Laporan

Tugas PSR TC

Tugas PSR TC.31 03

LAPORAN PERANCANGAN

SISTEM JARINGAN DIGITAL MICROWAVE RADIO

R26 Bandung R25A Cimahi

Dibuat oleh:

Ahmad Fajar Sholahuddin

Nim. 05321003

Kelas. 3A

PRODI TELEKOMUNIKASI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2008

DAFTAR ISI

Link R26 Bandung R25A Cimahi

1. Ruang Lingkup ..4

2. Spesifikasi Perancangan 4

3. Data Topografi ...5

4. Perancangan Path Profile ...6

4.1 Hasil Simulasi S/W ..7

4.2 Analisa Hasil Simulasi .9

5. Perhitungan Link Budgeg (Link Budget Calculation) ...10

5.1. Free Space Loss (FSL) 10

5.2. Receive Signal Level (RSL) 10

5.3. Thermal Fade Margin ..11

5.4. Performance Objective .11

5.4.1. Quality .11

5.4.2. Availability ..12

5.4.3. Outage Time 12

6. Lembar Perhitungan Link (Path Calculation Sheet) 13

7. Kesimpulan dan Analisa .18

7.1. Analisa18

7.2. Kesimpulan .19

Link R26 Bandung R27 Nagrek1. Ruang Lingkup .212. Spesifikasi Perancangan ...213. Data Topografi ..224. Perancangan Path Profile ..244.1 Hasil Simulasi S/W 244.2 Analisa Hasil Simulasi 255. Perhitungan Link Budget (Link Budget Calculation) ...265.1 Free Space Loss (FSL) 265.2 Receive Signal Level (RSL) 265.3 Thermal Fade Margin ..275.4 Performance Objective ..275.4.1 Quality ..275.4.2 Availability ...285.4.3 Outage Time .296. Lembar Perhitungan Link (Path Calculation Sheet) 337. Kesimpulan dan Analisa 337.1 Analisa 337.2 Kesimpulan 34Link R26 Bandung R25A Cimahi

Gambar 1 Pengaturan parameter simulasi path profile untuk link Bandung Cimahi 6

Gambar 2. Terrain profile link R26 Bandung R25A Cimahi; k = 1,33 7

Gambar 3. Terrain profile link R26 Bandung R25A Cimahi; k = 1 .8

Gambar 4. Terrain profile link R26 Bandung R25A Cimahi; k = 0.5 .8

Gambar 5 Obstacle sebesar 1,5 dB dihasilkan karena perancangan tinggi antenna yang kurang benar 9

Tabel 1 Spesifikasi link radio 5

Tabel 2 identitas site .5

Table 3 Data Topografi lintasan Bandung Cimahi .6

Link R26 Bandung R27 Nagrek

Gambar 1. Terrain profile link R26 Bandung R27 Nagrek; k = 1,33 ...24

Gambar 2. Terrain profile link R26 Bandung R27 Nagrek; k = 0.5 ..25

Gambar 3. Terrain profile link R26 Bandung R27 Nagrek; k = 2,5 ..25

Tabel 1 spesifikasi link radio yang digunakan 22

Table 2 Identitas site 22

Table 3 Data Topografi lintasan Bandung Nagrek ...23

Daftar Pustaka ..35

LAPORAN PERANCANGAN


R26 BANDUNG R25A CIMAHI

1. RUANG LINGKUP PEKERJAAN

Berikut ini adalah ruang lingkup pecancangan sistem jaringan digital microwave radio link antara Bandung Cimahi (R26 R25A), meliputi:

Membuat preliminary link analisis dan preliminary perancangan path profile untuk link radio microwave.

Site survey, meliputi perancangan Path profile dengan menggunakan peta topografi berskala:50.000, dengan membaca latitude dan longitude sepanjang lintasan radio.

Field Path Surver, meliputi pembacaan kontur lintasan radio pada peta topografi 1:50000 sebagai acuan untuk menentukan ketinggian di sepanjang area LOS pada link radio, serta menentukan bentuk topografinya. Simulasi S/W, meliputi simulasi path profile link radio ke dalam software winprof untuk mengatur ketinggian antenna agar terpenuhi syarat LOS (dipenuhi juga dengan adanya variasi vegetasi yang melingkupi area antar hop pada link yang disebutkan). Link analisis dilakukan setelah path profile selesai, untuk menentukan link budget suatu link radio.

Menganalisis Path Calculation link radio, pengaruh parameter yang digunakan (faktor k, frekuensi, tinggi antenna dan Fresnel zone) terhadap kinerja radio.

Menganalisis Quality, Availability dan Outage time dari perancangan link.

