Ebook panduan pengantar telekomunikasi

216 tayangan

31 halaman

Hak Cipta

© Attribution Non-Commercial (BY-NC)

Format Tersedia

PDF, TXT atau baca online dari Scribd

Bagikan dokumen Ini

Apakah menurut Anda dokumen ini bermanfaat?

50% menganggap dokumen ini bermanfaat (2 suara)

216 tayangan31 halaman

Pengantar Telekomunikasi

Lompat ke Halaman

Anda di halaman 1dari 31

You're Reading a Free Preview
Pages 8 to 26 are not shown in this preview.

Puaskan Keingintahuan Anda

Segala yang ingin Anda baca.

Kapan pun. Di mana pun. Perangkat apa pun.

Tanpa Komitmen. Batalkan kapan saja.

Sebagian besar manusia di belahan dunia manapun pasti melakukan suatu komunikasi, apakah secara primitif ataupun sudah nenggunakan bantuan alat. Hingga saat ini, mungkin hanya sebagian kecil manusia yang mengetahui asal mulanya keberadaan alat atau teknologi yang bisa mempermudah cara berkomunikasi. Untuk mengetahui lebih mendalam mengenai apa dan bagaimana sebenarnya yang disebut dengan telekomunikasi.

Buku Pengantar Ilmu Telekomunikasi memberikan paparan mengenai ilmu telekomunikasi yang diawali dengan Dasar Telekomunikasi, Perangkan Termial dan Jenis Layanan Sentral, Bentuk-bentuk Saluran Lokal Jaringan Telepon, Teknologi Jaringan, Teknik dan Media Transmisi, hingga ke masa kini bahwa orang yang sudah tidak memerlukan lagi perangkat kabel atau yang sering disebut wireless serta masanya digital

Keberadaan buku ini mudah-mudahan bisa membantu kalangan akademisi baik mahasiswa jurusan Elektro, Teknologi Informasi, para peneliti, maupun khalayak yang memang ingin mengetahui dan menambah wawasan pertelekomunikasian.

Materi yang dibahas pada buku ini :

Dasar Telekomunikasi Perangak Terminal dan Jenis Layanan Sentral Bentuk-bentuk Saluran Lokal Jaringan Telepon Teknologi Jaringan Teknik dan Media Transmisi

JARINGAN SELULAR

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI SUSMINI INDRIANI LESTARININGATI, M.T

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

BEBERAPA PENGERTIAN PADA SISTEM SELULAR ▸ Wireless vs Mobile

▸ Wireless systems can be fixed (LMDS, microwave, optical) or mobile

▸ Cellular

▸ Geography is divided into adjacent cells

▸ Radio Frequencies can be reused in non-adjacent cells

▸ Commonly in 800-900 MHz

▸ Base Station

▸ Fixed transceiver that sends and receives signal from the mobile device

▸ Connects to the wireline network

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

DEFINISI SELULAR ▸ Sistem Selular adalah sistem komunikasi yang digunakan untuk memberikan layanan jasa telekomunikasi bagi pelanggan bergerak.

▸ Disebut sistem selular karena daerah layanannya dibagi-bagi menjadi daerah yang kecilkecil yang disebut sel (cell)

▸ SIFAT : Pelanggan mampu bergerak secara bebas di dalam area layanan sambil berkomunikasi tanpa terjadi pemutusan hubungan.

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

CELLULAR SYSTEM

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

CELL (SEL) ▸ Definisi: Area cakupan (coverage area) dari Radio Base Station

▸ Jenis Sel: Omni Cell, Sectored Cell

▸ Ukuran Sel:

▸ Macrocell (<5km), Microcell (1-2km), Picocell(<500m)

▸ Sel menunjukkan cakupan sinyal

▸ Sel berbentuk heksagonal ( atau bentuk yang lain ) hanya digunakan untuk penggambaran pada layout perencanaan

