DESAIN JARINGAN FIBER OPTIKDI KAMPUS ITS SUKOLILO

Tugas Besar 1 Proyek Telekomunikasi

21 Nopember 2013Elektro-Teknik Telekomunikasi Multimedia

Fandi2212105010Galih2212105069Arif2212105090

Jurusan Teknik Elektro FTI ITSUjian Tengah Semester Genap 2010/2011Mata Kuliah: Sistem Komunikasi NirkabelDosen: Achmad AffandiWaktu: 100 menitSifat: Buku terbuka

PETUNJUK: Tentukan target nilai yang anda inginkan dengan menentukan bobot soal yang akan dikerjakan. Maksimal target nilai 100, dari soal terpilih yang akan dikerjakan. 1. Hasil pengukuran penerimaan sinyal rata-rata yang dilakukan di sebuah kota di daerah urban dan rural diperoleh sebagai berikut:

Berapa nilai faktor redaman dan varian untuk masing-masing kondisi tersebut di atas? [4x7.5](gunakan pendekatan model linear)Jawaban:RuralF= 900 MHzPt= 43 dBmLoss=nx+L0n= 2,867340692L0=61,91395STD =13,9876319 dBJarak (m)10log10(d/d0)Pr (dBm)Loss (dB)Loss'(dB)Loss+Xt (dB)Xt

500,00-2063,0061,9139554,69526729-7,221,179499

701,46-2164,0066,1039472,805085926,704,426569

802,04-2265,0067,7667763,20783054-4,567,655005

1003,01-3376,0070,5455172,03888221,4929,75148

1304,15-2871,0073,8126575,549356561,747,911013

1605,05-3982,0076,3983284,508615918,1131,37878

2006,02-3376,0079,1770676,98638816-2,1910,09373

3007,78-3881,0084,226286,854315392,6310,40837

4509,54-4790,0089,2753486,42849342-2,850,525137

60010,79-4790,0092,8577698,986278646,138,166768

70011,46-5497,0094,7773587,13793792-7,644,940181

80012,04-60103,0096,4401796,581469250,1443,0313

100013,01-5194,0099,2189296,24123486-2,9827,23708

130014,15-60103,00102,4861103,2240820,740,264135

MSE = 13,35493

UrbanF= 900 MHzPt= 43 dBmLoss=nx+L0n= 4,381653546L0= 61,97053STD =13,9876319 dBJarak (m)10log10(d/d0)Pr (dBm)Loss (dB)Loss'(dB)Loss+Xt (dB)Xt

500,00-2063,0061,9705363,208863321,241,059812

701,46-2366,0068,3733566,17939541-2,195,632802

802,04-2568,0070,9143672,217129441,308,493487

1003,01-3881,0075,1606275,160619770,0034,09836

1304,15-3477,0080,1532278,0868152-2,079,942813

1605,05-4790,0084,1044584,8955170,7934,75751

2006,02-4285,0088,3507191,549102543,2011,22727

3007,78-5093,0096,0664295,45176793-0,619,402933

4509,54-62105,00103,7821114,399758910,621,48321

60010,79-64107,00109,2565107,2877723-1,975,091845

70011,46-71114,00112,1899109,7023539-2,493,276505

80012,04-78121,00114,7309114,85163580,1239,30169

100013,01-71114,00118,9772124,19025455,2124,77207

130014,15-81124,00123,9698122,2122248-1,760,000915

MSE = 13,46723

RuralF= 1800 MHzPt= 43 dBmLoss=nx+L0n= 2,972028425L0= 67,80521STD = 14,47468423 dBJarak (m)10log10(d/d0)Pr (dBm)Loss (dB)Loss'(dB)Loss+Xt (dB)Xt

