## OPTIMASI JARINGAN 4G LTE (LONG TERM EVOLUTION) PADA KOTA BALIKPAPAN
Maria Ulfah 1 , Andi Sri Irtawaty 2
1,2 Jurusan Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Balikpapan 1 maria.ulfah@poltekba.ac.id

## ABSTRACT
Long  Term  Evolution  (LTE)  is  a  fourth  generation  (4G)  technology  developed  by  the  3rd  Generation Partnership Project (3GPP). LTE is capable of providing downlink speeds of up to 100 Mbps and 50 Mbps uplink. This research has a purpose to do 4G LTE network design in Balikpapan city with a specific target to determine the quality of 4G LTE network design in Balikpapan city through the best signal level, C / (N + I), throughput,  RSRP  and  BLER  parameters  from  the  design  have  been  done.  The  research  method  was conducted through a survey to the locations of e Node sites needed to obtain a direct picture of the conditions around e Node B followed by plotting 126 e Node B sites in the city of Balikpapan and then proceeding with the network design simulation using Atoll software. From the results of this simulation can be known the quality  of  the  4G  LTE  network  design  in  Balikpapan  city  with  the  desired  parameter  values  such  as  best signal level of -69,72 dBm, C / (N + I) value of 5,08. For throughput performance is 11.8034 kbps, while the RSRP value is -115, 88 dBm and the BLER value is 0,03.
Keywords : 4G, LTE. e Node B , RSRP, C/ (N+I)

## INTISARI
Long  Term  Evolution  (LTE)  merupakan  teknologi  generasi  ke  empat  (4G)  yang  dikembangkan  oleh  3rd Generation  Partnership  Project  (3GPP).  LTE  mampu  memberikan  kecepatan  downlink  sampai  dengan  100 Mbps dan uplink 50 Mbps. Penelitian ini mempunyai tujuan untuk melakukan perancangan jaringan 4G LTE pada wilayah kota Balikpapan dengan target khusus untuk mengetahui kualitas perancangan jaringan 4G LTE di kota  Balikpapan  melalui  parameter  best  signal  level,  nilai  C/  (N+I),  throughput,  RSRP  dan  BLER  dari perancangan yang telah dilakukan. Metode penelitian dilakukan melaui survey  ke lokasi site-site e Node yag diperlukan untuk memperoleh gambaran langsung kodisi sekitar e Node B dilanjutkan  proses plotting 126 site- site  e  Node  B  di  wilayah  kota  Balikpapan  kemudian  yang  dilanjutkan  dengan  proses  simulasi  perancangan jaringan menggunakan software Atoll. Dari hasil simulasi ini dapat diketahui kualitas perancangan jaringan 4G LTE  kota  Balikpapan  dengan  nilai-nilai  parameter  yang  diinginkan  seperti  best  signal  level  sebesar  -69,72 dBm, nilai C / (N+I) sebesar 5,08. Untuk perfomansi throughput sebesar 11.8034 kbps, sedangkan nilai RSRP sebesar -115, 88 dBm serta nilai BLER sebesar 0,03 .
Kata kunci: 4G, LTE. e Node B , RSRP, C/ (N+I)