SEL IDEAL

SEL REAL

mempermudah

SEL MODEL

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

REPRESENTASI COVERAGE SISTEM SELULER

Bentuk geometris yang meliputi keseluruhan daerah service tanpa overlap dengan luas daerah yang sama

Realitas ? Jauh berbeda ! Grid sel teoritik digunakan untuk mempermudah penggambaran / perencanaan

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

TIPE ANTENA PADA BTS 1. Omnidirectional

Rx Rx

Tx

2. Sectoring 120

3. Sectoring 60°

Manfaat dari penggunaan Antena Sektoral:

a. Menambah Kapasitas

b. Mengurangi Interferensi

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

GEOMETRI SEL

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

JENIS SEL

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

KARAKTERISITIK DARI SISTEM SELULER ▸ Frequency reuse

▸ Channel Sharing

▸ Handover/handoff

▸ High Spectral efficiency

▸ Other related considerations

-

▸ Propagation Attenuation is like d γ, 2<γ<6 (path loss exponent)

▸ Multipath fading

▸ Doppler spread

▸ Multiple access interference

▸ Quality of service

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

MEMBAGI DAERAH KEDALAM SEL

▸ Menggunakan beberapa frekuensi carrier

▸ Tidak menggunakan frekuensi yang sama pada sel yang saling berdekatan

▸ Besarnya sel bervariasi dari 100m hingga 35 km bergantung dari kepadatan pengguna, letak geografis, daya pengirim dan lain sebagainya

▸ Bentuk sel hexagonal dianggap ideal

▸ Jika pengguna (mobile user) berpindah sel: maka terjadi handover ke sel tetangga

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

PERENCANAAN FREKUENSI PADA GSM ▸ Reuse Factor

▸ Tighter reuse

▸ higher capacity

▸ interference between cell

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

PERENCANAAN FREKUENSI

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

Disain frekuensi sederhana

DESAIN FREKUENSI SEDERHANA GSM

Cluster - 3

1 1 3

4 6

Cluster - 1

3

2 5 7

2 4

6 1

3

a 5

7

a a

a 5

7

a a

2 4

6

CDMA

a a

a

a a

a a

Cluster - 2

a

a a

a a

a

a a

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

KONSEP KLUSTER PADA CDMA ▸ Pada jaringan selular CDMA, Kcdma = 1, artinya frekuensi operasi yang sama diterapkan untuk semua sel

▸ CDMA menggunakan konsep clustering untuk perencanaan kode PN, hal ini untuk mencegah kemungkinan terjadinya aliasing antar kode didalam satu sel

▸ Pada jaringan CDMA, dikenal dengan PN reuse factor

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

SISTEM KOMUNIKASI BERGERAK SELULER Alasan ‣ Keterbatasan spektrum frekuensi

‣ Efisiensi penggunaan spektrum frekuensi

Parameter Dasar ‣ Frequency reuse

‣ Konsep Handoff

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

PARAMETER DASAR ▸ Konsep Frequency Re-use memungkinkan penggunaan frekuensi yang sama pada sel yang berbeda , diluar jangkauan interferensinya. Parameter yang menjadi ukuran adalah perbandingan daya sinyal / carrier terhadap total daya interferensinya

▸ Sedangkan Handoff memungkinkan seorang pengguna pindah dari suatu sel ke sel yang lain tanpa adanya pemutusan hubungan. Terjadi pemindahan frekuensi / kanal secara otomatis yang dilakukan oleh sistem

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

FREQUENCY REUSE Pengulangan frekuensi yang sama pada area yang berbeda diluar jangkauan interferensinya

F2

JARAK BEBAS INTERFERENSI

F3 F1

F3

Reuse frekuensi 2 1

2 1

3

3 2

1

Reuse frekuensi 3

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

LATAR BELAKANG PENGGUNAAN FREQUENCY REUSE 1. Keterbatasan alokasi frekuensi

2. Keterbatasan area cakupan cell (coverage area).

3. Menaikkan jumlah kanal.

4. Membentuk cluster yang berisi beberapa cell.

5. Co-channel interference.

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

FREQUENCY REUSE PATTERN/CLUSTER ▸ Cluster is a group of cells, each cell has 1 set of frequencies that are different from other cells.

