Get documents about "Pertemuan 3 dan 4 (NF, Atm Effect, K, Terrain, Clearance,Fresnell Zone,ODU Configuration)
W
Description
NF, Atm Effect, K, Terrain, Clearance,Fresnell Zone,ODU Configuration
Document Sample
Klasifikasi Link Microwave
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 1
Klasifikasi Link Microwave
Komunikasi microwave pada sistem seluler digunakan
pada jalur transmisi antara satu Mobile Switching
Centre(MSC) dengan MSC yang lain dalam
jaringannya, antara MSC dengan BSC, antara BSC
dengan beberapa BTS maupun antar BTS, walaupun
sebagai alternatifnya adalah jalur transmisi serat optik
ataupun saluran sewa berbentuk wireline.
Link microwave pada umumnya beroperasi antara
frekuensi 2GHz-58GHz.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 2
Kategori Link Microwave Berdasarkan
Range frekuensinya
Long Haul
Frekuensi operasi link ini biasanya antara 2 GHz
sampai 10 GHz. Pada kondisi iklim terbaik dan
frekuensi operasi, jarak yang dapat dicakup
oleh link ini dapat berkisar antara 45 km-80
km. Link ini dipengaruhi multipath fading.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 3
Frekuensi band 2 GHz
Daya jangkau maksimal 80 km
Multipath fading
Diameter antena 370 cm dengan gain antena
36 dBi
Digunakan 2 polarisasi, vertikal dan horisontal
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 4
Frekuensi Band 7 GHz
Daya jangkau maksimal 50 km
Multipath fading
Diameter antena 370 cm dengan gain antena
46,8 dBi
Digunakan 2 polarisasi, vertikal dan horizontal
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 5
Frekuensi Band 10 GHz
Daya jangkau maksimal 45 km
Multipath fading
Diameter antena 60 cm-120 cm untuk gain 34
dBi-40 dBi
Digunakan 2 polarisasi, vertikal dan horizontal
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 6
Medium Haul
Frekuensi operasi link ini biasanya antara 11
GHz-20 GHz.
Dipengaruhi oleh kondisi iklim dan frekuensi
operasi.
Panjang lintasan bervariasi antara 20 km-40
km. Link ini juga dipengaruhi oleh multipath
fading dan rain fading.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 7
Frekuensi band 13 GHz
Daya jangkau maksimal 40 km
Multipath fading
Diameter antena 60 cm-120 cm untuk gain antena
berkisar 36,4 dBi-42,4 dBi
Digunakan 2 polarisasi, vertikal dan horisontal
Frekuensi band 15 GHz
Daya jangkau maksimal 35 km
Multipath fading
Diameter antena 60 cm-120 cm dengan gain antena
berkisar 38 dBi-44 dBi
vertikal M T
Digunakan 2 polarisasi, Hikmaturokhman,dan horisontal
Alfin
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 8
Frekuensi band 18 GHz
Daya jangkau maksimal 20 km
Multipath fading
Diameter antena 60 cm-180 cm dengan gain 39 dBi-49 dBi
Digunakan 2 polarisasi, vertikal dan horisontal.
Atenuasi atmosfer 0,1 dB/km
Atenuasi hujan sekitar 1 dB/km saat curah hujan 20 mm/h
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 9
Short Haul
Link ini beroperasi pada frekuensi tinggi (23 GHz-58 GHz) dan
dengan demikian menjangkau jarak yang lebih pendek, pada
range frekuensi yang lebih rendah di band ini, link ini
dipengaruhi oleh multipath dan rain fading.
Pada frekuensi yang lebih tinggi saat panjang lintasan hanya
beberapa kilometer, fenomena multipath tidak mempunyai
dampak yang signifikan tetapi walau bagaimanapun, dampak
hujan berpengaruh besar pada link jenis ini.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 10
Frekuensi band 23 GHz
Daya jangkau maksimal 18 km
Multipath fading dan rain fading
Diameter antena 30 cm-120 cm untuk gain berkisar 35,5 dBi-47,3 dBi
Digunakan 2 polarisasi, vertikal dan horisontal
Atenuasi atmosfer hujan sekitar 3 dB/km saat curah hujan 20 mm/h
Frekuensi band 26 GHz dan 27 GHz
Daya jangkau maksimal 15 km
Rain fading
Diameter antena 30 cm-60 cm
Digunakan 2 polarisasi, vertikal dan horisontal
Atenuasi atmosfer 0,1 dB/km
Atenuasi karena hujan sekitar 3 dB/km saat curah hujan 20 mm/h
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 11
Komponen Link Microwave
Terdapat dua komponen utama dalam link
microwave yaitu Indoor Unit (IU) dan Outdoor
unit (OU) serta terdapat multiplexer dan
combiner sebagai komponen pendukungnya:
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 12
Outdoor Unit (OU)
Outdoor Unit sering disebut dengan ODU.
