10 m, jarak dari Tx =

10200 m

3.Desain Rancangan

- Antena

Desain Perancangan (lanj.)

- Desain sistem

- PerhitunganPerhitungan rugi-rugi Loss

Perhitungan Fressnel ZonePerhitungan Free Space Loss (fsl)

D = 10,4 km F = 5,8 GHz

(GHz)(km) 20logF20logD92,5FSL FSL 92,5 20log 10,4 20log 5,8 128,109 dB

Desain Perancangan (lanj.)Vegetation LossLoss kabel / branching loss

Setiap kabel baik dari segi jenis dan juga merek mempunyai rugi-rugi (loss) yang berbeda-beda. Semakin besar diameter kabel yang dipakai, maka rugi-rugi (loss) yang didapat semakin kecil

Loss Absorpsi dan loss karena hujan tidak ada karena loss tersebut untuk frekuensi di atas 10 GHz

Jumper LossJumper berfungsi untuk menghubungkan antara feeder / kabel dengan antena.

dB 1,680,42 x 4L konektor

Path LossPath Loss adalah loss yang terjadi ketika data / sinyal melewati media udara dari antenna ke penerima dalam jarak tertentu.

2

2 2

Gt.Gr.λPL 10 log

4π d

2 2

2 2

10

2511,88 0,051710log

4.3,14 .10400

16864,710log

1,7 10

60

x

dB

Perhitungan Link budget Berdasarkan data yang diperoleh, dimana : Po = 1W = 30dBm Gatx = G rtx = 34dbi Lctx = Lcrx = 0,2 dB FSL = 128,109 dB L konektor = 1,68 dB Path loss = 60 dB Difraction loss = 0 dB

loss diff-losspath -FSL– Grtx L-Lcrx– Gatx L-Lctx – Po konekttorkonektror RSL

30 – 0,2 - 1,68 34 – 0,2 - 1,68 34 – 128,109- 60 - 0 -93,869 dBRSL

KesimpulanDari perhitungan yang telah

dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan bahwa kita dapat membangun/ membuat perencanaan perancangan jaringan microwave link dengan memperkuat gain pada antenna pemancar dan juga penerima, agar hasil yang didapatkan semakin baik dan berkualitas.