▸ Size of clusters (denoted = K, often denoted = N) is the number of cells contained in 1 cluster freq. reuse pattern / cluster

freq. reuse pattern

K=3

K=4 2

1

2

2

1

1 3

reuse

4

3 2

3

1

2

1

2 reuse

1

3

3

3 4

4

reuse reuse

K=3 means there are 3 cells in one cluster

K=4 means there are 4 cells in one cluster

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

KAIDAH PENENTUAN NOMOR SEL ▸ Lalui sejauh i sel dari sel referensi sepanjang rantai heksagonalnya ( garis lurus yang menghubungkan dua pusat sel), lalu berputar 60° berlawanan dengan arah jarum jam, kemudian lalui sepanjang j sel pada arah tersebut. Pada posisi akhir disitulah letak frequency reuse nya. Z2 = i2 + j2 - 2ij.cos 120o Z2 = i2 + j2 + 2.i.j (0,5) Z2 = i2 + j2 + i.j Z2 K ---- K = ukuran cluster K = i2 + j2 + i.j

i,j = 0,1,2,3, ... sel referensi

j=2

z

0

60

120

i=1

i

0

j

Untuk i = 1 dan i = 1 dan i = 0 dan i = 2 dan

j=1 j=2 j=2 j=0

K=3 K=7 K=4 K=4

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

SIGNAL TO INTERFERENCE RATIO (SIR) ▸ Menghitung besarnya interferensi dari sel co-channel yang berdekatan

SIR min = − K1 log10 ( Dco / R − 1) − 10log10 ( 7 -1) dB = = − K1 log10 ( Dco / R − 1) − 7.78 dB 7

2 6

1 3

2

N = i + ij + j

2

▸ Ukuran Cluster:

1

7

▸ Co-channel Reuse Distance Ratio

6

5 7

7

2 6

7

3 4

2

3 4

2

5

4

1

1

3

2

5

6

1

3

7

3

R

5

6

4 2

3

2

5

6

4

D1co

3

2

Dco / R = 3N

7 6

4

1 5

4 2

2

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

CONTOH #1 1

1

2

1

3

2

1 2

3

2

1

2

utk i = 1 dan j = 1 !K = 3 3

• K = 12 + 12 + 1.1 = 3

1

3

3

2

• i=1,j=1

3

• S u m b e r i n t e r f e r e n s i maksimum = 6.

1 2

3

Kluster

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

CONTOH #2 i = 0, j = 2 K = i 2 + ij + j2 = 4 Q = 3K = 3,46

Kluster

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

CONTOH #3

Kluster

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

CONTOH #4

Kluster

i = 2, j = 2 K = i 2 + ij + j2 = 12 Q = 3K = 6

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

CONTOH #5

i = 3, j = 2 K = i 2 + ij + j2 = 19 Q = 3K = 7,55

Cluster

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

MENGHITUNG KAPASITAS KANAL TIAP SEL Number of channel per cell expressed by the following formula: BW 1 2 3

F1

n 1' 2' 3'

n' 1'' 2'' 3''

F2

n''

F3

F2 F1

F2

F1

F3

F3 K=3

It can be concluded, the number of carrier frequencies in one cell is more than one ….

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

CELL SPLITTING ▸ Untuk menaikkan kapasitas, operator menggunakan teknik pemecahan cel (Cell Splitting

▸ Cell Splitting diperlukan saat:

▸ Kepadatan trafik dalam sel meningkat

▸ Kanal yang ada tidak mampu melayani

before cell splitting

after cell splitting

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

CARRIER TO INTERFERENCE RATIO (C/I) Jarak 'bebas' interferensi

Sinyal yang diinginkan = C

F1

F3

F2

F2 titik A Sinyal interferensi = I

▸ Dari gambar diatas, kondisi terburuk terjadi pada titik A.