## I. PENDAHULUAN
Perkembangan  jaringan  telekomunikasi saat  ini  semakin  berkembang  dengan sangat  pesat.  Yang  pada  awalnya  hanya mengusung  teknologi  analog  atau  yang lebih  dikenal  dengan  1G  atau  Advanced Mobile Phone Service (AMPS), kemudian berkembang  lagi  ke  teknologi  yang
menggunakan  teknologi  digital  pertama (2G), kemudian teknologi 2G sebelumnya dikembangkan  lagi  sehingga  kecepatan transfer  datanya  semakin  cepat  yang dikenal  dengan  teknologi  digital  generasi ketiga  (3G)  dan  sampai  akhirnya ditemukan  teknologi  komunikasi  dengan kecepatan yang sangat tinggi dari generasi – generasi sebelumnya  yang lebih dikenal
Jurnal ECOTIPE, Volume 5, NoO2, Oktober 2018 p-ISSN 2355-5068 e-ISSN 2622-4852
dengan  sebutan  4G/LTE  (  Long  Term Evolution ).
Kebutuhan  para  pengguna  smartphone remaja  ini  sangat  menginginkan  akses mobile  data  yang  sangat  banyak.  Selain melalui smartphone, penggunaan Personal Computer  (PC)  maupun  tablet  sangat mendorong pertumbuhan konsumsi mobile data.  Teknologi  LTE  (Long  Term Evolution)  sendiri  menawarkan  kecepatan downlink  hingga  100  Mbps  dan  Uplink hingga 50 Mbps.
4G sendiri adalah singkatan dalam bahasa Inggris  :  Fourth  Generation.  Istilah  ini umumnya  digunakan  mengacu  kepada standar  generasi  keempat  dari  teknologi telpon seluler yang merupakan pengembangan  dari  teknologi  sebelumnya yaitu  2G  dan  3G.  Sistem  4G  merupakan sebuah sistem yang mampu menjembatani antar berbagai jaringan broadband wireless access yang telah ada di masyarakat secara seamlessly (tidak terasa proses perpindahan  antar  jaringan  yang  sedang digunakan)  baik  itu  perangkatnya, jaringannya, maupun aplikasinya.
Dikarenakan  belum  ratanya  jaringan 4G/LTE  di  kota  Balikpapan  maka dibutuhkanlah  suatu  perancangan  jaringan 4G LTE agar semua pengguna smartphone di Balikpapan khususnya dapat merasakan teknologi  ini.  Pada  Maharani  [5] melakukan  penelitian  untuk  menentukan jumlah  E  Node  B  kecamatan  Balikpapan Timur.  Dalam  Maria  [6]  didapatkan jumlah  E  node  B  untuk  kota  Balikpapan meliputi  6  kecamatan  yang  ada  sejumlah 126,  sehingga  dalam  penelitian  ini  akan dilakukan  pengamatan  lebih  lanjut mengenai coverage area jaringan 4G LTE untuk  kota  Balikpapan  dengan  itu  penulis mengangkat  judul  penelitian  sebagai
berikut yaitu: “Optimasi Jaringan 4G LTE (Long  Term  Evolution)  pada  Kota Balikpapan “

## II. LANDASAN TEORI

## A. Four Generotuon LTE  (4G LTE)
Long  term  Evolution  (LTE)  adalah jaringan  akses  radio  evolusi  jangka panjang  keluaran  dari  3rd  Generation Partership Project (GPP). LTE merupakan kelanjutan  dari  teknologi  generasi  ketiga (3G) WDCMA-UMTS. Teknologi ini telah sukses  diuji  cobakan  secara  komersial sejak  tahun  2009  dan  diharap  menjadi standar evolusi komunikasi data pita lebar bergerak  untuk  dasawarsa  mendatang. Semenjak  Desember  2007,  3GGP melakukan  studi  kelayakan  untuk  LTE dengan mengeluarkan Release-7. Akhirnya konsep  LTE  terbentuk  pada  2008  dengan dikeluarkannya Realase-8.
Pada  LTE  kecepatan  transfer  data mencapai 100Mbps pada sisi downlink dan 50Mbps  pada  sisi  uplink.  Berikut  adalah gambar yang menunjukkan perkembangan 3GPP dari release 99 hingga release 8 [6]
Gambar 1. Perkembangan Teknologi Seluler Tabel 1. Evolusi Teknologi Telekomunikasi Seluler

