## PENINGKATAN AREA JANGKUAN JARINGAN 4G LTE (STUDI KASUS KECAMATAN SAMARINDA ULU)

## Maria Ulfah
Jurusan Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Balikpapan Email: maria.ulfah@poltekba.ac.id

## ABSTRACT
Improving the quality of the telecommunication network of 4G LTE technology must always be done considering the needs and the number of users (users) who have increased as well. In this research, optimization of coverage area (coverage area) in Samarinda Ulu District by using Atoll software. The design of the area scope uses 12 E Node B using 2 scenarios are  Antenna 65deg 17dBi 0Tilt 1800MHz (Scenario 1) and Antenna 65deg 17dBi 2Tilt 1800MHz  (Scenario  2).  The  total  area  for  scenario  1  is  22,772  km 2 while  for  the  area  for  scenario  2  is  22,698 km 2. .  The difference of area between scenario 1 and scenario 2 is 0,074 km 2 . Scenarios 1 and 2 can reach the Samarinda ulu subdistrict in densely populated sites
Keywords: 4G , LTE, E Node B, downtilt, azimuth

## INTISARI
Peningkatan  area  jangkauan  jaringan  telekomunikasi  teknologi  4G  LTE  harus  senantiasa  dilakukan  mengingat kebutuhan  dan  jumlah  pengguna  (user)  yang  mengalami  pertambahan  juga.  Oleh  karena  itu  pada  penelitian  ini dilakukan  optimasi  jangkauan  wilayah  (coverage  area)  Kecamatan  Samarinda  Ulu.  Dalam  penelitian  ini menggunakaan  alat  bantu  simulasi  Atoll  dalam  perancangan  wilayah  jangkauan.  Desain  rancangan  jangkauan wilayah  menggunakan  12  E  Node  B  dengan  memakai  2  skenario  yaitu  Antenna  65deg  17dBi  0Tilt  1800MHz (Skenario 1) dan Antenna 65deg 17dBi 2Tilt 1800MHz (Skenario 2). Luas wilayah untuk skenario 1 sebesar 22.772 km 2 sedangkan untuk Luas wilayah untuk skenario 2 sebesar 22.698 km 2 . Selisih luasan wilayah antara skenario 1 dan skenario 2 adalah sebesar 0,074 km 2 . Skenario 1 dan 2 dapat  menjangkau wilayah Kecamatan Samarinda ulu pada lokasi-lokasi padat pemukiman (potensial user).
Kata kunci: 4G , LTE, E Node B, downtilt, azimuth

## I. PENDAHULUAN
Teknologi  yang  sedang  berkembang tersebut  adalah  Long  Term  Evolution  (LTE), LTE  sendiri  memiliki  efisiensi  spektrum  yang tinggi,  kapasitas  yang  besar  serta  kemampuan untuk  memberikan  layanan  data  dengan  date rate  yang  lebih  tinggi  sehingga  layak  untuk diterapkan  dan  digunakan  oleh  pengguna  jasa telekomunikasi.  LTE  merupakan  kelanjutan dari teknologi generasi ketiga (3G) WDCMA- UMTS.  Bandwidth  LTE  adalah  dari  1,4  MHz hingga  20  MHz  operator  jaringan  dapat memilih bandwidth yang berbeda dan
memberikan layanan yang berbeda berdasarkan  spektrum.  Itu  juga  merupakan tujuan desain dari LTE yaitu untuk meningkatkan efisiensi spektrum pada jaringan,  yang  memungkinkan  operator  untuk menyediakan  lebih  banyak  paket  data  pada suatu bandwidth  [1].
Diprediksi  beberapa  tahun  mendatang perencanaan  jaringan  LTE  di  Indonesia  tidak hanya difokuskan terhadap kota kota besar nya saja dikarenakan kebutuhan layanan data yang ditimbulkan dari perkembangan konten maupun  aplikasi  dari  smartphone  menuntut operator  harus  menyediakan  layanan  untuk
mendukung  konten  maupun  aplikasi  tersebut [2]
Teknologi LTE yang diterapkan menyebabkan adanya perubahan pada perangkat jaringan yang digunakan sebelumnya,  karena  adanya  perangkat  yang tidak digunakan dalam LTE namun digunakan pada  teknologi  sebelumnya.  Oleh  karena  itu dibutuhkan suatu perencanaan jaringan, dalam perencanaan tersebut akan mencakup luas area yang  dicakup,  kapasitas  dan  pertimbangan jaringan  dari  teknologi  sebelumnya.  Untuk mendukung pemerataan teknologi di kecamatan  Samarinda  Ulu,  maka  diperlukan suatu  perencanaan  penentuan  jumlah  evolved node  B  (E  Node  B)  jaringan  LTE  yang  baik dan  mencakup  seluruh  wilayah  kecamatan Samarinda Ulu.
Pada penelitian sebelumnya [3]
didapatkan  bahwa  kebutuhan  E  Node  B maksimal untuk wilayah Kecamatan Samarinda Ulu tahun  2018 adalah 22 E Node B. Oleh karena itu penulis dalam penelitian ini akan  membuat  desain  perancangan  jangkauan wilayah  jaringan  (coverage  area)  4G  LTE  di Kecamatan  Samarinda  Ulu  yang  dapat menjangkau  semua  wilayah  di  Kecamatan tersebut dengan menggunakan perangkat lunak (software) Atoll.