500,00-2669,0067,8052167,805205180,001,427535

701,46-2770,0072,1481766,0208153-6,134,614643

802,04-2871,0073,8717169,20997553-4,668,246713

1003,01-3982,0076,751976,959471340,2127,54253

1304,15-3477,0080,1383379,74402232-0,399,849122

1605,05-4689,0082,8184179,25774363-3,5638,2121

2006,02-3982,0085,698688,911403383,2113,67964

3007,78-4588,0090,9320893,473251552,548,597102

4509,54-5497,0096,1655695,87077338-0,290,696284

60010,79-5598,0099,87878101,21555321,343,529809

70011,46-61104,00101,8685107,00821545,144,543479

80012,04-67110,00103,592111,43639427,8441,06255

100013,01-58101,00106,4722104,9107269-1,5629,94482

130014,15-67110,00109,8586114,5654654,710,01999

MSE = 13,71188

UrbanF= 1800 MHzPt= 43 dBmLoss=nx+L0n= 2,972028425L0= 67,80521STD = 14,47468423 dBJarak (m)10log10(d/d0)Pr (dBm)Loss (dB)Loss'(dB)Loss+Xt (dB)Xt

500,00-2669,0067,7785671,792672284,011,491924

701,46-2972,0073,8860757,17787807-16,713,557277

802,04-3073,0076,3098971,81990095-4,4910,95535

1003,01-4386,0080,360380,360304090,0031,80617

1304,15-3982,0085,1226495,434100210,319,750891

1605,05-5295,0088,8916393,054528014,1637,31214

2006,02-4689,0092,9420580,05448746-12,8915,53977

3007,78-5497,00100,3019112,890794412,5910,90256

4509,54-66109,00107,661898,12931007-9,531,790906

60010,79-68111,00112,8836101,5865494-11,303,548135

70011,46-75118,00115,6817115,85086550,175,374354

80012,04-81124,00118,1055116,7256941-1,3834,74458

100013,01-74117,00122,156120,5033399-1,6526,58397

130014,15-84127,00126,9183127,09509270,180,006675

MSE = 13,81176

2. Perlu disiapkan rancangan dasar layanan CDMA di kota no. 1 tersebut. Layanan seluler ini dirancang untuk penduduk 1 juta orang, dengan luas wilayah 200 km2. Sebagian wilayah (50%) adalah urban dan banyak gedung bertingkat (perkantoran, bisnis dan apartemen) terletak di pusat wilayah, sisanya merupakan ruang pendukung kota: pertanian, peternakan, hutan, kota, wisata dll. Buat asumsi yang diperlukan untuk perancangan ini, agar dapat menyelesaikan tugas ini dengan baik. Data spesifikasi teknis dari perangkat Sistem Cellular dari tugas I dapat digunakan. Jika sistem dioperasikan pada frekuensi 850 MHz, dengan ketersediaan frekuensi 5 MHz, dengan C/I 18 dB, berapa jari-jari jangkauan BTS ini dirancang untuk ke dua jenis wilayah di kota tersebut agar diperoleh jumlah BTS yang ideal.Untuk membantu menyelesaikan permasalahan diatas dapat digunakan pendekatan rumus perhitungan rugi-rugi (Loss, L) berikut:

L = L(d0) + n 10log(d/d0) + Xdimana L(d0) adalah loss pada jarak referensi, dapat dipilih sebarang jarak > medan jauh. L(d0) = 20 log (fc)+20 log(d0)-27.56-Gtotal X : variabel acak berdistribusi Lognormal (dB) Fc: frekuensi kerja (MHz), d: jarak BTS dan terminal (m), d0 : jarak referensi (LOS) Dengan alokasi spektrum frekuensi yang diperoleh, berapa kapasitas pelanggan yang diharapkan dapat dilayani oleh operator pada saat yang sama? i. Hitung jumlah sel yang dapat dibangun di wilayah tersebut (perhatikan jenis wilayah: urban dan rural/suburban). ii. Hitung intensitas trafik yang mampu dilayani tiap sel, konversikan ke jumlah pelanggan yang dapat dilayani setiap sel pada saat yang sama. Asumsi trafik gunakan sistem loss Erlang B, dengan GOS 2%.iii. Hitung total jumlah pelanggan yang dapat dilayani dalam sistem tersebut.