2. SPESIFIKASI PERANCANGAN

Radio yang digunakan : S.I.C.E Microwave Long Haul PDH Radio Links.Spesifikasi radio yang digunakan:

NoItem / ParameterSpesifikasiVendorKet

1.Digital radio equipment :

1. Transmitter

Frekuensi Tx

Daya Output RF

Tipe Modulasi

Data Rate

2. Receiver

Frekuensi Rx

Receiver Threshold Level7121 MHz (R26-R27A)

+21 dBm 2 dB

C-QPSK

34 Mbps

7289 MHz (R26-R25A)

-78 dBm

ERICSSON

MINILINK-E

2.- Antenna

Tipe

Gain

Feeder

Jenis

Product code

attenuasiAntenna Parabola

42,5 dBi

Coaxial ubalanced

TZC 750 2492 dB/kmPolarisasi antenna :

Horizontal/

vertikalD = 2,4 m

75

3.BER1 x 10-6

4.Data rate34 Mbit/s

5.Tx Rx spacing168 (datarate : 34 Mbps)

Table 1 Spesifikasi Radio Link

Spesifikasi Site bagian jawa barat berikut site name, facing name masing-masing dengan latitude dan latitutenya:NameSite/Facing No.Long. EastLat. SouthTinggi site

SiteBandungR26107 o 36 1954o 54 5040 m

FacingCimahiR27107 o 32 66o 53 940 m

Table 2 Identitas site3. DATA TOPOGRAFI

Data topografi berisi table yang memuat informasi tentang banyaknya point yang digunakan, bentang jarak antar hop terhitung dengan perbandingna skala peta 1:50000, vegetasi sepanjang lintasan, dan altitude sepanjang lintasan yang memenuhi LOS. Dalam hal ini, penulis telah menghitung jarak lintasan link yang memehuhi criteria LOS (Line Of Sight) antara Bandung Cimahi sepanjang 7,75 km.Bandung Cimahi (7,75 km LOS)

No.

Jarak

(km)Tinggi

(m)VegetasiNo.

Jarak

(km)Tinggi

(m)Vegetasi

00716kota164.00700sawah

10.25716174.25724

20.50716184.50724

30.75716194.75724Kota

41.00703205.00724

51.25703215.25724

61.50703225.50724

71.75703235.75724

82.00716246.00724Sawah

92.25716sawah256.25724

102.50716266.50724

112.75716276.75724Kota

123.00716Kampung287.00724

133.25716267.25749

143.50716307.50749

153.75700sawah317.75749

Keterangan tinggi vegetasi (dalam meter):

Kota

: 30

Sawah

: 1

Kampung: 15

Table 3 Data Topografi lintasan Bandung Cimahi4. PERANCANGAN PATH PROFILESetelah diketahui bentuk topografi sepanjang lintasan yang mensyaratkan LOS pada masing-masing titik di Bandung Cimahi, didapatkan simulasi Path Profile menggunakan software WINPROF berdasarkan data-data di atas untuk kondisi persentase freznel zone sebesar 60 %, frekuensi Tx = 7121 MHz, dan factor k yang berbeda.

Gambar 1 Pengaturan parameter simulasi path profile untuk link Bandung Cimahi

Gambar di atas menjelaskan perancangan link radio antara Bandung Cimahi memakai ketinggian H1 (Bandung) = 60 m dan H2 (Site Cimahi) = 60 m; frekuensi yang digunakan = 7,121 GHz; persentasi freznel zone = 60 %; dan koefisien k = 1,33 (atmosfer normal).

4.1 HASIL SIMULASI S/W

Hasil simulasi di bawah ini menjelaskan beberapa kondisi yang akan terjadi jika ditentukan perubahan pada parameter maupun perancangan system radio. Pembacaan kontur dan jenis vegetasi pada table 3 diatas diinputkan sebagai referensi mencari LOS. Pengaruh factor k terhadap path profile link radio

a. Kondisi factor k = 1 (atmosfer normal)

Gambar 2. Terrain profile link R26 Bandung R25A Cimahi; k = 1,33

b. Kondisi factor k =1

Gambar 3. Terrain profile link R26 Bandung R25A Cimahi; k = 1c. Kondisi factor k =0,5

Gambar 4. Terrain profile link R26 Bandung R25A Cimahi; k = 0.5 Pengaruh ketinggian pemasangan antenna terhadap path profile link radio

Gambar 5 Obstacle sebesar 1,5 dB dihasilkan karena perancangan tinggi antenna yang kurang benar

4.2 ANALISA HASIL SIMULASI

Analisa path profile link radio yang dipengaruhi oleh koefisien k, daerah freznel zone, dan ketinggian penempatan antenna sehigga memenuhi afilabilitas Line Of Sight (LOS) dan area gelombang elektromagnetik sepanjang lintasan radio yang membentuk eliptik.

a. Pengaruh koefisien k

Nilai k yang digunakan (k = 4/3; k = 1; k = 0,5) pada gambar di atas menunjukkan kondisi atmosfer bumi yang akan mempengaruni LOS sinyal pada link radio. Gambar 2, gambar 3, dan gambar 4 di atas memperlihatkan nilai koefisien k yang berbeda-beda akan mempengaruhi LOS juga akan berpengaruh.b. Pengaruh ketinggian antenna

Antenna merupakan perangkat yang mengubah sinyal ke bentuk gelombang elektromagnetik. Pasangan antenna (Tx dan Rx) pada path profile radio ini juga mengisyaratkan adanya LOS, sehingga diperhitungkan juga ketinggian antenna yang dibutuhkan untuk koefisien k yang berbeda-beda sehingga area freznel zone masih dapat terpenuhi. Pada beberapa gambar di atas digunakan ketinggian antenna sebesa 60 meter baik near end maupun far end-nya, untuk menghindari vegerasi yang lebih tinggi yang mungkin akan menghalangi daerah freznel zone. Contoh gambar 5 memperlihatkan ketinggian far end (Cimahi) sebesar 35 m sehingga menyebabkan obstacle. c. Pengaruh freznel zone pada path profile link radio

Freznel zone merupakan area gelombang elektromagnetik yang dipancarkan yang membentuk suatu cincin eliptik dari near end ke far endnya. Nilai persentasi yang umum digunakan dan telah teruji adalah sebesar 60%. Nilai ini mempertimbangkan cost dan qualitas link radionya. Semakin tinggi nilai persentasenya, maka area freznel zone akan semakin lebar, tetapi membutuhkan cost yang cukup banyak pula. Pada gambar di atas dipakai nilai 60 %.

