Dokumen tersebut merangkum perencanaan jaringan akses dan core LTE dengan beberapa langkah utama yaitu perhitungan kebutuhan bandwidth, jumlah base station berdasarkan kapasitas dan coverage, penempatan base station dan EPC, serta pemilihan teknologi transport pada core network seperti ATM dan frame relay untuk menangani QoS.
3. Kenapa LTE
1. Latency yang lebih kecil
2. Kecepatan data yang lebih besar
3. Kapasitas dan Jangkauan yang lebih besar
4. Biaya yang lebih murah
LTE atau Long Term Evolution atau yang lebih sering disebut 4G
adalah satu standar yang studinya dimulai dari tahun 2004
LTE
5. Tujuan Perencanaan Jaringan
• Coverage
• Building/Vehicle Penetration
• Traffic/Capacity
• Schedule
• Performance
• Economics
6. Jumlah Pelanggan
Jumlah BS berdasarkan Kapasitas
Jumlah BS berdasarkan Coverage
Jumlah BS berdasarkan Kapasitas Jumlah BS berdasarkan Coverage
Jumlah BS berdasarkan Kapasitas Maksimalkan Tinggi Antena
Jumlah BS berdasarkan Coverage Minimalkan Tinggi Antenna
Memaksimalkan Coverage dan Capacity
7. Diagram alir Perencanaan Jaringan : Umum
START
Analisa Kapasitas
yang dibutuhkan
Atot = (Erlang)
Kapasitas system
dari BW yang
dialokasikan
Asel = (Erlang/Sel)
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑆𝑒𝑙 =
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑃𝑒𝑙𝑎𝑦𝑎𝑛𝑎𝑛
𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑆𝑒𝑙
𝐽𝑎𝑟𝑖 − 𝐽𝑎𝑟𝑖 𝑆𝑒𝑙 =
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑆𝑒𝑙
2.6
Jumlah Sel
Atot/Asel = (sel)
Analisa Pathloss
Analisa Link Budget
Perhitungan Daya
Frequency Planning
KUALITAS
OKE ?
OPTIMASI
• Threshold handover
• Daya Pancar
• Noise Figure, dll
END
10. Perhitungan Jumlah Base Statiton
Berdasarkan Coverage
(Diambil dari gambar III.2 TA Bagus Fachsi)
Ket:: Daerah urban (merah) ,Daerah sub urban (kuning)
Parameter yang dibutuhkan:
• Daya Pancar
• Gain Antena
• Tinggi Base Station (hb)
• Sensitivitas (SNR+Noise)
• Noise Figure
• Gain Antena Receiver
• Tinggi Antena Receiver (hm)
• Frekuensi
• Model Sel
Menggunakan model (contoh: Okumura hatta atau COST 231)
Maka didapatkan Jari-jari sel dan Coverage
𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐵𝑆 =
𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑑𝑎𝑒𝑟𝑎ℎ
𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝐵𝑆
𝑛𝑜𝑡𝑒: 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑑𝑎𝑒𝑟𝑎ℎ: 𝑢𝑟𝑏𝑎𝑛 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑠𝑢𝑏 𝑢𝑟𝑏𝑎𝑛 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑟𝑢𝑟𝑎𝑙
11. Perhitungan Jumlah Base Statiton
Berdasarkan Kapasitas
Asusmsi:
• Satu BS terdiri dari berapa
sektor
• Bandwidth LTE yang
digunankan
• Modulasi yang digunakan
• TDD / FDD / Duplex
𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐵𝑆 =
𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑤𝑖𝑑𝑡ℎ
𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 1 𝐵𝑇𝑆
Penempatan Jumlah Base Statiton
𝐶𝑜𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 =
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝐷𝑎𝑒𝑟𝑎ℎ
𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐵𝑎𝑠𝑒 𝑆𝑡𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛
Perhitungan dan Penempatan EPC
𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐸𝑃𝐶 =
𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐵𝑎𝑠𝑒 𝑆𝑡𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛
𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝐸𝑃𝐶
Dibagi menjadi beberapa ring, yang tiap
ring nya memiliki trafik berbeda
13. Teknologi Transport Core Network
Alternatif teknologi transport yang bisa digunakan untuk penyediaan
konektivitas pada simpul core network pada lapis fisik dan data link
adalah sbb :
• Dedicated Private Line
• ATM virtual circuit
• Frame relayed PVC
• VPN
• MPLS
• Carrier Ethernet
14. Pemilihan Teknologi Transport
pada Core Network
Isu utama menangani quality of service (QoS) untuk trafik packet-switched.