## B. Arsutektur Jorungon 4G LTE

## Berikut arsitektur jaringan 4G LTE

## Gambar 2. Arsitektur 4G LTE
Arsitektur LTE [7] terdiri atas dua bagian utama yakni LTE itu sendiri yang dikenal juga  dengan  E-UTRAN  (Envolved Universal  Terrestrial  Radio  Access Network)  dan  SAE  (System  Architecture Evolution  )  yang  merupakan  jantung  dari sistem LTE. Berikut ini adalah penjelasan masing-masing bagian dari arsitektur LTE diatas:
1. Bagian Akses Radio (LTE):
a) UE  (User  Equipment),  adalah perangkat  komunikasi  pengguna. perangkat ini dapat berupa telepon genggam, komputer, tablet, maupun  segala  perangkat  cerdas yang  dapat  terhubung  dengan internet.
b) eNodeB  (envolved  NodeB)  adalah antar-muka jaringan (LTE) dengan pengguna.  kemampuannya  untuk melakukan fungsi kontrol sambungan dan handover.

## 2. Bagian sentral (SAE)
a) S-GW (Serving Gateway), betugas mengatur  jalan  dan  meneruskan data  yang  berupa  paket  dari  setiap UE.  S-GW  berfungsi  sebagai penghubung  antara  LTE  dengan teknologi  3GPP  lainnya  seperti GSM/EDGE
Radio Access Network  (GERAN)  dan  UTMS Terrestrial  Radio  Access  Network

## (UTRAN)
b) P-GW  (Packet  Data  Network Gateway),  bertugas  mengatur hubungan  jaringan  data  antara  UE dengan  jaringan  paket  data  lain diluar  3GPP  seperti  WLAN, Wimax
c) MME  (Mobility  Management Entity), merupakan pengatur utama setiap  bagian  dari  LTE/SAE.  Pada saat UE tidak aktif , MME bertugas untuk melacak keberadaan pelanggan  dengan  melakukan tracking dan paging. Saat UE aktif, MME  berfungsi  bertugas  untuk memilihkan  S-GW  yang  tepat selama berlangsungnya
komunikasi. 3. PCRF  (Policy  and  Charging  Rules Function), berfungsi menentukan Quality  of  Service  (QoS)  dan  charging untuk masing-masing UE.
4. HSS (Home Subscriber Server), berupa sistem database yang bertugas membantu  MME  dan  melakukan manajemen pelanggan
dan pengamanan. Penerimaan atau penolakan  UE  pada  saat  autentikasi bergantung pada database HSS.

## C. Porometer Perfomonsu Jorungon
4G LTE
Berikut  parameter-parameter  perfomansi jaringan 4G LTE :
1. RSSI  (  Received  Signal  Strength Indicator )
Merupakan  power  sinyal  yang  diterima user  dalam  rentang  frekuensi  tertentu termasuk  noise  dan  interferensi  (disebut juga wideband power) sering juga disebut signal level [4]
Jurnal ECOTIPE, Volume 5, NoO2, Oktober 2018 p-ISSN 2355-5068 e-ISSN 2622-4852
Tabel 2. Rentang nilai RSSI (signal level) [3]
2. C  /  (N  +  I)  ,  Carrier  to  Noise Interferensi Ratio
Merupakan  rasio  perbandingan  antara sinyal  utama  yang  dipancarkan  dengan interferensi  dan  noise  yang  timbul (tercampur dengan sinyal utama) [4]
Tabel 3. Rentang Nilai C/(N+I) [3]

## 3. RSRP  (Reference  Signal  Received Power)
Merupakan  sinyal  LTE  power  yang diterima  oleh  user  dalam  frekuensi tertentu. Semakin jauh jarak antara site dan user, maka semakin kecil pula RSRP yang diterima oleh user
Tabel 4. Rentang Nilai RSRP [3]