5. PERHITUNGAN LINK BUDGET (LINK BUDGET CALCULATION)

5.1 Free Space Loss (FSL)Dipakai:

F = 7,121 GHz.D = 7,75 kmFSL = 92.4 + 20 log f (GHz) + 20 log d (Km)

= 92.4 + 20 log 7,121 + 20 log 7.75 (km)

= 92,4+ 17,051 + 17,786

= 127,237 dB5.2 Received Signal Level (RSL)

Dengan menggunakan data-data pada spesifikasi, hasil simulasi dan perhitungan didapat data-data untuk menentukan parameter RSL, yaitu:

PTX = +21 dBm

GTX = 42,5 dBi

GRX = 42,5 dBi

LTX

dimana :

TXL = total panjang saluran feeder (m)

LX = Rugi-rugi saluran feeder (dB)

LRX = 0,598 dB

LCONN = 4 x 0,25 dB

LCONN = 1 dB

LD/C = 0 dB

LEQ = 0 dB

FSL = 127,237 dB (Perhitungan di atas) LDIFF = 0 dB (simulasi menggunakan nilai K = 1,33)

Maka RSL didapat dengan rumus :

RSL = (PTX + GTX + GRX) (LTX + LRX + LCONN + LD/C + LEQ + FSL + LDIFF)RSL = (21+42,5+42,5)-(0,598 + 0,598 + 1 + 0 + 0 + 127,237 + 0) dBm

RSL = (106 127,237) dBm

RSL = - 23,433 dBm

= (21 + 42,5 + 42,5) (0,598 + 0,598 + 1 + 0 + 0)

= 106 2,916 = 103,804 dBm

5.3 Thermal Fade Margin

Thermal Fade Margin menunjukan selisih antara Received Signal Level (RSL) dengan Received Threshold Level

Link R26 Bandung R25A CimahiRSL = --23,433 dBm

Received Threshold Level (Cmin) = -78 dBm

Thermal Fade Margin = RSL Cmin = -23,433 (- 78) dB

Thermal Fade Margin, FM(dB) = 54,567 dBm.

5.4 Performance Objective

5.4.1 Quality

Kualitas suatu link radio ditentukan oleh beberapa parameter berikut, yaitu :

Free Space Loss

Fade Margin

Carrier to Noise Ratio

Availability

Outage Time

5.4.2 Availability

Availability menunjukkan persentase (p) total waktu layanan dalam kurun waktu tertentu dan pada panjang link (link length) pada saat kejadian dimana system BER sama dengan atau lebih baik dari harga objektif kualitas minimumnya.

Availability antara Link R26 Bandung R25A Cimahi adalah:FM (dB) = 30 log d(Km) + 10 log [6 A B f(GHz)] 10 log (1-p) -70

A = factor kekasaran (roughness factor)

= 1 (untuk bumi yang cukup kasar)

B= factor konversi dari worst month ke annual probability

= untuk daerah dataran.

f = frekuensi kerja yang digunakan ( 7,121 GHz.

p = system availability dan (1-p) adalah system outage

Jadi, perhitungannya:

Diketahui: FM (dB) sebesar 52,962

FM (dB) = 30 log d(Km) + 10 log [6 A B f(GHz)] 10 log (1-p) - 70

54,567 dB = 30 log 7,75 + 10 log [6 x 1 x x 7,121] 10 log (1-p) - 70

10log (1 - p) = 26,68 + 10,29 - 54,567 7010log (1 - p) = - 87,597Log(1 p) = - 8,75971 p= log-1 (-8,7597)

1 P= 1,74 x 10-9P = 1- 1,74 x 10-9 P= 0,999999

P (dalam %) = Availabilitas = 99.9999%

5.4.3 Outage Time (sec)

Link radio Bandung (R26) Cimahi (R25A)Untuk outage time dalam satu tahun, dihitung dari unavailability yaitu 0.0001%, maka outage time untuk link radio untuk satu tahun yaitu :

Outage Time = 365,25 hari/tahun x 24 jam/hari x 60 menit/jam x 60 menit/detik x 0.0001/100

= 31,5576 detik.6. LEMBAR PERHITUNGAN LINK (PATH CALCULATION SHEET)Ref. NODESCRIPTIONCalculated

ValuesUNITREMARK

12345

1Site Name : R26 BandungAltitude : 716 m

Latitude : 54o 54 50 S

Longitude : 107o 36 19 ETx

2Facing Name : R25A Cimahi Altitude : 749 m

Latitude : 6o 53 9 S

Longitude : 107o 32 6 ERx

3Site A Antenna Height (AGL)

Above ground level, ini diperlukan untuk menentukan path inclination 60m

4Site B Antenna Height (AGL)


5Antenna Type

Masukan tipe dan jenis antena, sizeParabola

6Antenna Gain

Masukan gain antena (dBi) yang akan diinstal di site ini. Informasi ini ada pada spesifikasi antenanya42,5dBi

7Transmission Line Type

Masukan tipe dan jenis saluran (feeder line) yang digunakan, size etc Coaxial unbalanced 75 Product code:TZC 750 24

8Transmission Line Loss

Masukan karakteristik redaman saluran (feeder line) dari saluran yang akan digunakan untuk menghubungkan antena dengan perangkat Pemancar dan Penerimanya.92dB/km

9Transmission Line Length

Masukan panjang saluran feeder yang akan digunakan untuk menginterkoneksi perangkat Pemancar dan Penerimanya. 65meter


Informasi ini berdasarkan perhitungan dari saluran yang digunakan per spesifikasi.