## II. LANDASAN TEORI

## A. Arsitektur 4G LTE [4]
Arsitektur  LTE  (Long  Term  Evolution) sebagai berikut:

## Gambar 1. Arsitektur 4G LTE
Arsitektur  LTE  dikenal  dengan  suatu  istilah SAE  (System  Architecture  Evolution)  yang
menggambarkan  suatu  evolusi  arsitektur dibandingkan  dengan  teknologi  sebelumnya. Secara keseluruhan LTE mengadopsi teknologi  EPS  (Evolved  Packet  System). Didalamnya  terdapat  tiga  komponen  penting yaitu  UE  (User  Equipment),  E-UTRAN (Evolved  UMTS  Terrestial  Radio  Access Network), dan EPC (Evolved Packet Core)
Berikut  penjelasan  mengenai  fungsi  dari masing-masing  perangkat  yang  ada  pada arsitektur LTE:

## 1. User Equipment (UE)
User  equipment  adalah  perangkat  dalam  LTE yang  terletak  paling  ujung  dan  berdekatan dengan  user.  Peruntukan  UE  pada  LTE  tidak berbeda  dengan  UE  pada  UMTS  atau teknologi sebelumnya.

## 2. E-UTRAN
Evolved  UMTS  Terresterial  Radio  Access Network  atau  E-UTRAN  adalah  sistem arsitektur LTE yang memiliki fungsi menangani sisi radio akses dari UE ke jaringan core. Berbeda dari teknologi sebelumnya yang memisahkan NodeB dan RNC menjadi elemen tersendiri,  pada  sistem  LTE  E-UTRAN  hanya terdapat  satu  komponen  yakni  Evolved  Node B (eNodeB) yang telah menggabungkan fungsi keduanya.  eNodeB  secara  fisik  adalah  suatu base  station  yang  terletak  dipermukaan  bumi (BTS  Greenfield)  atau  ditempatkan  diatas gedung-gedung(BTS rooftop).
3. Evolved Packet Core (EPC)
EPC  adalah  sebuah  system  yang  baru  dalam evolusi  arsitektur  komunikasi  seluler,  sebuah system  dimana  pada  bagian  core  network menggunakan all-IP. EPC menyediakan fungsionalitas core mobile yang pada generasi sebelumnya  (2G,  3G)  memliki  dua  bagian yang  terpisah  yaitu  Circuit  switch  (CS)  untuk voice dan Packet Switch (PS) untuk data. EPC sangat  penting  untuk  layanan  pengirimanIP secara  end  to  end  pada  LTE.  Selain  itu, berperan  dalam  memungkinkan  pengenalan
model bisnis baru, seperti konten dan penyedia aplikasi.  EPC  terdiri  dari  MME  (Mobility Management Entity),
SGW (Serving Gateway),  HSS  (Home  Subscription  Service), PCRF  (Policy  and  Charging  Rules  Function), dan PDNGW(Packet Data Network Gateway). Berikut penjelasan singkatnya:
a. Mobility Management Entity (MME)
MME  merupakan  elemen  control  utama  yang terdapat pada EPC. Biasanya pelayanan MME pada lokasi keamanan operator. Pengoperasiannya  hanya  pada  control  plane dan  tidak  meliputi  data  user  plane.  Fungsi utama  MME  pada  arsitektur  jaringan  LTE adalah  sebagai  authentication  dan  security, mobility  management,  managing  subscription profile dan service connectivity.
b. Home Subscription Service (HSS)
HSS  merupakan  tempat  penyimpanan  data pelanggan  untuk  semua  data  permanen  user. HSS  juga  menyimpan  lokasi  user  pada  level yang  dikunjunginode  pengontrol  jaringan. Seperti  MME,  HSS  adalah  server  database yang dipelihara secara terpusat dalam database home operator.
c. Serving Gateway (S-GW)
Pada  arsitektur  jaringan  LTE,  level  fungsi tertinggi  S-GW  adalah  jembatan  antara manajemen  dan  switching  user  plane.  S-GW merupakan  bagian  dari  infrastruktur  jaringan sebagai  pusat  operasional  dan  maintenance. Peranan  S-GW  sangat  sedikit  pada  fungsi pengontrolan.  Hanya  bertanggung  jawab  pada sumbernya  sendiri  dan  mengalokasikannya berdasarkan  permintaan  MME,  P-GW,  atau PCRF,  yang  memerlukan  set-up,  modifikasi atau penjelasan pada UE.
d. Packet Data Network Gateway (PDN-GW)
Sama  halnya  dengan  SGW,  PDN-GW  adalah komponen penting pada LTE untuk melakukan terminasi dengan Packet Data Network (PDN).
Adapun PDN GW mendukung policy enforcement feature, packet filtering, charging support  pada  LTE,  trafik  data  dibawa  oleh koneksi  virtual  yang  disebut  dengan  service data flows (SDFs).
e. Policy and Charging Rules Function (PCRF) PCRF  merupakan  bagian  dari  arsitektur jaringan  yang  mengumpulkan  informasi  dari dan ke jaringan, sistem pendukung operasional, dan sumber lainnya seperti  portal secara real time, yang mendukung pembentukan  aturan  dan  kemudian  secara otomatis  membuat  keputusan  kebijakan  untuk setiap  pelanggan  aktif  di  jaringan.  Jaringan seperti  ini  mungkin  menawarkan  beberapa layanan, kualitas layanan (Quality of services), dan aturan pengisian. PCRF dapat menyediakan  jaringan  solusi  wireline  dan wireless dan juga dapat mengaktifkan pendekatan  multidimensi  yang  membantu dalam  menciptakan  hal  yang  menguntungkan dan  platform  inovatif  untuk  operator.  PCRF juga  dapat  diintegrasikan  dengan  platform yang  berbeda  seperti  penagihan,  rating, pengisian, dan basis pelanggan.