▸ Daya carrier terhadap daya interferensi (C/I) harus tetap lebih besar atau sama dengan C/I minimum yang dibutuhkan oleh sistem selular yang relevan

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

C/I MINIMUM ▸ C/I minimum bergantung pada sistem selular yang diimplementasikan

C 1 &D# = $ ! I N %R" D = 3K R

4

AMPS, C/I = 18 dB

C 9K = I N

2

63 N 63.6 K= = = 6,48 = 7 9 9 GSM, C/I = 12 dB 16 N 16.6 K= = = 3,26 ≈ 4 9 9

R D

N = Number of cell interference K = Cluster Size

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

HANDOVER ▸ Handover adalah proses pengalihan kanal traffic pada MS yang sedang digunakan untuk berkomunikasi tanpa terjadinya pemutusan hubungan

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

▸ Handover is the process of transfer of user traffic channels at the time of active users without termination and without intervention from the user.

▸ Handoff is no different except that the term handoff handover used in the U.S., while the term handover is used in Europe.

▸ Events hand over (HO) 'generally' occur because movement of the MS so that out of the scope of coverage of the cell of origin and entry of new cells.

Sel #1 F1

Sel #2 F2

Sel #3 F3 MS movement

HO F1 ke F2

HO F2 ke F3

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

HANDOVER PROCESS ▸ Handover is a facility in celullar system to guarantee communication continously if customer move from one cell to other cell.

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

FLOWCHART HANDOVER PROCESS

Measurement

Decision.

Execute

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

ALASAN TERJADINYA HANDOFF ▸ MS berada diluar jangkauan BTS (RF Criteria)

▸ Level penerimaan sinyal terlalu rendah

▸ Bit Error Rate (BER) terlalu tinggi

▸ Untuk menyeimbangkan beban jaringan (Network Criteria)

▸ Trafik pada sel terlalu tinggi sehingga beberapa MS dialihkan ke sel yang lain

▸ 2 Tahapan handoff:

1. Tahap Monitoring

• Mengukur kuat sinyal dan melihat adanya kemungkinan radio link alternatif

• Menginisiasi handoff bila diperlukan

2. Tahap Penganan Handover

• Menentukan PoA (Point of Attachment) yang baru

• Melakukan inisiasi kemungkinan dilakukannya prosedur re-routing

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

JENIS-JENIS HANDOVER ▸ Internal Handover (dikontrol oleh BSC)

1. Intra-cell Handover

2. Inter-cell Handover

‣ External Handover (dikontrol ole MSC)

1. Intra MSC Handover

2. Inter MSC Handover

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

JENIS HANDOVER Inter Cell

Intra Cell

f 1, TS 1

BTS

BTS

BSC

f 2, TS 2 Handover performed

transfer relationship to a different channel on the same single base station.

MSC

Intra MSC

Inter MSC BSS

the transfer of the relations between the BSC in a single MSC.

the transfer relationship between different basestation in a single BSC

MSC BSS

displacement relationships that occur in 2 different MSC

BSC

Handover performed MSC

BTS

basic

MSC - A

subsequent

MSC - B

MSC - C

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

- Often due to narrowband interference

- The most common case - 2 cases: (1)-cell inter / intraBSC, (2) inter-BSC / Intra-MSC - BSC HO operation, assign a new channel in the cell and remove the old channels in the previous cell

- Controlled by MSC

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

REASON FOR THE HANDOFF (RF CRITERIA)

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

MECHANISM FOR HANDOVER SIEMENS

SIEMENS

LAI -> VLRISD

CGI -> MSCID

MSC/VLR SIEMENS

SIEMENS

SIEMENS

old VLR

SIEMENS

new MSC Cell Global Identity (CGI)

Location Area Id (LAI)

BSS

BSS

BSS

SIM old LAI

Roaming SIM old LAI

Handover

PENGANTAR TELEKOMUNIKASI

Jartelinfo

Teknik Telekomunikasi

@lestariningati

44

Jartelinfo

@lestariningati

GSM handover mechanism Timing Advance, Power control

Measurement: connection quality & strength, distance measurement (TA)

MS

Measurement: connection quality & strength: strength of serving BTS & surrounding BTSs

Measurement report

BTS Measurement value processing (averaging, limit values,..)