Lf = (TXL x LTX) 100 , dimana

TXL = Panjang saluran feeder (m)

LTX = Rugi-rugi saluran feeder (dB)0,598

dB

TXL = tinggi antenna + 5 meterLTX = 92 dB/km

11Connector Loss

Masukan jumlah loss konektor yang digunakan. Informasi ini ada di data sheet connector

Biasanya sampai f =3GHz, 0.25 dB/connector0,25dB

12Divider/Combiner Loss

Dalam hal sistem menggunakan divider atau combiner, masukan loss dari perangkat tersebut. Info ini ada pada data sheet pabrik0dB

13Equipment Tolerance

Jika ada komponen lainnya yang akan merngintrodusir loss antara perangkat radio dan antenna , masukan loss semua item ini.0dB

14Path Length

Masukan jarak antara dua site dimana perhitungan dibuat.7,75Km

15Frequency

Masukan freuensi kerja dari perangkat radio

7,1217,289GHz

GHzTxRx

Tx-Rx spacing = 168

16Free Space Attenuation

Informasi ini berdasarkan perhitungan redaman atmosfere antara dua site.

FSL = 92.4 + 20 Log d + 20 Log f

D = jarak lintasan (Km)

F = frekuensi kerja (Ghz)131,349dBFSL = 92.4 + 20 log 7,121 + 20 log 7.75 (km)

17Difraction Loss

Jika lintasan mengenai obstruksi dan menghasilkan difraksi pada 60% Fresnell Zone, masukan harga tersebut. 0dBLine Of Sight Terpenuhi

18Radio Type

Masukan tipe/model perangkat radio yang digunakan. Info ini untuk referensi saja.Minilink-EVendor:

EricssonKapasitas data rate = 34 Mbit/sTipe Modulasi = C-QPSK

19Transmitter Power

Masukan daya output Pemancar. Info ini diperoleh dari spesifikasi pabriknya.+21dBm

20Received Signal Level

Informasi ini diperoleh dari perhitungan Level Sinyal yang diinginkan di input radio penerimanya.

RSL = (PTX + GTX + GRX) (LTX + LRX + LCONN + LD/C + LEQ + FSL + LDIFF)

Dimana;

RSL = Received Signal Level

PTX = Daya Output Pemancar

GTX = Gain antena pemancar

GRX = Gain antena penerima

LTX = Loss saluran feeder di TX

LRX = Loss saluran feeder di RX

LCONN = Loss konektor

LD/C = Loss Divider/Combiner

LEQ = Loss Equip Tolererance

FSL = Free Space LossLDIFF = Difraction Loss-43,249dBmPTX = 36 dBm

GTX = 32 dBi

GRX = 32 dBi

LTX = 4,55 dB

LRX = 4,55 dB

LCONN = 1 dB

LD/C = 0 dB

LEQ = 0 dB

FSL = 118,114 dB LDIFF = 0 dB

21Effective Isotropically Radiated Power

Infomarsi ini berdasarkan perhitungan daya emisi/radiasi pancaran isotropis dari satu site ke site lawannya. Info ini bisa digunakan untuk tujuan peraturan/polycy setempat.

EIRP = (PTX + GTX + GRX) (LTX + LRX + LCONN + LD/C + LEQ)Dimana:

EIRP = Effective Isotropically

Radiated Power








LEQ = Loss Equip Tolererance103,804dBmPTX = 36 dBm

GTX = 32 dBi

GRX = 32 dBi

LTX = 4,55 dB

LRX = 4,55 dB

LCONN = 1 dB

LD/C = 0 dB

LEQ = 0 dB

22Receiver Threshold level Criteria

Masukan karateristik performansi radio penerima sebagai fungsi dari BER pada minimum level yanag dikehendaki.10-6BER

23Receiver Threshold Level

Masukan level threshold radio penerima yang mana dispesifikasikan pada kriteria threshold. Informasi ini ada pada spesifikasi pabrik radionya.-78dBmReferensi nilai Cmin berasal dari datasheet

24Thermal fade Margin

Informasi ini berdasarkan perhitungan ratio/perbedaan antara unfaded RSL dan Receiver level thresholdnya.54,567dBRSL = -23,433 dBmCmin = -78 dBm

25Worst Month Availability

Dihitung berdasarkan ITU-R P.530-%

26Worst Month Outage Time

Dihitung berdasarkan ITU-R P.5302,592Sec

27

Annual Availability

Dihitung berdasarkan ITU-R P.53099,9999%

28Annual Outage Time


7. KESIMPULAN DAN ANALISA

7.1 ANALISA

Hasil data-data yang diperoleh melalui sebuah perancangan path profile antara R26 Bandung R25A Cimahi, dapat dianalisa beberapa hal, antara lain:

Perancangan path link radio yang berpasangan mensyaratkan adanya Line Of Sight sepanjang lintasan untuk dapat saling terkoneksi antara 2 ujung link hop. Kondisi LOS ini tidak akan tercapai tanpa adanya Site survey dan Field survey. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui dan menentukan kontur sepanjang lintasan yang memenuhi LOS sinyal. LOS tersebut akan berpengaruh terhadap level sinyal yang akan sampai ke antenna penerima. Dari hasil simulasi path profile menggunakan winprof dapat dianalisa beberapa hal yaitu:

Factor koefisien k menunjukkan perubahan kondisi atmoster yang berakibat terjadinya perubahan permukaan bumi. Semakin kecil nilai k (k < 4/3 ( atmosfer normal) maka permukaan bumi akan semakin melengkung (terlihat naik). Nilai k ini akan menentukan pemilihan tinggi antenna yang dipakai sesuai dengan penentuan persentase freznel zone. Perancangan link radio ini menggunakan nilai freznel zone 60 %.