## 4. Throughput
Throughput merupakan besaran kecepatan akses data yang didapat oleh user.
5. BLER (Block Eror Rate)
Merupakan rasio perbandingan antara total error block dengan total block dari sebuah transmisi  data  digital.  BLER  digunakan untuk mengetahui tingkat keberhasilan dari demodulasi sinyal. BLER masih dianggap baik  apabila  bernilai  <  10%  .  semakin besar  nilai  BLER  mengakibatkan  gagal demodulasi data digital menjadi informasi.[3]

## D. Atoll [2]
Atoll adalah model dan optimasi program multi teknologi jaringan yang berskala dan fleksibel  yang  mendukung  keseluruhan jaringan wireless operator dari model awal untuk  proses  perancangan  dan  optimasi. Atoll  juga  merupakan  sistem  informasi terbuka  yang  mudah  terhubung  dengan aplikasi  IT  yang  lain  dan  meningkatan produktivitas.
Atoll  mendukung  GSM  /  GPRS  /  EDGE,
UMTS / HSPA, LTE,
CDMA20001xRTT/EV-DO, TD-SCDMA, WiMAX  dan  Link  Microwave.  Modul Atoll  LTE  adalah  alat  perencanaan jaringan pertama yang tersedia di pasaran. Atoll  telah  digunakan  untuk  pengerjaan projek jaringan di seluruh dunia.

## III. METODE PENELITIAN
A. Rancangan Penelitian Rancangan penelitian merupakan keseluruhan  proses  penelitian  dari  awal hingga  tahap  akhir,  dan  disajikan  dalam bentuk flowchart

## Gambar 3. Flowchart

## B. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data
Teknik  Pengumpulan  data  dilakukan dengan  RF  Site  survey  untuk  penentuan lokasi-lokasi  yang  potensial  dilanjutkan dengan  plotting  sejumlah  e  Node  B tersebut pada perangkat lunak perancangan jaringan  4G  LTE  dilanjutkan  dengan melakukan  simulasi  perancangan  jaringan 4G  LTE  dengan  mengamati  nilai parameter  signal  level,  C  /  (N+  I), throughput,  RSRP  dan  BLER.  Kemudian dilanjutkan membuat kesimpulan terhadap hasil perancangan jaringan tersebut

## IV. HASIL PENELITIAN
DAN

## PEMBAHASAN
.Untuk
penentuan wilayah-wilayah penempatan  lokasi  E  Node  B  dilakukan dengan  cara  survey  ke  lapangan  (RF
Survey)  untuk  mendapatkan  lokasi longtitude  dan  latitude  yang  nanti  akan dilanjutkan dengan proses plotting plotting sejumlah site-site E node B pada software perancangan jaringan 4G LTE yakni Atoll
Tabel 5. Data E Node B Kota Balikpapan
Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengaturan jenis  antenna  yang  digunakan,  ketinggian antenna,  azimuth  untuk  keperluan mendapatkkan  hasil  prediksi  luas jangkauan  wilayah  dari  penempatan- penempatan  126  e  Node  B.  Untuk penelitian ini digunakan:
Antenna :  30deg 18dBi 0Tilt 1800 MHz Height : 30 meter Azimuth : 0 , 120, 240 Band frekuensi   : band 3 Lebar pita : 10 MHz
Berikut hasil plotting site-site E Node B
Gambar 4. E Node B kota Balikpapan
Berikut hasil coverage area untuk wilayah Balikpapan yang meliputi 6 kecamatan:
Gambar 5. Hasil Coverage Area E Node B
Dan  berikut  Generate  Report  dari  hasil prediksi coverage area e Node B

## Gambar 6. Generate Report eNode B
Pada  hasil  Generate  Report  dapat  dilihat bahwa  dengan  126  e  Node  B  yang  telah diplotting  di  seluruh  wilayah  Balikpapan
Jurnal ECOTIPE, Volume 5, NoO2, Oktober 2018 p-ISSN 2355-5068 e-ISSN 2622-4852
telah  mencakupi  seluruh  wilayah  6 kecamatan  yang  ada  di  Balikpapan, dimana  luas  wilayah  Balikpapan  503,3 km 2 sedangkan  dari  hasil  prediksi perencanaan  didapatkan  seluas  706,608 km 2
Berikut histogram dari dari hasil penelitian dalam satuan wilayah (area):