## B. Titlting Antenna [5]
Tilting  antena  adalah  suatu  pengaturan kemiringan  antena  yang  berfungsi  untuk menetapkan  area  yang  akan  menerima cakupan  sinyal.  Untuk  mengubah  coverage area  yang  dilayani  oleh  BTS  dapat  dilakukan dengan  teknik  tilting,  yaitu  pemiringan/ perubahan  posisi  antenna  yang  dilakukan untuk mengatur coverage dari antena. Menurut jenisnya tilting dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:
1. Tilting mekanik
Tilting  mekanik  adalah  mengubah  kemiringan antena  dengan  cara  mengubahnya  dari  sisi fisik  antena.  Rigger  memiliki  alat  ukur tiltmeter yang memperlihatkan derajat kemiringan antena.
2. Tilting elektrik
Tilting  elektrik  adalah  mengubah  coverage antenna  dengan  cara  mengubah  fasa  antenna,
sehingga  terjadi  perubahan  pada  bandwidth antenna.  Mengubah  fasa  antenna  dapat dilakukan  dengan  cara  mengubah  setting electrical  tilt  pada  antenna,  yaitu  1,2,3  dst. Pengaturan  tilt  elektrik  biasanya  berada  di bagian bawah antena. [6]

## C. Atoll
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. Dengan  mengutamakan  perkembangan  alat dan  modul  pelengkap  yang  tersedia  secara komersial.  Atoll  di  desain  untuk  bekerja  di berbagai  kondisi  dari  perorangan  hingga perusahaan  besar  yang  didasarkan  oleh kofigurasi  menggunakan  komputer.  Atoll mendukung  GSM  /  GPRS  /  EDGE,  UMTS  / HSPA,  LTE,CDMA20001xRTT/EV-DO,  TD SCDMA, WiMAX dan Link Microwave. [7]

## III. PEMODELAN SISTEM
Berikut diagram alir dari penelitian ini:
Gambar 2. Flowchart

## IV. ANALISA DAN HASIL
Dalam  penelitian    ini  optimasi  jaringan 4G  LTE  mengambil  daerah  Kecamatan Samarinda  Ulu    yang  memiliki    luas  wilayah 22.12  km2,  digunakan  2  skenario  desain perancangan  yaitu:
1. Skenario  1,  Antenna  65deg  17dBi  0Tilt 1800 MHz..
Pada  scenario  1  ini  digunakan  nilai mechanical downtilit sebesar 0
2.  Skenario  2,  Antenna  65deg  17dBi  2Tilt 1800 MHz.
Pada  scenario  2  ini  digunakan  nilai mechanical downtilit sebesar 2
3.1  Perencanaan  Antenna  65deg  17dBi  0Tilt 1800MHz (Skenario 1)
1.  Berikut  data-data  parameter  untuk skenario 1
Tabel 1. Parameter Skenario 1