Penentuan kontur pada peta topografi membantu dalam pembacaan path profile di software, khusunya dalam masalah penentuan tinggi antenna. Tinggi antenna diusahakan menghasilkan daerah freznel zone yang aman terhadap pemotongan area tersebut oleh kondur bumi. Tinggi antenna yang dipakai oleh Tx dan Rx adalah 60 m.

Free space loss (FSL) dipengaruhi oleh frekuensi kerja dan jarak antar link hop. Kedua nilai ini sebanding dengan besar FSL yang dihasilkan.

Fade margin merupakan selisih antara RSL dengan receive Threshold Level (referensi berasal dari datasheet vendor). Fade margin akan menentukan kualitas link yang tahan terhadap fade. Semakin besar nilai FM, maka link tersebut akan semakin tahan terhadap fade. Begitu pula sebaliknya.

Receive Signal Level (RSL) menunjukan level daya di receiver. Besar atau kecilnya RSL bergantung terhadap besar kecilnya Receive Threshold Level (Cmin) untuk menunjukan kualitas fade margin. RSL harus berada lebih besar atau sama dengan Received Threshold Level dan tidak boleh lebih kecil dari level thresholdnya.

System gain digunakan untuk mengimbangi besar daya sinyal yang ditransmisikan agar sampai di penerima setelah dikurangi total Loss dan rugi-rugi. Nilai system gain yang semakin besar akan meningkatkan performansi link, availability, dan outage time.7.2 KESIMPULAN1) Perancangan link radio microwave mensyaratkan secara mutlak adanya LOS (line of sight).

2) Dalam pra perancangan link, dibutuhkan site survey untuk menganalisa kontur bumi sepanjang lintasan radio yang dipakai. Selain itu dapa dilakukan field survey, dengan berkunjung langsung ke lokasi site dan menelusuri sepanjang lintasan. Keduanya harus memenuhi LOS.

3) Simulasi perancangan path profile link radio perlu dilakukan untuk mendesain LOS antar hop yang dipengaruhi oleh koefisien k yang berbeda-beda, tinggi antenna, kontur bumi, pemantulan sinyal, persentase freznel zone, pemilihan frekuensi kerja, dan penentuan tempat link. Factor-faktor ini juga akan menentukan besar kecilnya availability dan outage time yang dihasilkan.

4) Factor-faktor lain yang akan menentukan LOS dan performansi antar link hop yang terkoneksi adalah Free Space Loss(FSL), Rugi-rugi komponen, Received Signal Level (RSL), Fade Margin, dan Sistem Gain.

LAPORAN PERANCANGAN


R26 Bandung R27 Nagrek

Dibuat oleh:

Ahmad Fajar Sholahuddin

Nim. 05321003

Kelas. 3A

PRODI TELEKOMUNIKASI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2008

LAPORAN PERANCANGAN


R26 BANDUNG R27 NAGREK

1. RUANG LINGKUP PEKERJAAN

Berikut ini adalah ruang lingkup pecancangan sistem jaringan digital microwave radio link antara Bandung Nagrek (R26 R27), meliputi:

Membuat preliminary link analisis dan preliminary perancangan path profile untuk link radio microwave.

Site survey, meliputi perancangan Path profile dengan menggunakan peta topografi berskala 1:50.000, dengan membaca latitude dan longitude sepanjang lintasan radio.

Field Path Surver, meliputi pembacaan kontur lintasan radio pada peta topografi 1:50000 sebagai acuan untuk menentukan ketinggian di sepanjang area LOS pada link radio, serta menentukan bentuk topografinya.

Simulasi S/W, meliputi simulasi path profile link radio ke dalam software winprof untuk mengatur ketinggian antenna agar terpenuhi syarat LOS (dipenuhi juga dengan adanya variasi vegetasi yang melingkupi area antar hop pada link yang disebutkan).

Link analisis dilakukan setelah path profile selesai, untuk menentukan link budget suatu link radio.

Menganalisis Path Calculation link radio, pengaruh parameter yang digunakan (faktor k, frekuensi, tinggi antenna dan Fresnel zone) terhadap kinerja radio.

Menganalisis Quality, Availability dan Outage time dari perancangan link.