ODU berfungsi untuk mengkonversi sinyal digital
berfrekuensi rendah (Intermediate Frequency)
menjadi sinyal radio berfrekuensi tinggi (Radio
Frequency).
ODU berisi perangkat Radio Frequency pengirim dan
penerima.
Dengan fitur ini, ODU juga disebut sebagai radio
transceiver.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 13
Contd ..
Ketika sinyal diterima dari antena, sinyal biasanya
dilewatkan ke Low Noise Amplifier (LNA) untuk
menguatkan sinyal yang diterima.
Kemudian dilewatkan ke Automatic Gain Control (AGC)
untuk memastikan besar sinyal saat memasuki radio
penerima.
ODU mendapatkan catuan listrik dan sinyal
termodulasi berfrekuensi rendah dari IDU melalui
kabel koaksial.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 14
Terdapat tiga konfigurasi yang sering digunakan
pada ODU, yaitu :
Konfigurasi 1+0 yaitu, memiliki satu radio ODU dan
satu antena microwave di setiap BTS.
Apabila ODU mengalami kerusakan maka secara
otomatis link akan putus.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 15
Konfigurasi 1+1 Hot Standby
Memiliki satu antena microwave dan dua radio ODU
pada setiap BTS. Radio ODU ini dua-duanya aktif,
hanya saja ODU yang kedua bersifat standby.
Hal ini dilakukan untuk menjaga apabila main radio
ODU mengalami kerusakan maka secara otomatis
akan di backup oleh ODU yang kedua.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 16
Konfigurasi 1+1 Space Diversity
Memiliki dua antena microwave dan dua radio ODU.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 17
Combiner
Combiner (hybrid) berfungsi untuk
menggabungkan kedua sinyal untuk
meminimalkan distorsi atau pemecah
frekuensi dengan cara menghubungkan dua
radio.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 18
Multiplexer
Multiplexer merupakan perangkat pemilihan
beberapa jalur data kedalam satu jalur data untuk
dikirim ke titik lainnya dan mempunyai dua jalur atau
lebih sinyal digital sebagai masukan dan kontrol
untuk pemilih data (selector).
Dimana multiplexer dalam pembangunan link
transmisi radio digunakan untuk menghubungkan ke
bagian IDU.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 19
Efek Atmosfer dan
Fading Pada Komunikasi Microwave
Efek Atmosfer
Komunikasi microwave banyak diterapkan
pada komunikasi terrestrial. Pada komunikasi
ini banyak faktor-faktor yang sangat
mempengaruhi kinerja sistem yang berkaitan
dengan efek dari atmosfer antara lain[2]:
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 20
Pengaruh Atmosphere
Butir-butir hujan memberikan redaman terhadap gelombang elektromagnetik yang melintas.
Semakin lebat hujan maka redaman tersebut semakin besar. (Gideon Jonatan)
Besar redaman hujan merupakan fungsi dari:
- Besar curah hujan (R dengan satuan mm/hr).
Curah hujan didefinisikan dengan : kenaikan permukaan air dalam satu jam di sebuah wadah
yang terletak bebas di lapangan karena hujan yang turun.
- Bentuk butiran air hujan.
- Besar frekuensi yang digunakan.
- Polarisasi gelombang yang digunakan (horizontal/vertikal).
- Jarak yang ditempuh, distribusi hujan sepanjang lintasan gelombang
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 21
Contd..