Parameter Perencanaan Alokasi Spektrum FrekuensiBandwidth frekuensi yang dialokasikan untuk jaringan CDMA2000 adalah sebesar 5 MHZ pada frekuensi frekuensi 850 MHz. Perencanaan daerah layananPerencanaan jaringan dilakukan di Surabaya Timur, Selatan dan Pusat yang mempunyai luas 174,83 km2, dengan rincian tiap daerah sebagai berikut : WilayahJumlah Penduduk Total Luas Wilayah Total (km2)

Surabaya Pusat133.84614,78

Surabaya Timur51.05591,19

Surabaya Selatan100.14868,86

TOTAL746.667174,83

Pemetaan Wilayah

Parameter-parameter yang digunakan dalam perancangan CDMA ini adalah Perencanaan Kebutuhan Prediksi pertambahan jumlah pelanggan untuk lima tahun Prediksi Pertambahan PendudukPo (jumlah penduduk tahun 2014)= 1000000 jiwafp = 1,2 %n = 5Pn = Po(1+ fp)n = 1000000 (1 + 1,2 %)5 = 1061457,38 =1061458 jiwaJumlah pelanggan tahun 2019 (tahun prediksi) dengan asumsi 40% dari jmlah penduduk =424583,2 = 424584 jiwa Perhitungan Calon Pelanggan Suara dan DataDistribusi pelanggan pada masing-masing wilayah suburban dan urban adalah : Suburban 50% dengan luas 87,415 km2 Urban 50% dengan luas 87,415 km2Persentase penggunaan layanan suara dan data adalah : Layanan suara : 30% dari pelanggan adalah pemakai layanan suara Layanan data : 100% dari pelanggan adalah pemakai layanan dataDengan distribusi tersebut didapat estimasi pelanggan seperti tabel dibawah ini :Jenis LayananJumlah PelangganTotalPelanggan

Sub UrbanUrban

Suara63.68863.688127.376

Data212.292212.292424584

Parameter Awal Estimasi TrafikSyarat GOS2 %

Throughput data pada jam sibuk87,54 kB/BH/Subs

BHCA per subscriber0,35 call/BH/Subs

Rate suara9600 bps

Faktor aktifitas suara0,4

Faktor aktifitas data1

Call Holding Time per subscriber90 detik

Kebutuhan Trafik SuaraAvoice/subs = Avoice/subs =Avoice/subs = 3,5 x 10-3Erlanguntuk wilayah sub urbanAoffered= Avoice/subs x PvAoffered= 3,5 x 10-3 x 127.376Aoffered= 446 Erlang Jumlah kanal untuk sub urban N= 460untuk wilayah urbanAoffered= Avoice/subs x PvAoffered= 3,5 x 10-3 x 127.376Aoffered= 446 ErlangJumlah kanal untuk sub urban N= 460Offered Trafiksuara= 460 x Rvbps=460x9.6 kbps=4.416 kbpsuntuk layanan suara pada daerah urban yaitu :Offered Trafiksuara= 460 x Rvbps=460x9.6 kbps=4.416 kbpsTotal offered traficvoice= 4.416+4.416 = 8.832 kbps Kebutuhan Trafik DataDaerah Sub Urbanoffered trafficdata = offered trafficdata = offered trafficdata = 41.297,8 kbps Daerah Urbanoffered trafficdata = offered trafficdata = offered trafficdata = 41.297,8 kbps

Total Kebutuhan TrafikTotal offered traffic = offered traffic data real + offered traffic voice = 82.595,6+ 8.832 = 91.427,6 kbps

Perhitungan total offered trafik per site

Dengan menggunakan 3 frekuensi carrier maka jumlah kanal per sektor menjadi 207 kanal per sel. Total offered traffic = N x data rate(bps/sektor) = 207 x 9600 = 1987,2 kbpsTotal offered traffic untuk 3 sektor = 1987,2 kbps x 3 = 5961,6 kbps

PERHITUNGAN LINK BUDGET Parameter-parameter perhitungan berdasarkan spesifikasi perangkat yang digunakan Frekuensi= 850 MHzDaya PemancarBase station (BS)= 20 Watt = 43 dBmMobile station (MS)= 23 dBmSensitivitas PenerimaBase station (BS)= -127 dBmMobile station (MS)= -124 dBmGain AntenaBase station (BS)= 17 dB (antena sektoral)Mobile station (MS)= 0 dBRugi-rugi Penetrasi (rugi-rugi sepanjang lintasan propagasi)Base station (BS)= 10 dBMobile station (MS)= 0 dBKetinggian antenaBase station (BS)= 60 meterMobile station (MS)= 1,5 meterRugi-rugi kabel dan konektorBase station (BS)= 2 dBMobile station (MS)= 0 dBInterferensi dan margin RF = 7 dB