2. SPESIFIKASI PERANCANGAN

NoItem / ParameterSpesifikasiVendorKet

1.Digital radio equipment :

3. Transmitter

Frekuensi Tx

Daya Output RF

Tipe Modulasi

4. Receiver

Frekuensi Rx

Receiver Threshold Level2684,99 MHz +30 dBmQPSK

2566,99 MHz -83 dBmIMTEL INSTITUTE

(R26-R27)BER = 10-6

2.- Antenna

Tipe

Gain

Diameter Feeder

Jenis

attenuasiCase SS Grain (parabola)30 dBi

1,8 meterLDF5-501 dB/100 m

3.BER1 x 10-6

4.Data rate34 Mbit/s

5.Tx Rx spacing168 (datarate : 34 Mbps)

6Konektor loss0,25 dB

Tabel 1 spesifikasi link radio yang digunakan

Spesifikasi Site bagian jawa barat berikut site name, facing name masing-masing dengan latitude dan latitutenya:

NameSite/Facing No.Long. EastLat. SouthTinggi site

SiteBandungR26107 o 36 1954o 54 5040 m

FacingNagrekR27107 o 53 207o 1 4340 m

Table 2 Identitas site3. DATA TOPOGRAFI

Data topografi berisi table yang memuat informasi tentang banyaknya point yang digunakan, bentang jarak antar hop terhitung dengan perbandingna skala peta 1:50000, vegetasi sepanjang lintasan, dan altitude sepanjang lintasan yang memenuhi LOS. Dalam hal ini, penulis telah menghitung jarak lintasan link yang memehuhi criteria LOS (Line Of Sight) antara Bandung Nagrek sepanjang 33 km.

Bandung Nagrek (33 km LOS)

No.

Jarak

(km)Tinggi

(m)VegetasiNo.

Jarak

(km)Tinggi

(m)Vegetasi

00753kota34668sawah

10,575335668

21704kota

36668

31,569637684

4269638668

52,568639580

6368640580

73,568741597

8468742597

94,568743622

10566944622

115,5673sawah

45644

12667346669

136,567047669

14767048702

157,566549702

16867250702

178,567251702

18966352727daratan

199,566453727

201066854757

2110,566455792

221166456757Pohon

2311,566457775

241266558800

2512,566559800

261366560800

2713,566561775

281466462840

2914,566463750

301566364750

3115,566765925

3216667661025

3316,5667

Keterangan tinggi vegetasi:

Kota

= 30 m

Sawah

= 1 m

Daratan

= 6 m

Pohon = 10 m

4. PERANCANGAN PATH PROFILE

Setelah diketahui bentuk topografi sepanjang lintasan yang mensyaratkan LOS pada masing-masing titik di Bandung Cimahi, didapatkan simulasi Path Profile menggunakan software WINPROF berdasarkan data-data di atas untuk kondisi persentase freznel zone sebesar 60 %, frekuensi 2684.99 MHz, dan factor k yang berbeda.4.1 HASIL SIMULASI S/W

Gambar 1. Terrain profile link R26 Bandung R27 Nagrek; k = 1,33

Gambar 2. Terrain profile link R26 Bandung R27 Nagrek; k = 0.5

Gambar 3. Terrain profile link R26 Bandung R27 Nagrek; k = 2,5

4.2 ANALISA HASIL SIMULASI

Hasil simulasi di atas memberikan penjelasan mengenai beberapa hal, diantaranya:

Area freznel zone ditentukan oleh pemilihan Frekuensi kerja yang digunakan dan jarak sepanjang lintasan. Simulasi di atas menggunakan frekuensi kerja 2685 MHz (hampir mendekati nilai 2684,99 MHz---dikarenakan keterbatasn software hanya mampu menginputkan nilai integer). Jika dibandingkan dengan perancangan link hop R26 Bandung R25A Cimahi, nampak nilai frekuensi kerja yang lebih rendah akan memperbesar area freznel zone. Sekilas hop R26 Bandung Nagrek R27 memperlihatkan freznel zone yang nampak lebih runcing. Padahal jika diambil panjang lintasan yang sama, akan nampak bahwa frekuensi yang lebih rendah menghasilkan freznel zone yang lebih besar. Keruncingan cincin gelombang elektromagnetik ini dipengaruhi juga oleh jarak lintasan link. Semakin panjang lintasan, maka freznel zone akan semakin menyempit.

Perancangan antenna menggunakan tinggi 40 m di kedua hop. Tinggi antenna ini tidak mengharuskan desain yang sama, asalkan memenuhi criteria LOS dan terhindar dari adanya reflection maupun refraction.

5 PERHITUNGAN LINK BUDGET (LINK BUDGET CALCULATION)

5.1 Free Space Loss (FSL)

Dipakai:

f = 2648,99 GHz.D = 33 km

FSL = 92.4 + 20 log f (GHz) + 20 log d (Km)

= 92.4 + 20 log 2,64899 + 20 log 33 (km)

= 92,4+ 30,37 + 8,579

= 131,349 dB5.2 Received Signal Level (RSL)

Dengan menggunakan data-data pada spesifikasi, hasil simulasi dan perhitungan didapat data-data untuk menentukan parameter RSL, yaitu:

PTX = 30 dBm

GTX = 30 dBi

GRX = 30 dBi

LTX

dimana :

TXL = total panjang saluran feeder (m)

LX = Rugi-rugi saluran feeder (dB)

LRX = 0,45 dB

LCONN = 4 x 0,25 dB

LCONN = 1 dB

LD/C = 0 dB

LEQ = 0 dB

FSL = 131,349 dB (Perhitungan di atas) LDIFF = 0 dB (simulasi menggunakan nilai K = 1,33)

maka RSL didapat dengan rumus :

RSL = (PTX + GTX + GRX) (LTX + LRX + LCONN + LD/C + LEQ + FSL + LDIFF)RSL = (30+30+30) - (0,45 + 0,45 + 1 + 0 + 0 + 131,349 + 0) dBm