Adapun pembagian daerah hujan untuk setiap area
yang sangat berpengaruh pada metode ITU-RP.530-
7/8 yaitu pembagian daerah hujan menurut ITU-R
Pn.837-1 dan pembagian curah hujan daerah
menurut ITU-R Pn.837-1
Ditinjau dari data tersebut, Indonesia termasuk
golongan daerah hujan P dimana intensitas hujan
termasuk besar.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 22
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 23
Pembagian Curah Hujan DaerahMenurut ITU-R Pn.837-1 [5]
Region (mm/h)
Procentage of
time (%)
A B C D E F G H J K L M N P
1 - 1 - 3 1 2 - - - 2 - 4 5 12
0.3 1 2 3 5 3 4 7 4 13 6 7 11 15 34
0.1 2 3 5 8 6 8 12 10 20 12 15 22 35 65
0.03 5 6 9 15 12 15 20 18 28 23 33 40 65 105
0.01 8 12 15 28 22 28 30 32 35 42 60 63 95 145
0.003 14 21 26 54 41 54 45 55 45 70 105 95 140 200
0.001 22 32 42 78 70 78 65 83 55 100 150 120 180 250
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 24
Curah hujan adalah besaran yang menyatakan tingginya kenaikan air hujan dalam suatu wadah (yang luas
permukaannya sampai ke dasarnya sama) dalam satu jam 1).
Besarnya redaman karena curah hujan dapat dinyatakan dengan rumus:
(Roger L. Freeman, Telecomunication Transmission Handbook, New York, 1981. )
…………….1
…………….2
…………….3
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 25
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 26
Koefisien Regresi dari Fungsi Frekuensi dan Polarisasi
(Sumber: Roger L. Freeman, 1987)
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 27
Untuk mengatasi redaman hujan ini, maka daya pancar harus dinaikkan sebesar redaman tersebut.
Dari permasalahan yang ada pada diketahui bahwa curah hujan setempat adalah 50 mm/jam,
panjang lintasan sejauh 39 km, frekuensi yang digunakan sebesar 6 GHz dan polarisasi yang
digunakan adalah polarisasi horizontal. Dari polarisasi ini dapat dicari faktor regresi fungsi dari
frekuensi dan polarisasi berdasarkan tabel pada slide sebelumnya. Dari tabel akan didapatkan
nilai a sebesar 0.00175 dan nilai b sebesar 1.308. Untuk mencari besarnya redaman karena hujan
dapat dicari dengan cara sebagai berikut:
Untuk mencari redaman curah hujan, langkah pertama adalah mencari besarnya redaman, dengan
menggunakan rumus pada slide sebelumnya akan didapatkan hasil sebagai berikut:
A = a x Rb
A = 0.00175 x 50 1.308
A = 0.29 dB/km Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 28
Langkah kedua, mencari faktor reduksi dengan rumus 2 dan akan didapatkan hasil sebagai
berikut:
Langkah terakhir, mencari besarnya redaman efektif karena hujan sepanjang 39 km, dengan
rumus sebelumnya dan didapatkan hasil sebagai berikut:
Aeff = A x D x r
Aeff = 0.29 x 39 x 0.37
Aeff = 4.18 dB
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 29
1. Absorption
Dari penelitian yang telah dilakukan, oksigen di atmosphere menyerap beberapa energi dari
gelombang microwave dan untungnya pelemahan yang diberikan kecil pengaruhnya. Pelemahan
yang didapat sekitar 0.01 dB/Km pada frekuensi 2 Ghz dan naik ke 0.02 dB/km pada frekuensi
26 Ghz.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 30
Curah hujan juga berpengaruh pada transmisi GM terutama diatas frekuensi 10 Ghz.
Sebagai contoh pada 12 Ghz pelemahan yang dicapai hampir 10 dB/km.
Dan hujan yang sangat deras juga bisa mengakibatkan jatuhnya link (break transmition )
2. Refraction (Pembiasan)
Refraction adalah belokan dari gelombang radio yang disebabkan salah satunya oleh karena
perubahan karakteristik dari atmosphere. Efek dari refraction menyebabkan arah dari tembakan
microwave menyimpang dari jalur line of sight (LOS) nya.
Padahal dalam komunikasi yang diinginkan adalah propagasi garis pandang atau LOS
Rata-rata kondisi atmosphere menyebabkan jalur propagasi mempunyai radius lengkungan atau
belokan sebesar 1.33 kali radius bumi yang sebenarnya.