Forward Link Budget (Downlink)Maximum Allowable Path Loss (MAPL)MAPL= EIRP sensitivityMS External losses + GMS= (PBS Rugi-rugi kabelBS + GBS) sensitivityMS (Interferensi&margin RF + rugi-rugi penetrasiBS) + GMS= (43dBm 2 + 13,2) (-124) (7 + 10) + 0= 161,2 dBRadius sel L(d0)= 20 log (fc) + 20 log (d0) 27,56= 20 log (850) + 20 log (1) 13,35= 45,2 dB L urban(dB) = L(d0) + n 10 log (d/d0)161,2 = 45,2 + 3,5 10 log (d/1)116 = 35 log dlog d = 3,3d = 2057,9 m = 2,06 km L rural (dB) = L(d0) + n 10 log (d/d0)161,2 = 45,2 + 2,6 10 log (d/1)116 = 26 log dlog d = 4,46d = 28.840,3 m = 28,8 kmLuas daerah jangkauan Urban r= 0,5 x dLsel = r2 = 3,14 x (1,023)2 = 3,32 km2RuralLsel = d2 = 3,14 x (28,8)2 = 35882,7 km2Jumlah selUntuk wilayah urban :Nsel (urban) = Untuk wilayah sub-urban :Nsel (urban) =

Perhitungan sel berdasarkan trafik yang ditawarkan

= = 16 selMaka, untuk memenuhi layanan suara dan data sesuai dengan kebutuhan trafik pelanggan digunakan 16 BTS.Reverse Link Budget (Uplink)MAPL= EIRP Rx Sensitivity External Losses + Grx = (PMS + GMS LMS) - Sensitivity (Fading Margin + Loss Penetrasi) + GBS= (23 + 0 0) (-127) (7 + 10) + 17= 150 dB

KONFIGURASI JARINGAN

Konfigurasi jaringanKeterangan :: Lokasi MSC (Mobile Switching Center) : Lokasi BSC (Base Station Controller) : Lokasi BTS (Base Transceiver Station): Backbone (fiber optik)Media transmisi antara MSC dan BSC menggunakan fiber optik indoor

Jalur fiber optik setiap BTS ke BSC

DESAIN BACKBONE1) Posisi PerangkatMobile Switching Center (MSC)Posisi: Jalan SulawesiBase Station Controller (BSC)Posisi: Jalan SulawesiBase Transceiver Station (BTS)NoBTSLokasiPanjang Fiber(KM)(dari BSC)

1BTS 1Jl. Dupak 5,6

2BTS 2Jl. Tembaan5,2

3BTS 3Jl. Kenjeran5,7

4BTS 4Jl. Prof Dr Mustofa4,4

5BTS 5Jl. Sulawesi0,1

6BTS 6Jl. Kupang Gunung Raya4

7BTS 7Jl. Gunung Sari5,2

8BTS 8Jl. Jagir Wonokromo3,5

9BTS 9Jl. Manyar Rejo4,2

10BTS 10Jl. Raya Mulyosari6,3

11BTS 11Jl. Semolowaru7,6

12BTS 12Jl. Medokan ayu11

13BTS 13Jl. Raya Rungkut Industri8,3

14BTS 14Jl. Siwalankerto7,9

15BTS 15Jl. Balas Klumprik10,4

16BTS 16Jl. Menganti8,6

4) Perhitungan Link BudgetParameter Link budget Ptx = -2 dBm Psensitivity = -15 dBm Loss Konektor = 0,2 dB/konektor Loss Splicer = 0,02 dB/splicer Redaman Serat Optik = 0,23 dB/km Margin = 6 dB Splicing setiap jarak 2Km Konektor yang digunakan 2 buah, untuk transmitter dan receiver