Ukuran QoS pada trafik circuit switched di jaringan mobile wireless biasanya
diukur dalam blocking rate
Ukuran QoS untuk trafik packet-switched diukur dalam Delay dan Throughput
QoS terbaik : Dedicated private line karena tidak adanya kongesti, namum tidak
cost efektif untuk trafik bristly dan rendahnya reliability.
Sebagai perbandingan, frame relay dan ATM tidak hanya menawarkan layanan
bandwidth on demand dan dynamic bandwidth sharing, tetapi juga peningkatan
reliability
15. Pemilihan Teknologi Transport
pada Core Network
Karena ATM merupakan teknologi connection-oriented packet-switching yang
memiliki mekanisme built-in QoS,maka implementasi transport pada core
network dengan ATM akan memberikan banyak keuntungan terutama bila
diperlukan beberapa kelas QoS. Namun demikian, tetap perlu
mempertimbangkan overhead yang cukup besar yaitu 10 persen.
Disisi lain frame relay yang memiliki efisiensi overhead yang tinggi pada ukuran
frame besar mempunyai kelemahan dalam penyediaan QoS.
Sebagai alternatif, VPN bisa juga dijadikan alternatif transport pada core network
bila masalah QoS tidak critical. Namun demikian sifat IP yg merupakan
connectionless technology, tidak memiliki mekanisme absolute QoS.
16. Perencanaan Core Network
Perencanaan core network melibatkan beberapa pertimbangan agar perencanaan yang dibuat bersifat
scaleable, reliable, cost effective , dan memenuhi tujuan QoS baik pada trafik delay-tolerant data maupun
real-time.
langkah-langkah dalam perencaanaan suatu backbone network:
• Menentukan jumlah core node
• Perhitungan end to end trafik aggregate
• Menentukan persyaratan QOS
• Pemilihan teknologi transport
• Penentuan topology
• Pemilihan elemen infrastruktur core network
• Pengalokasian IP address
• Dimensi elemen jaringan dan interkoneksi
17. Model Trafik
Data yang paling sulit diperoleh dalam desain jaringan adalah informasi karakteristik trafik jaringan.
Data trafik sangat menentukan penempatan link, besarnya link dan juga konfiguras routing untuk mencapai
utilisasi dan level layanan yang diinginkan
Langkah-langkah yang diperlukan dalam pemilihan model trafik adalah :
• Perkiraan end-to-end matriks trafik peak hour
• Pemilihan topologi
• Pemilihan skema routing
• Dimensi link yang menghubungkan node
18. Penempatan Simpul Core Network
• simpul core network biasanya ditempatkan pada lokasi
dengan konsentrasi trafik tinggi untuk mereduksi cost
• RNC ditempatkan pada sekelompok Base station dengan
konsentrasi tinggi Dan PDSN hendaknya berdekatan
dengan RNC utama dan sekaligus gateway jaringan
lainnya ( MSC )
• Bergantung pada volume trafik, RNC dan PDSN dapat
dihubungkan dengan suatu backbone MPLS, ATM ataupun
Frame Relay.
20. Desain Topologi Backbone
Terdapat banyak cara untuk menghubungkan network edge node :
• Topologi Ring
• Topologi Fully Mesh
• Topologi Dual Hub
• Topologi Five Star
• Topologi Star
Permasalahan dasar dalam desain topologi backbone untuk core network adalah :
diketahui suatu set edge node dan economic cost dari link kandidat yang bisa
menghubungkan node-node tersebut baik secara langsung maupun melalui node
transit ; kemudian melakukan pemilihan suatu set N buah disjoint link, dan transit
nodes (jika ada) sedemikian rupa sehingga dapat menghubungkan node-node
tersebut yang sanggup memenuhi demand trafik, redundancy serta delay
performance secara cost effective.