Secara praktisnya menyebabkan panjang dari jalur propagasi bertambah rata-rata 15% lebih
panjang dibanding jalur LOS nya.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 31
Untuk memudahkan analisis, lintasan
gelombang radio dimanipulasi jari-jari bumi
seperti pada Gambar
Microwave Path: Equivalent Earth[5]
Microwave Path: Real Earth
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 32
Perubahan dari belokan bumi yang disebabkan oleh refraction dinyatakan dengan k-factor,
yang didefinisikan sebagai perbandingan antara radius effective dari bumi dengan radius bumi
yang sebenarnya. Radius Bumi yang sebenarnya adalah (Ref 6370 km dalam RADIO PROPA
GATION TUTORIAL Copyright : © 1997 TALTEL SISTEMI Via Tempesta 2, Milano, Italy,
Luigi Moreno Radio Engineering Services)
k = effective earth radius/ true earth radius
Pada kondisi atmosfir normal, dalam perhitungan radius bumi ekuivalen
biasanya digunakan k = 4/3
Kondisi k-faktor lainnya :
k < 4/ 3 Sub- refractive Atm. Jalur dari gelombang radio teralu dekat dengan permukaan bumi.
Nilai k yang terlalu rendah berhubungan dengan tingginya probabilitas gelombang radio terhalangi
oleh permukaan tanah.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 33
k > 4/ 3 Super- refractive Atm. Jalur dari gelombang radio teralu jauh dari permukaan bumi
dan bisa memperluas interferensi yang tidak diinginkan.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 34
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 35
3. Ducting
Ducting adalah peristiwa dimana terperangkapnya gelombang mikro dalam sebuah
atmosphere waveguide.
Ini biasa terjadi pada ketinggian yang rendah dengan lapisan atmosphere yang
sangat padat dan terjadi didekat atau diatas permukaan air
Ada 2 macam ducting :
1. Surface Ducts : jika batas terendah dari duct adalah permukaan bumi.
2. Elevated Ducts : jika batas terendah dari duct adalah diatas permukaan bumi.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 36
TERRAIN EFFECTS
Effect yang diakibatkan dari penghalang seperti pohon dan bangunan.
Dalam propagasi gelombang mikro sangat diharapkan terjadinya suatu propagasi garis pandang
yang Line Of Sight (LOS) tanpa adanya penghalang.
Untuk mengingat kembali sebuah rumus yang sudah sangat terkenal tentang Free Space
Propagations (Propagasi ruang bebas), yaitu :
FSL (Free Space Loss) = 32,45 + 20 log f (MHz) + 20 log d (km)
Dimana R dalam Km dan f dalam MHz
FSL (Free Space Loss) = 92,5 + 20 log f (GHz) + 20 log d (km)
Dimana R dalam Km dan f dalam Ghz
Hubungan antara Frekuensi, jarak dan FSL
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 37
Terrain Effect
Tapi pada prakteknya akan sangat banyak penghalang pada sebuah komunikasi gelombang
mikro.Disini akan dibahas efek apa saja yang terjadi karena adanya penghalang dalam propagasi
gelombang mikro.
a. Fresnel Zone
Daerah Fresnel pertama merupakan hal yang perlu diperhatikan dalam lintasan
gelombang mikro line of sight. Daerah ini diutamakan harus bebas dari halangan pandangan (free
of sight obstruction) karena bila tidak, akan menambah redaman lintasan.
d1 d2
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 38
Gambar di slide menunjukkan dua berkas lintasan propagasi gelombang radio dari pemancar (Tx)
ke penerima (Rx), yaitu berkas lintasan langsung (direct ray) dan berkas lintasan pantulan
(reflected ray). Jika berkas lintasan pantulan mempunyai panjang setengah kali lebih panjang
dari berkas lintasan langsung, dan bumi dianggap pemantul yang sempurna (koefisien pantul = -1,
yang berarti gelombang datang dan gelombang pantul berbeda fase 180o), maka pada saat tiba di
penerima akan mempunyai fase yang berbeda dengan gelombang langsung. Hal tersebut akan
mengakibatkan terjadinya intensitas kedua gelombang pada saat mencapai antena penerima akan
saling melemahkan. Batas daerah Fresnel dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:
(Roger L. Freeman, Radio System Design for Telecomunications (1-100 GHz),New York, 1987.)