BSC BTS1 : Jarak 5,6 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 2 x 0,02 dB + 5,6 x 0,23 dB = 1,728 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 1,728 dBm 6dB = -9,728dBm BSC BTS2 : Jarak 5,6 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 2 x 0,02 dB + 5,2 x 0,23 dB = 1,636 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 1,636 dBm 6dB = -9,636dBm BSC BTS3 : Jarak 5,7 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 2 x 0,02 dB + 5,7x 0,23 dB = 1,751 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 1,751 dBm 6dB = -9,751dBm BSC BTS4 : Jarak 4,4 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 2 x 0,02 dB + 5,6 x 0,23 dB = 1,452 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 1,452 dBm 6dB = -9,452dBm BSC BTS5 : Jarak 0,1 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 0 x 0,02 dB + 0,1 x 0,23 dB = 0,423 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 0,423 dBm 6dB = -8,423dBm BSC BTS6 : Jarak 4 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 2 x 0,02 dB + 4 x 0,23 dB = 1,36 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 1,36 dBm 6dB = -9,36dBm BSC BTS7 : Jarak 5,2 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 2 x 0,02 dB + 5,6 x 0,23 dB = 1,636 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 1,636 dBm 6dB = -9,636dBm BSC BTS8 : Jarak 3,5 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 1 x 0,02 dB + 3,5 x 0,23 dB = 1,225 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 1,728 dBm 6dB = -9,225 dBm BSC BTS9 : Jarak 4,2 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 2 x 0,02 dB + 4,2 x 0,23 dB = 1,406 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 1,406 dBm 6dB = -9,406dBm BSC BTS10 : Jarak 6,3 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 3 x 0,02 dB + 6,3 x 0,23 dB = 1,909 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 1,909 dBm 6dB = -9,909dBm BSC BTS11 : Jarak 7,6 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 3 x 0,02 dB + 7,6 x 0,23 dB = 2,208dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 2,208 dBm 6dB = -10,208dBm BSC BTS12 : Jarak 11 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 6 x 0,02 dB + 11 x 0,23 dB = 3,05 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 3,05 dBm 6dB = -11,05dBm BSC BTS13 : Jarak 8,3 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 5 x 0,02 dB + 8,3 x 0,23 dB = 2,409 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 2,409 dBm 6dB = -9,728dBm BSC BTS14 : Jarak 7,9 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 3 x 0,02 dB + 7,9 x 0,23 dB = 2,277 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 2,277 dBm 6dB = -10,277dBm BSC BTS15 : Jarak 10,4 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 6 x 0,02 dB + 10,4 x 0,23 dB = 2,912 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 2,912 dBm 6dB = -10,912dBm

BSC BTS16 : Jarak 8,6 km LossTotal loss = total loss konektor + total loss splicer + redaman serat optic = 2 x 0,2dB + 5 x 0,02 dB + 8,6 x 0,23 dB = 2,478 dBPerhitungan Prx Prx = Ptx Total Loss -margin = -2 dBm 2,478 dBm 6dB = -10,478dBm Tabel Perhitungan Prx

Prx minimum: -11,05 dBmPrx maximum: -8,423 dBmPrx rata-rata: -9,866 dBm

Jadi semua nilai Prx masih dalam jangkauan sensitivitas (-15 dBm), sehingga memenuhi karakteristik sistem.

3. Untuk memenuhi perangkat BSS, berapa kebutuhan perangkat (BSS, antena, sistem transmisi, dll.) minimal yang diperlukan di: (perhatikan arsitektur sistem selluler tersebuti. Setiap BTSii. Sentral Operasi Jaringan (OMC/NOC)

SPESIFIKASI ALAT1. BASE TRANSCEIVER STATION (BTS)HUAWEI BTS3606 V200R002

Technical SpecificationsItemSpecifications

Cabinet dimensions (height x width x depth)1,400 mm (55.12 in.) x 600 mm (23.62 in.) x 650 mm (25.59 in.)

Cabinet weightA fully equipped cabinet: < 250 kg (551.25 lb)An empty cabinet: 30

Horizontal beam []90

Vertical beam []9

VSWR