Komunikasi LOS (Line Of

Sight)

Pendahuluan
Komunikasi pada frekuensi diatas 30 MHz
umumnya adalah komunikasi gelombang
ruang ( Line Of Sight danWireless ) dan
gelombang ruang bebas ( Space
Communication )

Komunikasi Line Of Sight (LOS)

Sistem transmisi gelombang mikro bekerja pada
frekuensi UHF 300 MHz-30 GHz (pada umumnya 1-30
GHz) yang mempunyai panjang gelombang dalam
ruang bebas antara 1 cm-1 m.
Pada teknik gelombang mikro, suatu hubungan
komunikasi disebut Line of Sight (LOS), jika antara
antena pengirim dan penerima dapat saling melihat
tanpa adanya penghalang pada lintasan pada batasbatas tertentu
Hubungan Line Of Sight biasa digunakan untuk
broadband connectivity communication dengan
frekuensi pembawa umumnya diatas 1 GHz.
Jarak Komunikasi : Link Line Of Sight, atau sering juga
disebut hop, umumnya memiliki panjang 10 -100 km

 Informasi yang dibawa bisa jadi adalah satu atau

campuran dari informasi sbb:

Kanal telepon
Informasi data
Telegraph dan telex
Facsimile
Video
Program channel
Telemetry

Parameter parameter dalam popagasi line of sight

antara lain: panjang lintasan, faktor k, tinggi
tonjolan bumi, daerah Fresnel, tinggi penghalang
dan tinggi penghalang tambahan.

Dimana:
Ta1 = tinggi antena stasiun pemancar (m)
Ta2 = tinggi antena stasiun penerima (m)
Ap1 = altitude stasiun pemancar (m)
Ap2 = altitude stasiun penerima (m)
C = clearance (m)
P1 = altitude tinggi penghalang (m)
P2 = tinggi penghalang (m)
k = faktor kelengkungan bumi
d1 = jarak penghalang ke pemancar (m)
d2 = jarak penghalang ke penerima (m)

Parameter Propagasi Sistem

LOS
Panjang lintasan
Panjang lintasan merupakan jarak antara antenna
pemancar dengan antenna penerima yang dapat
ditentukan dengan pengukuran pada peta topografi.
Faktor k
Dalam propagasi, sebuah sinyal dari pengirim ke
penerima tidak selamanya merupakan suatu
lintasan yang lurus. Pada kondisi atmosfer tertentu
kurva sinyal dapat mengalami refraksi melengkung
menjauhi atau mendekati permukaan bumi, maka
hal itu perlu diantisipasi dengan mengunakan suatu
factor pengali jari-jari bumi yang disebut factor k.
Untuk kondisi atmosfer normal seperti di Indonesia,
digunakan faktor k sebesar 4/3 atau 1. 33.

Daerah Fresnel
Suatu hubungan komunikasi disebut Line of Sight
(LOS), jika antara antena pengirim dan penerima
dapat saling melihat tanpa adanya penghalang pada
lintasan pada batas-batas tertentu. Untuk menetukan
Line Of Sight, teori Fresnel Zone harus diterapkan.
Fresnel Zone sebagai lorong berbentuk bola rugby
dengan antena pemancar & penerima di ujungujungnya.
Dalam daerah Fresnel zone tidak boleh ada
pengganggu sinyal. Fresnel Zone dibuat beberapa
lapis, tampak pada gambar
adalah Fresnel Zone
lapisan pertama, kedua dan ketiga. Bentuknya elips
yang menghubungkan ke dua titik antenna di
ujungnya.