21. Desain Topologi Backbone
Topologi Ring
Merupakan topologi yang sederhana
dan murah namun dengan tingkat
kehandalan sangat tinggi.
Bila satu simpul gagal meneruskan
trafik dari tetangga ke tetangga
berikutnya, maka dapat digunakan
alternative routing pada arah
sebaliknya.
Topologi Fully Meshed
Merupakan topologi yang memiliki
kehandalan tertinggi karena alternative
routingnya yang banyak.
Secara teoritis topologi ini akan
memberikan tingkat proteksi yang
terbaik dengan kemampuan
pengiriman trafik antar simpul tercepat.
Topologi Star ( Hub and Spoke )
Merupakan topologi yang
sederhana murah dan bersifat
terpusat.
Dengan topologi ini, satu simpul
ke simpul lainnya hanya
membutuhkan dua loncatan/hop.
23. Diagram alir Perencanaan Jaringan :
berdasarkan tugas akhir Bagus FachsiSTART
Pengumpulan data
kependudukan
Perhitungan
kebutuhan
bandwidth user
Analisa Keuangan
END
Perhitungan Jumlah
Base Station
Berdasarkan
Coverage: 341 BS
Capacity : 574 BS
Penempatan BS
Perhitungan dan
penempatan EPC
Ring merah: 152 BS; 7,73 Gbps
Ring Biru: 151 BS; 5,67 Gbps
Ring Hijau: 152 BS; 5,7 Gbps
Ring Hitam: 151 BS; 5,72 Gbps
24. Dari penelitian yang dilakukan oleh Baagus Fachsi, maka dapat disimpulkan beberapa hal yaitu:
1. Dengan kebutuhan bandwidth pelanggan residensial sebesar 512 kbps dan pelanggan perkantoran sebesar 1
Mbps, dibutuhkan kurang lebih sebanyak 482 eNodeB yang menggunakan band 2,6 GHz dengan coverage
sebesar 0,79 km2 pada daerah urban dan 124 eNodeB yang menggunakan band 700 Mhz dengan coverage sebesar
2,31 km2 pada daerah sub-urban serta 4 EPC untuk memenuhi kebutuhan trafik di DKI Jakarta.
2. Reliability jaringan sudah memenuhi spesifikasi. Jaringan memiliki reliability cukup tinggi yaitu 87,96% yang
artinya pelanggan akan dapat mengakses LTE selama 21 jam, 7 menit dari 24 jam setiap harinya.
3. Nilai C/I jaringan sudah memenuhi spesifikasi.C/I yang didapatkan lebih besar daripada 14 dB, sehingga jaringan
yang dibuat bisa memakai modulasi hingga 64-QAM karena interferensi co-channel kecil.
4. Berdasarkan studi kelayakan investasi dengan menghitung CAPEX,OPEX, Revenue, cashflow, NPV dan IRR,
maka dapat dikatakan bahwa jaringan LTE di DKI Jakarta layak untuk diinvestasikan baik dengan menyewa
jaringan backhaul, atau membuat jaringan backhaul sendiri karena keduanya memberikan nilai NPV > 1 trilyun
dan IRR > 40%.
5. Tingkat pengembalian uang pada jaringan LTE di DKI Jakarta cukup tinggi, ditandai dengan BEP yang terjadi pada
sekitar tahun ke-3.
Kesimpulan
25. Referensi
Tugas Akhir : PERANCANGAN JARINGAN LTE DI DKI JAKARTA DENGAN
MENGGUNAKAN DUAL BAND: 2,6GHz & 700MHz; Bagus Facsi Aginsa
Sesi 4 Perencanaan Akses dan Core Network EVDO; Dr. Ir. Joko Suryana
Notes de l'éditeur
Kapasitas dari EPC merupakan fitur yang informasinya tidak dipublikasikan secara
bebas. Selain itu, kapasitas EPC berbeda-beda sesuai dengan vendor yang
memproduksinya.