RSL = (90 133,249) dBm

RSL = - 43,249 dBm

= (30 + 30 + 30) (0,45 + 0,45 + 1 + 0 + 0)

= 90 1,9 = 88,1 dBm

5.3 Thermal Fade Margin

Thermal Fade Margin menunjukan selisih antara Received Signal Level (RSL) dengan Received Threshold Level

Link R26 Bandung R27 Nagrek

RSL = -43,249 dBm

Received Threshold Level (tabel 1, Spesifikasi), Cmin = - 83 dBm

Thermal Fade Margin = RSL Cmin = -43,249 dBm (- 83) dBmThermal Fade Margin, FM(dB) = 39,751 dBm.5.4 Performansi Objektif

5.4.1 Quality

Kualitas suatu link radio ditentukan oleh beberapa parameter berikut, yaitu :

Free Space Loss

Fade Margin

Carrier to Noise Ratio

Availability

Outage Time

Sistem gain

5.4.2 Availability

Availability menunjukkan persentase (p) total waktu layanan dalam kurun waktu tertentu dan pada panjang link (link length) pada saat kejadian dimana system BER sama dengan atau lebih baik dari harga objektif kualitas minimumnya.

Availability antara Link R26 Bandung R27 Nagrek adalah:

FM (dB) = 30 log d (Km) + 10 log [6 A B f(GHz)] 10 log (1-p) -70

A = factor kekasaran (roughness factor)

= 1 (untuk bumi yang cukup kasar)

B= factor konversi dari worst month ke annual probability

= untuk daerah dataran.

f = frekuensi kerja yang digunakan ( 2,68499 GHz.

p = system availability dan (1-p) adalah system outage

Jadi, perhitungannya:

Diketahui: FM (dB) sebesar 52,962

FM (dB) = 30 log d(Km) + 10 log [6 A B f (GHz)] 10 log (1-p) - 70

39,751 dB = 30 log 33 + 10 log [6 x 1 x x 2,68499] 10 log (1-p) - 70

10log (1 - p) = 45,56 + 6,05 39,751 70

10log (1 - p) = - 58,141Log (1 p) = - 5,8141

1 p= log-1 (- 5,8141)

1 P= 1,53 x 10-6

P = 1- 1,53 x 10-6 P= 0,9999985P (dalam %) = Availabilitas = 99.99985% 5.4.3 Outage Time (sec)

Link radio Bandung (R26) Nagrek (R27)Untuk outage time dalam satu tahun, dihitung dari unavailability yaitu 100% - p(%). Maka outage time untuk link radio untuk satu tahun yaitu :(100 p)% = (100 99,99985)% = 0,00015%

Outage Time = 365,25 hari/tahun x 24 jam/hari x 60 menit/jam x 60 detik/menit x 0,00015/100

= 47,3364 detik5. LEMBAR PERHITUNGAN LINK (PATH CALCULATION SHEET)Ref. NODESCRIPTIONCalculated ValueUNITREMARK

12345

1Site Name : R26 BandungAltitude : 753 m

Latitude : 54o 54 50 SLongitude : 107o 36 19 ETx

2Facing Name : R27 Nagrek Altitude : 1025 m

Latitude : 7o 1 43 SLongitude : 107 53 20 ERx

3Site A Antenna Height (AGL)


4Site B Antenna Height (AGL)


5Antenna Type

Masukan tipe dan jenis antena, size

Case SS Grain (parabola)

6Antenna Gain

Masukan gain antena (dBi) yang akan diinstal di site ini. Informasi ini ada pada spesifikasi antenanya30dBi

7Transmission Line Type

Masukan tipe dan jenis saluran (feeder line) yang digunakan, size etc -


Masukan karakteristik redaman saluran (feeder line) dari saluran yang akan digunakan untuk menghubungkan antena dengan perangkat Pemancar dan Penerimanya1dB/100 m

9Transmission Line Length

Masukan panjang saluran feeder yang akan digunakan untuk menginterkoneksi perangkat Pemancar dan Penerimanya.45meter


Informasi ini berdasarkan perhitungan dari saluran yang digunakan per spesifikasi.

Lf = (TXL x LTX) 100 , dimana

TXL = Panjang saluran feeder (m)

LTX = Rugi-rugi saluran feeder (dB)1dB

11Connector Loss

Masukan jumlah loss konektor yang digunalkan. Informasi ini ada di data sheet connector

Biasanya sampai f =3GHz, 0.25 dB/connector0,25dB

12Divider/Combiner Loss

Dalam hal sistem menggunakan divider atau combiner, masukan loss dari perangkat tersebut. Info ini ada pada data sheet pabrik0dB

13Equipment Tolerance

Jika ada komponen lainnya yang akan merngintrodusir loss antara perangkat radio dan antenna , masukan loss semua item ini.0dB

14Path Length

Masukan jarak antara dua site dimana perhitungan dibuat.33Km

15Frequency

Masukan freuensi kerja dari perangkat radio2,68499

2,56699GHzTx

Rx

16Free Space Attenuation

Informasi ini berdasarkan perhitungan redaman atmosfere antara dua site.