 Fresnel pertama merupakan daerah yang mempunyai

fading multipath terbesar, sehingga diusahakan untuk
daerah Fresnel pertama dijaga agar tidak dihalangi oleh
obstacle. Secara matematis daerah Fresnel didekati
dengan rumus sebagai berikut:

n.d1.d 2
Fn 17,3
f .d

dimana:
Fn = Jari jari Fresnel (m)
n = daerah Fresnel ke n
d1 = jarak ujung lintasan pemancar ke penghalang (km)
d2 = jarak ujung lintasan penerima ke penghalang (km)
f = frekuensi (Ghz)
d = d1 + d2 (km)

Faktor koreksi
kelengkungan bumi

Pada analisa daerah Fresnel, jari-jari dihitung pada kondisi

bumi datar, oleh sebab itu untuk analisa bumi bulat (kondisi
nyata/riil) perlu ditambahkan perhitungan faktor koreksi
terhadap kelengkungan bumi pada titik obstacle. Faktor
koreksi dapat dituliskan sebagai berikut:
hcorrection

0, 079d1d 2
k

h correction (m) = menyatakan perbedaan tinggi

permukaan bumi pada kurva permukaan datar dan kurva
permukaan bumi melengkung pada titik obstacle.
d1 = jarak ujung lintasan (Tx/Rx) ke penghalang (km).
d2 = jarak ujung lintasan lain (Tx/Rx) ke penghalang (km)
k = faktor kelengkungan bumi
Lintasan sinyal yang ditransmisikan dalam system LOS
harus mempunyai daerah bebas hambatan, minimum 0,6
x F1 (jari - jari daerah fresnel 1) , belum termasuk koreksi
terhadap kelengkungan bumi.

Tinggi Antena
Untuk
menetukan
tinggi
antena
sangat
ditentukan oleh Fresnel Zone Clearence.
Fresnel Zone Clearence adalah daerah yang
bebas hambatan / penghalang agar sistem
bersifat Line of Sight (LOS).
Fresnel Zone Clearence diperoleh dari minimal 60
% dari Fresnel Zone yang pertama (r1).
Ada dua kondisi yang harus diperhatikan dalam
menentukan tinggi antena, yaitu kondisi tanpa
penghalang dan kondisi dengan penghalang.
Gambar ilustrasinya dapat dilihat pada gambar 8.

Gambar Tx (pemancar) dan Rx

(penerima) dengan penghalang

 Kondisi tanpa penghalang

Untuk kondisi tanpa penghalang,
maka d1= d2 = d/2 dan tinggi antena
dapat dihitung dengan persamaan
berikut :
tinggi antena = 0.6 x F1

 Kondisi dengan penghalang

Untuk kondisi dengan penghalang,
jika tinggi penghalang adalah hp,
maka tinggi antena dapat dihitung
dengan persamaan berikut :
tinggi antena = 0.6 x F1 + tinggi
penghalang

Rugi Rugi Propagasi Gel. Radio

Perambatan gelombang radio di ruang
bebas dari stasiun pemancar ke stasiun
penerima akan mengalami penyebaran
energi di sepanjang lintasannya, yang
mengakibatkan kehilangan energi yang
disebut rugi (redaman) propagasi.
Rugi propagasi adalah akumulasi dari :

redaman
redaman
redaman
redaman

saluran transmisi
ruang bebas(free space loss)
oleh gas (atmosfer) dan
hujan

Redaman saluran transmisi

Redaman saluran transmisi ditentukan oleh
loss feeder dan branching.
Redaman feeder terjadi karena hilangnya
daya sinyal sepanjang feeder, sehingga
redaman feeder identik dengan panjang
dari feeder tersebut.
Untuk sistem di atas 1 GHz, waveguide
lebih efektif dari kabel koaksial.
Sedangkan redaman branching terjadi pada
percabangan antara perangkat transmisi
radio Tx/Rx.

Redaman ruang bebas (free space

loss)

Redaman ruang bebas merupakan redaman

sinyal yang terjadi akibat dari media udara yang
dilalui oleh gelombang radio antara pemancar
dan penerima . Perambatan gelombang radio di
ruang bebas akan menghalangi penyebaran
energi di sepanjang lintasannya sehingga terjadi
kehilangan energi.
Perhitungan redaman ruang bebasnya
LFS (dB) = 32,44
+ 20.Log
F(MHz) +
menggunakan
rumus
model propagasi
umum
20.Log
D(km)
(Free
Space
Loss)atau
sebagai berikut:
LFS (dB) = 92,45 + 20.Log F(GHz) + 20.Log D(km

Redaman oleh gas (atmosfer)