## 2.  Hasil simulasi desain jaringan 4G LTE
Skenario 1
Gambar  1  ditampilkan  hasil  simulasi untuk  scenario  1  dengan  menggunakan software Atoll
Gambar 3. Tampilan Maps Skenario 1
Dari  hasil  simulasi  desain    dengan skenario 1 terlihat bahwa Zone surface sebesar 22.773  km2  dengan  menggunakan  scenario dengan  parameter-pameter  yang  digunakan telah bisa semua wilayah Kecamatan Samarinda Ulu yakni 22.12 km2
Gambar 4. Generate Report Skenario 1
Pebandingan  luas  wilayah  jangkauan  pada Kecamatan  Samarinda  Ulu  dengan  pemakaian skenario 1:
Persentase wilayah jangkauan:
= (22.773/22.12) x 100 % = 102.95%
3.2  Perencanaan  Antenna  65deg  17dBi  2Tilt 1800MHz (Skenario 2)
1.  Berikut  data-data  parameter  untuk skenario 2
Tabel 2. Parameter Skenario 2
2.  Hasil  simulasi  desain  jaringan  4G  LTE Skenario 2
Berikut  pada  gambar  5  ditampilkan  hasil simulasi untuk scenario 2 dengan menggunakan software Atoll
Gambar 5. Tampilan Maps Skenario 2 Dari  hasil  simulasi  desain    dengan  skenario  2 terlihat  bahwa  Zone  surface  sebesar  22.698 km2  dengan  menggunakan  scenario  dengan parameter-pameter  yang  digunakan  telah  bisa semua  wilayah  Kecamatan  Samarinda  Ulu yakni 22.12 km2 .
Pebandingan  luas  wilayah  jangkauan  pada Kecamatan  Samarinda  Ulu  dengan  pemakaian skenario 2:
Persentase wilayah jangkauan:
= 22.698/22.12 x 100 % = 102.61%
Terlihat  dari  hasil  perhitungan di  atas,  dengan penggunaan scenario 2 juga dapat menjangkau keseluruhan wilayah daerah Kecamatan
Samarinda Ulu

## V. KESIMPULAN
Dari  hasil  analisa  penelitian  yang  telah dilakukan maka didapatkan beberapa
kesimpulan sebagai berikut : 1. Dengan  mengunakan  12  eNode  B  yang tersebar di wilayah Kecamatan Samarinda
Ulu telah dapat memiliki daerah jangkauan seluas wilayah tersebut.
2. Pada  scenario  1  dengan  pemakaian Antenna  65deg  17dBi  0Tilt  1800  Mhz memiliki  luas  wilayah  jangkauan  22.773 km 2
3. Pada  scenario  2  dengan  pemakaian
Antenna  65deg  17dBi  2Tilt  1800  Mhz memiliki  luas  wilayah  jangkauan  22.698 km 2
4. Selisih  luasan  wilayah  antara  scenario  1 dan scenario adalah 0,074 km 2

## REFERENSI
[1] Wardhana.Lingga,  Dewantoro.  Anton, Harto Isybel, Mahardika.
Dika, Hikmaturohman, Alfin, 2014, 4G
Handbook  Edisi  Bahasa  Indonesia,
Jakarta: www.nulisbuku.com
[2] Haidar.Muhammad,    Kurniawan.  Uke, 2015. Analisis perencanaan jaringan LTE frekuensi  900  MHz  pada  perairan  selat sunda,Telkom University Bandung
[3] Ulfah. Maria, Penentuan Jumlah Evolved
Node    B  Jaringan  4G  Long  Term Evolution    (LTE)    di  kecamatan samarinda ulu, 2017, Proceeding
Semnastek  ,  Universitas  Mulawarman,
Samarinda
[4] Sekar.  Melati,  Perencanaan  Jumlah  E Node B  4G  LTE  Kecamatan Balikpapan
Timur, 2016, Politeknik Negeri Balikpapan.
[5] Aprilia.Galuh,  Perencanaan  Jumlah  E node  B  untuk  Jaringan LTE  di kecamatan Samarinda Ulu Menggunakan Atoll  Versi  3.3.2  ,  2017,  Politeknik Negeri Balikpapan
[6] Makkatang.  Aziz,  Analisa  Pengaruh Perubahan  Tilt  Antena  Sektoral  BTS
Secara  Electrical  dan  Mechanical  Site XL  3G  Pakubuwono,  2015,    Jurnal Ilmiah  Giga  Volume  18    Juni  2015, Jakarta
[7] Forsk  (2009)  :  Atoll  RF  Planning  & Optimisation  Software,  U.S  :  Forsk  U.S Patent and Trademark Office. 1-18.