Dedicated Private Line
Saluran dedicated private TDM , link optik SONNET maupun LOS digital microwave
Keuntungan :
QOS yang baik dan kongesti bukan merupakan isu
Kemudahan dalam perancangan untuk mengatasi trafik peak
Kelemahan:
Berkurangnya reliability (biasanya tanpa alternate-rerouting)
Biaya mahal dan sensitif terhadap jarak
Tidak efisien untuk penanganan trafik sporadis
Kriteria Sizing pada Private Line
Bandwidth (size) suatu private line antar dua simpul didasarkan pada trafik puncak keduanya. Bila ada trafik lebih akan dibuang.
ATM Virtual Circuit
ATM virtual circuit dapat disediakan secara permanen maupun berdasar switching cell pada jaringan ATM.
Keuntungan :
Lebih cost effective dan mampu menyediakan bandwidth on demand
Biaya tidak sensitif terhadap jarak
Reliability lebih baik karena adanya built in-rerouting
Memungkinkan multiple virtual connection melalui suatu port fisik tunggal
Dynamic bandwidth sharing
Multi-class service untuk secara efisien mengatasi kelas trafik dan persyaratan kinerja
Kelemahan:
Perancangan lebih kompleks dan penanganan QoS
Terdapat protocol overhead
Kemungkinan terjadi packet losses dan delay dalam ATM switch
Frame Relay
Layanan frame relaying saat ini disediakan melalui PVC (permanent virtual circuit), yang di set-up oleh network operator.
Kecepatan frame relay yang saat ini disediakan oleh operator bersifat tetap 56 Kbps, 128 Kbps, 384 Kbps, dan bahkan 1.536 Mbps.
Keuntungan:
Menggunakan variable frame length sehingga bisa diatur seberapa porsi overheadnya.
Mudah dalam perancangan dan konfigurasi dibandingkan dengan ATM
Perangkat frame relay dan interface card lebih murah dibanding ATM
Menyediakan skema pricing yang tidak sensitif terhadap jarak
Memungkinkan multiple virtual connection pada suatu single physical port
Kelemahan:
Kecepatan lebih rendah dibandingkan ATM ( saat ini T1 ataupun multiple T1 dan up to DS3 rate )
Tidak ada fitur untuk penyediaan QoS yang beragam
Tidak cukup bagus untuk menangani trafik delay critical traffic seperti conversational voice
VPN
Virtual Private Network (VPN) merupakan IP tunnel yang di set up melalui internet ataupun jaringan private IP untuk transport protokol TCP atau UDP antara dua simpul
kelemahannya adalah terjadinya peningkatan tunneling overhead dan potensi performance bottlenecks.
IP merupakan teknologi connectionless sehingga tidak memiliki mekanisme absolute QoS.
Satu-satunya mekanisme QOS hanyalah dengan packet prioritization dan scheduling yang membantu membedakan diantara multiple service dan menyediakan service quality secara relatif.
Mekanisme relative QOS ini tidak diimplementasikan dalam jaringan internet, tetapi dapat diimplementasikan dalam suatu private IP network untuk koneksi antar core network element.
MPLS
Multiprotocol label switching (MPLS) merupakan suatu teknik hybrid routing dan switching dimana kemampuan IP routing dikombinasikan dengan aspek fast switching dari ATM.
Fungsi IP routing ditambahkan dalam edge device yang menggunakan informasi IP header untuk penentuan routing packet.
Paket tersebut kemudian di-tagged dengan suatu swappable label dari rute tujuan dalam intermediate node yang mana suatu ATM like switch akan melakukan fungsi switching pada label paket . Paket dapat diberi label sesuai sumber dan tujuan TCP port dan / atau IP address sumber –tujuan source-destination bersama-sama dengan prioritasi paket dan parameter QoS terkait lainnya. Pendekatan MPLS dapat dianggap sebagai suatu mekanisme flow-based resource reservation dimana packet diklasifikasikan dan discheduled menurut afiliasi flow untuk resource reservation.