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 39
F1 = radius daerah Fresnel pertama (m)
d1d 2 f = frekuensi kerja (GHz)
F1 17 ,3 d1 = jarak antara Tx dengan halangan (km)
f d1 d 2
d2 = jarak antara Rx dengan halangan (km)
d = d1+ d2 = jarak antara Tx dan Rx (km)
Sedangkan untuk radius daerah Fresnel kedua (second Fresnel radius region),dan
seterusnya dapat dinyatakan dengan rumusan berikut
n d1d 2
Fn 17 ,3
f d1 d 2
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 40
Contoh
Temukanlah radius Fresnel Pertama pada microwave link yang berjarak 25 km dan terdapat
penghalang berupa sebuah pohon pada jarak 10 km jika frekuensi yang digunakan 6Ghz.
d1d 2 d1 = 10 km
F1 17 ,3
f d1 d 2 d2 = 25 km – 10 km = 15 km
f = 6 Ghz
10 x15
F1 17,3 17,3 meter
6 X 25
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 41
B. Clearance
Lintasan sinyal yang ditransmisikan pada sistem line of sight harus mempunyai daerah bebas
hambatan yang disebut clearance.
Daerah clearance ditentukan untuk menghindari pengaruh dari jalur jamak terutama karena
pantulan tanah. Clearance minimum adalah 0.6 dari daerah Fresnel pertama (0.6 F1).
Dalam analisa profil lintasan digunakan peta permukaan bumi datar maka diperlukan faktor
koreksi terhadap ketinggian titik penghalang (obstacle) yang nilainya sama dengan kelengkungan
bumi (earth bulge ). Nilai faktor koreksi dapat dicari dengan rumus berikut
(Roger L. Freeman, Telecomunication Transmission Handbook, New York)
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 42
0,079 .d1 .d 2
hkoreksi
k
sehingga nilai clearance dengan pengaruh faktor koreksi menjadi:
Clearance = 0,6 F1 + hkoreksi
Keterangan:
hkoreksi : faktor koreksi ketinggian titik penghalang (m)
F1 : daerah fresnel pertama (m)
d1,d2 : jarak antara pengirim dan penerima ke titik penghalang (km)
k = faktor kelengkungan bumi, dimana
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 43
Fading
Fading adalah fenomena fluktuasi daya sinyal terima akibat adanya proses propagasi gelombang
radio yang mengakibatkan turunnya daya terima dan rusaknya kualitas transmisi. Ada beberapa
macam fading yang dikenal dalam transmisi gelombang mikro antara lain adalah sebagai
berikut
PT. Telkom, Gelombang Mikro Digital Modul 2 System Propagasi, Purwokerto, 1994.
a. Fading type K
Fading yang disebabkan oleh pantulan dan halangan yang disebabkan oleh perubahan faktor K.
Fading tipe K kadang terjadi pada lintasan dengan LOS (line of sight) yang cukup. Ketika hal
tersebut terjadi, akan mempengaruhi semua kanal secara simultan.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 44
b. Fading karena Duct
Fading yang disebabkan karena pembelokan gelombang radio ke atas atau ke bawah
yang mengakibatkan daerah kantong sehingga gelombang tidak dapat diterima. Apabila salah
satu antena pemancar atau antena penerima diletakkan di dalam jalur dan yang lain
diletakkan di luar jalur, maka pancaran gelombang akan mengalami fading jenis
redaman yang sangat keras.
c. Multipath Fading
Fading yang disebabkan karena diterimanya banyak gelombang yang merambat
melalui jalan yang berbeda, sehingga terjadi saling interefensi. Multipath fading tergantung pada
frekuensi, jarak dan keadaan kekasaran bumi. Sinyal terima, pada kenyataanya adalah
penjumlahan dari sinar langsung dan satu atau lebih sinar tidak langsung. Total sinyal yang
diterima bisa berubah secara konstan dan akan mengalami fading dengan cepat dalam kasus ini.
Fading ini akan jauh lebih buruk jika fading jenis lain menekan sinyal tersebut.
Alfin Hikmaturokhman, M T
02 Okt 2012 http://sinauonline.org 45