## Gambar 7. Histogram (Area)
Untuk kekuatan signal strength (terkuat) ≤ 70  dBm  indicator  warna  merah  memiliki luasan  wilayah  sebesar      18,6  km2 sedangkan  signal  strength  (terlemah) antara  -105  dBm  ,  -100  dBm  )  indicator warna  biru  tua  memiliki  luasan  wilayah 170,7  km2  dengan  nilai  rata-rata  (mean) best signal level sebesar -69.66 dBm.Hasil perencaanaan  coverage  area  jaringan  4G LTE  untuk  kota  Balikpapan  bisa ditampilkan  pada  google  earth  sebagai berikut:

## Gambar 8. Tampilan Google Earth
Untuk memaksimalkan coverage area dari perancangan  jaringan  4G  LTE  di  atas
maka  dilakukan  upaya  optimasi  dengan melakukan  beberapa  penyesuaian  nilai parameter  dari  beberapa  eNode  B  antara lain:
Tabel 6. Optimasi parameter e Node B
No Name Site Support Height (m) Azimuth Sebelum  Sesudah  Sebelum Sesudah 1 Site_004 30, 30,30 30, 30,40 0,120,240  0,150,270 2 Site_079 30, 30,30 40,40,40  0,120,240  0,150,240 3 Site_080 30, 30,30 30, 30,30 0,120,240  0,150,240 4 Site_081 30, 30,30 30, 30,40 0,120,240  0,120,240 5 Site_083 30, 30,30 40,40,40  0,120,240  0,120,240 6 Site_084 30, 30,30 40,40,40  0,120,240  0,120,240
Setelah  melakukan  optimasi  dari  jaringan maka dilakukan kembali simulasi prediksi coverage  area  jaringan  4G  LTE  dan gambar di bawah ini memperlihatkan hasil simulasi optimasi:
Gambar 9. Hasil optimasi coverage area e Node B Hasil perencaanaan coverage area jaringan 4G LTE untuk kota Balikpapan yang telah di  optimasi  bisa  ditampilkan  pada  google earth sebagai berikut:

## Gambar 10. Tampilan Google Earth Optimasi
Berikut  hasil  perbandingan  coverage  area sebelum optimasi dan sesudah optimasi

## Gambar 11. Perbandingan coverage area
Berikut  hasil  perbandingan  tampilan google  earth    sebelum  optimasi  dan sesudah optimasi.
Gambar 12. Perbandingan Google Earth
Dari  optimasi  yang  dilakukan  pada penelitian  ini  terlihat  adanya  penambahan coverage area dari jaringan 4G LTE  yang ada pada kota Balikpapan (pada area yang dilingkari  merah).  Upaya  optimasi  ini dilakukan  dengan  tujuan  agar  pengguna (user)  dapat  lebih  maksimal  dalam menikmati layanan jaringan 4G LTE yang ada  di  kota  Balikpapan.  Berikut perbandingan generate report.
Tabel 7. Perbandingan Generate Report
Dari  tabel  7  terlihat  adanya  penambahan coverage  area  yang  dicakup  oleh  layanan jaringan  4G  LTE  network  setelah dioptimasi  dari  706,608  km2  menjadi 717,258 km2
Untuk perencanaan coverage area jaringan 4G LTE setelah optimasi dapat dilihat:
1. Nilai  parameter  RSSI  atau    best signal level sebagai berikut:

## Gambar 13. Hasil simulasi RSSI
Dari hasil simulasi jaringan 4G LTE untuk kota Balikpapan terlihat rata-rata nilai best
signal  level  adalah  -69,72  dBm  sesuai dengan tabel 2.2 termasuk dalam kategori excellent

## 2. Nilai C / (N+I)
Gambar 14. Hasil simulasi C/ (N+I)
Dari hasil simulasi jaringan 4G LTE untuk kota  Balikpapan  terlihat  rata-rata  nilai  C /(N+I)  adalah 5.08 dB sesuai dengan tabel 2.3 termasuk dalam kategori good. Hal ini menunjukan  bahwa  perbandingan  sinyal utama dengan interferensi dan noise dalam kondisi baik.