Resource reservation memiliki potensi end-to-end QOS oleh karena konsep flow ; suatu flow originating dari suatu defined end point dan tujuan. Sehingga MPLS menyediakan QOS dari connection oriented data transfer dengan menjaga keuntungan IP interface dan fungsi routing dari edge of the network. MPLS dipertimbangakan sebagai pengganti IP over ATM dalam jangka panjang .
Carrier Ethernet
Teknologi Carrier Ethernet merupakan teknologi yang mulai menggantikan teknologi sebelumnya,
Implementasi Backhauling / Core berbasis Carrier Ethernet dapat dilakukan dengan beberapa cara :
Ethernet over TDM (SDH/SONET, PDH)
Ethernet over Fiber (WDM, GPON, Native Ethernet over Fiber)
Ethernet over Microwave
Ethernet over Copper (SHDSL, ADSL)
Menentukan jumlah core node berdasarkan trafik akses dan distribusinya, co-siting dengan GSM node dll.
Perhitungan end to end trafik aggregate untuk setiap layanan
Menentukan persyaratan QOS untuk setiap layanan
Pemilihan teknologi transport yang sesuai untuk menghubungkan node-node
Penentuan topology
Pemilihan elemen infrastruktur core network yang sesuai ( router / switche / simpul lainnya) dan konfigurasi yang cocok dengan persyaratan QoS
Pengalokasian IP address ke elemen jaringan dan pelanggan
Perkiraan kuantitas perangkat infrastruktur yang diperlukan untuk mendukung trafik
Dimensi elemen jaringan dan interkoneksinya
Perkiraan end-to-end matriks trafik peak hour yang didasarkan pada data eksisting ataupun data marketing
Pemilihan topologi
Pemilihan skema routing
Dimensi link yang menghubungkan node
Untuk mereduksi cost, simpul core network biasanya ditempatkan pada lokasi dengan konsentrasi trafik tinggi.
RNC ditempatkan pada sekelompok Base station dengan konsentrasi tinggi.
Dan PDSN hendaknya berdekatan dengan RNC utama dan sekaligus gateway jaringan lainnya ( MSC )
Bergantung pada volume trafik, RNC dan PDSN dapat dihubungkan dengan suatu backbone MPLS, ATM ataupun Frame Relay.
Topologi Ring
Merupakan topologi yang sederhana dan murah namun dengan tingkat kehandalan sangat tinggi.
Bila satu simpul gagal meneruskan trafik dari tetangga ke tetangga berikutnya, maka dapat digunakan alternative routing pada arah sebaliknya.
Jaringan dengan topologi ini memerlukan link beberapa loncatan untuk meneruskan trafik, sehingga mempunyai keterlambatan yang jauh lebih besar dibandingkan dengan topologi star. Topologi ini kurang mendukung skalabilitas jaringan.
Topologi Fully Meshed
Merupakan topologi yang memiliki kehandalan tertinggi karena alternative routingnya yang banyak.
Secara teoritis topologi ini akan memberikan tingkat proteksi yang terbaik dengan kemampuan pengiriman trafik antar simpul tercepat.
Namun demikian implementasi jaringan dengan topologi ini akan membuat biaya pengadaan jaringan menjadi sangat mahal. Topologi ini kurang mendukung skalabilitas.
Topologi Star ( Hub and Spoke )
Merupakan topologi yang sederhana murah dan bersifat terpusat.
Dengan topologi ini, satu simpul ke simpul lainnya hanya membutuhkan dua loncatan/hop.
Namun demikian, topologi ini membutuhkan kinerja Hub yang sangat kuat, karena begitu Hub gagal, maka seluruh jaringan tidak akan bisa bekerja karena ketergantungannya pada fungsi Switching dari Hub.