Measurement report

HO decision

Handover

BSC

Decision

Initiation of HO type

BSC/ MSC Teknik Telekomunikasi

Evaluation list (suitable BTSs for HO...)

Handover

45

Jartelinfo

@lestariningati

Handover

GSM handover mechanism

example

BSC to MSC (A): HO please!

BSC

VLR cell B → MSC (B)

BTS

MSC (A) BTS

B

VLR

MSC (B)

BTS

BTS

A BTS Level:

BTS

BSC BTS

Teknik Telekomunikasi

C

cell A cell B cell C

BTS BTS

1. BSC: HO necessary 2. Parallel connection setup 3. MS changes phys. channel 4. Original connection released 46

Jartelinfo

@lestariningati

Handover in CDMA

MS

Cell-A

Cell-B

Active set 2 pilot A & B

Ec/I0

Active set 1 pilot B

Active set 1 pilot A Start T_TDROP

T_ADD T_DROP

(1) (2) (3)

Teknik Telekomunikasi

(4) (5) (6) (7)

Jarak

47

Jartelinfo

@lestariningati

Steps Handover in CDMA •

MS is only serviced by cell A and active set consists only of pilots A. MS measuring the pilot B (Ec / Io), acquired a tendency> T_ADD. MS sends a message the measured pilot B and B move from pilot status to the candidate neighbor set.

•

the MS receives a message from cell A cell B contains the PN offset and Walsh code allocation for the TCH and MS start communications using the TCH tsb.

•

MS B move the pilot status of the candidate set to the active set, the MS sends a handoff message complited. Now there are 2 active pilots.

•

MS detect the pilot A fall

Timer achieve the T_TDROP, MS send PSMM (pilot strength measurement message)

•

the MS receives a handoff direction message, the message contains only the PN offset of cell B (without PN offset cell A).

•

A pilot status of MS move from active set into the neighbor sets

Teknik Telekomunikasi

48

Jartelinfo

@lestariningati

Two main types of handover Two main Types of Handoff • Hard handover─ GSM systems • Soft handover ─ CDMA systems Hard Handoff

MS

Soft Handoff

MS

© Oxford University Press 2007. All rights reserved.

Cell 1

Cell 1 Cell 2

Teknik Telekomunikasi

5

Cell 2 49

Jartelinfo

@lestariningati

Hard Handover •

Existing radio link must be dropped for a small period of time

•

Then taken over by another base station

•

A call in progress redirected not only from a base station to another base station but also from its current transmit–receive frequency pair to another frequency pair

•

An ongoing call can not exchange data or voice for this duration

Teknik Telekomunikasi

50

Jartelinfo

@lestariningati

Soft Handoff •

Mobile station at the boundary of two adjacent cells─ does not suffer call drops due to handover in the boundary region

•

Gives seamless connectivity to a Mobile station

•

An offset to pseudo noise code─ method of soft handover

•

Soft handover does not require breaking of the radio link for cell-to-cell transfer of a call. A mobile device can be simultaneously connected to several base stations

Teknik Telekomunikasi

51

Jartelinfo

@lestariningati

Types in CDMA Handoff •

Softer handoff: the transfer service from one sector to another within a single cell. The direction of down-link with soft handoff is the up-link selection process occurs in the BTS.

Sektor B

BSC

Sektor A

Teknik Telekomunikasi

Sektor C

52

Jartelinfo

@lestariningati

Summary •

Handover when the mobile device moves out of the range of one cell (base station) and a different base station can provide it with a stronger signal or when present cell traffic high

•

Hard handover in GSM

•

Call drop for hard handover

•

Soft handover in CDMA

Teknik Telekomunikasi

53