## 3. Nilai Throughput
Gambar 14. Hasil simulasi Throughput
4. Nilai  RSRP  (Reference  Signal Received Power)

## Gambar 15. Hasil simulasi RSRP
Dari  hasil  simulasi  terlihat  nilai  rata-rata sinyal LTE power yang diterima oleh user sebesar -115,88 dBm yang masih termasuk dalam kategori fair  atau normal

## 5. Nilai BLER

## Gambar 16. Hasil simulasi BLER
Dari  hasil  simulasi  terlihat  perbandingan total  eror  blok  dengan  total  blok  (BLER) masih  pada  range  baik  karena  bernilai 0,03.

## IV. KESIMPULAN
Dari  uraian  pembahasan    yang  dibuat, dapat disimpulkan bahwa:
1. Dengan  penempatan  126  e  Node  B jaringan  4G  LTE  telah  dapat menjangkau  wilayah  kota  Balikpapan baik  sebelum  dan  sesudah  dilakukan optimasi.
2. Area  jangkauan    (coverage  are) perencanaan  jaringan  4G  LTE sebelum  optimasi  adalah  seluas 706,608  km2    dan  setelah  optimasi menjadi  717,258  km2  dengan peningkatan area seluas 10,65 km 2
3. Parameter  best  signal  level  memiliki nilai  rata-rata  sebesar  -69,72  dBm, termasuk kategori excellent.
4. Parameter C/(N+I) memiliki nilai rata- rata  sebesar  5,08  dB,  termasuk kategori good.
5. Parameter  throughput    memiliki  nilai rata-rata sebesar 11.803,4 kbps
6. Parameter RSRP  memiliki nilai rata- rata  sebesar  -115,88  dBm,  termasuk kategori fair atau normal
7. Parameter  BLER  memiliki  nilai  rata- rata  sebesar  0,03  termasuk  kategori baik

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Adisti.Syafa,  Ulfah.Maria,  (2016), Perencanaan  Jumlah  e  Node  B  untuk Jaringan 4G LTE di kecamatan Balikpapan Barat  menggunakan  Atoll  Versi  3.3,
Politeknik Negeri Balikpapan
[2] Forsk , (2009), : Atoll RF Planning
& Optimisation Software, U.S : Forsk U.S
Patent and Trademark Office. 1-18
[3] Industrial  Networking  Solutions Tips  and  Tricks:  Making  Sense  of  Signal Strength/Signal  Quality  Readings  for Cellular Modems
[4] Nurhasanah. Rizka, Analisis
Perencanaan  Layanan  Data  Di  Jaringan LTE  Pada  Ruas  Tol  Cawang  –  Cikarang Utama  Menggunakan  Metode  Adaptive Soft Frequency Reuse
[5] Sekar.Maharani., Ulfah.Maria,
(2016),    “Perencanaan  Jumlah  e  Node  B Jaringan  4G  LTE  di  Kecamatan Balikpapan  Timur”,  Politeknik  Negeri Balikpapan
[6] Ulfah.  Maria,  (2016),  “Analisis Jumlah  e  Node  B  LTE  untuk  kota Balikpapan”,  Jurnal  Sains    Terapan. Politeknik  Negeri  Balikpapan  Vol  2  No.1 halaman 56-59.
[7] Wardhana.Lingga, dkk, (2014), 4G
Handbook  Edisi  Bahasa  Indonesia, www.nulisbuku.com, Jakarta
.