FSL = 92.4 + 20 Log d + 20 Log f

D = jarak lintasan (Km)

F = frekuensi kerja (Ghz)131,349dB

17Difraction Loss

Jika lintasan mengenai obstruksi dan menghasilkan difraksi pada 60% Fresnell Zone, masukan harga tersebut. 0dB

18Radio Type

Masukan tipe/model perangkat radio yang digunakan. Info ini untuk referensi saja.Imtel Institute RRU 2.5A

19Transmitter Power

Masukan daya output Pemancar. Info ini diperoleh dari spesifikasi pabriknya.+30dBm

20Received Signal Level

Informasi ini diperoleh dari perhitungan Level Sinyal yang diinginkan di input radio penerimanya.

RSL = (PTX + GTX + GRX) (LTX + LRX + LCONN + LD/C + LEQ + FSL + LDIFF)

Dimana;

RSL = Received Signal Level








LEQ = Loss Equip Tolererance

FSL = Free Space LossLDIFF = Difraction Loss- 43,249dBm

21Effective Isotropically Radiated Power

Infomarsi ini berdasarkan perhitungan daya emisi/radiasi pancaran isotropis dari satu site ke site lawannya. Info ini bisa digunakan untuk tujuan peraturan/polycy setempat.

EIRP = (PTX + GTX + GRX) (LTX + LRX + LCONN + LD/C + LEQ)Dimana:

EIRP = Effective Isotropically

Radiated Power








LEQ = Loss Equip Tolererance88,1dBm

22Receiver Threshold level Criteria

Masukan karateristik performansi radio penerima sebagai fungsi dari BER pada minimum level yanag dikehendaki.1 x 10-6BER

23Receiver Threshold Level

Masukan level threshold radio penerima yang mana dispesifikasikan pada kriteria threshold yang di tunjukan pada (19). Informasi ini ada pada spesifikasi pabrik radionya.- 83dBm

24Thermal fade Margin

Informasi ini berdasarkan perhitungan ratio/perbedaan antara unfaded RSL dan Receiver level thresholdnya.39,751dB

25Worst Month Availability

Dihitung berdasarkan ITU-R P.530-%

26Worst Month Outage Time


27

Annual Availability

Dihitung berdasarkan ITU-R P.53099,99985%

28Annual Outage Time


7. KESIMPULAN DAN ANALISA

7.1 Analisa

Berdasarkan data-data dan hasil simulasi yang dilakukan oleh penulis dapat dianalisa beberapa hal antara lain:

a. Penggunaaan frekuensi kerja yang berbeda antara Tx dan Rx dimaksudkan untuk membedakan komunikasi duplex antar hop tersebut ketika radio difungsikan sebagai Tx atau Rx. Perbedaan nilai frekuensi ini juga digunakan untuk menghindari interferensi sinyal pada kanal frekuensi yang berdekatan. Penentuan frekuensi yang penulis pakai ditentukan berdasarkan data rate yang dipakai (4 Mbps) dan Tx-Rx spacing. Data rate digunakan sebagai acuan penentuan frekuensi kerja. Sedangkan Tx-Rx spacing untuk menentukan Channel yang dipakai di sisi penerima.

b. Perhitungan link budget melibatkan unsure FSL, RSL, dan Fade margin. Ketiga factor ini akan menentukan availability dan outage time pada performansi link radio.

c. Free space loss (FSL) ditentukan oleh jarak dan frekuensi kerja. Semakin besar kedua factor tersebut, maka nilai FSL semakin besar, yang berarti loss yang tidak diinginkan semakin kecil.

d. Receive Signal Level (RSL) menunjukan level daya di receiver. Besar atau kecilnya RSL bergantung terhadap besar kecilnya Receive Threshold Level (Cmin) untuk menunjukan kualitas fade margin. RSL harus berada lebih besar atau sama dengan Received Threshold Level dan tidak boleh lebih kecil dari level thresholdnya.

e. Fade Margin digunakan untuk mengukur kualitas link yang berpengaruh terhadap ketahan link dari fading di atmosfer. Semakin besar fade margin maka link tersebut semakintahan terhadap pengaruh fading, semakin kecil fade margin maka link tersebut semakin rentan terhadap fading.

7.2 Kesimpulan

5) Perancangan link radio microwave mensyaratkan secara mutlak adanya LOS (line of sight).

6) Dalam pra perancangan link, dibutuhkan site survey untuk menganalisa kontur bumi sepanjang lintasan radio yang dipakai. Selain itu dapa dilakukan field survey, dengan berkunjung langsung ke lokasi site dan menelusuri sepanjang lintasan. Keduanya harus memenuhi LOS.

7) Simulasi perancangan path profile link radio perlu dilakukan untuk mendesain LOS antar hop yang dipengaruhi oleh koefisien k yang berbeda-beda, tinggi antenna, kontur bumi, pemantulan sinyal, persentase freznel zone, pemilihan frekuensi kerja, dan penentuan tempat link. Factor-faktor ini juga akan menentukan besar kecilnya availability dan outage time yang dihasilkan.

8) Factor-faktor lain yang akan menentukan LOS dan performansi antar link hop yang terkoneksi adalah Free Space Loss(FSL), Rugi-rugi komponen, Received Signal Level (RSL), Fade Margin, dan Sistem Gain.

DAFTAR PUSTAKA

1. Minilink-E Instalation Manual2. Minilink-E Product3. Sutrisno, Digital Microwave Radio System4. Sutrisno, Perencanaan Jaringan Radio MicrowavePAGE 4

_1276889188.unknown

_1276889224.unknown

_1276889225.unknown

_1276889187.unknown

Laporan

Documents

Transcript of Laporan