Pada prinsipnya gas-gas di atmosfer akan
menyerap sebagian dari energi gelombang radio,
dimana pengaruhnya tergantung pada frekuensi
gelombang, tekanan udara dan temperatur udara.
Pengaruh redaman paling besar berasal dari
penyerapan energi oleh O2 dan H2O, sedangkan
pengaruh penyerapan gelombang radio oleh gasgas seperti CO, NO, N2O, NO2, SO3, O3 dan gas
lainnya dapat diabaikan.
Untuk sistem transmisi yang beroperasi pada
frekuensi kerja di bawah 10 GHz, redaman gas
atmosfer dapat diabaikan karena kecil
pengaruhnya, akan tetapi untuk frekuensi di atas
10 GHz, redaman gas atmosfer perlu
diperhitungkan.

Redaman hujan
Tetes-tetes hujan menyebabkan
penghamburan dan penyerapan energi
gelombang radio yang akan menghasilkan
redaman yang disebut redaman hujan.
Besarnya redaman tergantung pada
besarnya curah hujan. Redaman hujan
tidak dapat ditentukan secara pasti tetapi
ditentukan secara statistik.
Untuk sistem transmisi yang beroperasi
pada frekuensi kerja di bawah 10 GHz,
redaman dapat diabaikan karena kecil
pengaruhnya, akan tetapi untuk frekuensi
di atas 10 GHz, redaman hujan perlu
diperhitungkan.

Rugi Penghalang
Jika lintasan radio sistem LOS terhalang
oleh obstacle karena disengaja
berdasarkan pertimbangan ekonomis,
maka redaman penghalang
(ADDITIONAL LOSS) dapat dicari
dengan bantuan diagram
Rugi ini dapat ditiadakan dengan
menggunakan suatu rumusan SEGITIGA

Berikut prosedur untuk mendapatkan additional/obstacle loss :

1. Tentukan titik A pada skala 3 yg memotong diantara titik d1
pada skala 2 dengan titik d2 pada skala 4
2. Tentukan titik ds dimana perpanjangan garis yg
menghubungkan titik d1 + d2 pada skala 1 dgn titik A pada
skala 5
3. Tentukan titik B pada skala 7 dimana perpanjangan dari
sebuah garis yg menghubungkan titik H = 20 m pada skala
6 dengan dgn titik ds
4. Tentukan rugi-rugi additional loss/obstacle loss pada skala
9 dimana perpanjangan sebuah garis yg menghubungkan
titik Frekuensi pada skala 8 dengan titik B pada skala 7
Co. : Tentukanlah additional loss/obstacle loss objek yg memiliki knife edge
setinggi 20 m pada jalur sepanjang 60 km antara titik pemancar dan titik
penerima dimana d1 = 10 km dan d2 = 50 km pada frekuensi 150 MHz

Hasilnya

ds

Menghitung Link Budget Pada

Sistem LOS
Gt

Gr

EIRP

Pt

Tx

IRL
Lr

Lt

SITE A

Rugi Propagasi

RSL
SITE B

Rx

Menghitung Link Budget

Tahapan untuk menghitung link budget
sinyal adalah sebagai berikut :
1. Menentukan
Power (EIRP)
2. Menentukan
3. Menentukan
4. Menentukan
5. Menentukan

nilai Effective Isotropic Received

nilai
nilai
nilai
nilai

Path Loss
Isotropic Received Level (IRL)
Received Signal Level (RSL)
Carier to Noise Ratio (C/N)

Analisa dilakukan untuk frekuensi 1-10 GHz

Menentukan EIRP
Evective Isotropic Received Power (EIRP)
menunjukkan nilai efektif daya yang dipancarkan
antena pemancar. Nilai ini dipengaruhi oleh level
keluaran pemancar, kemungkinan rugi-rugi
feeder (saluran transmisi) dan gain antena.
Secara matematis, nilai ini dapat ditulis:
EIRP (dBW) = Daya output Tx (dBW) Rugi
saluran transmisi (dB) + Gain antena Tx (dB)
atau : EIRP (dBW) = Pt - Lt + Gt

Elemen-elemen dalam menghitung EIRP

Contoh
Jika suatu transmitter microwave
memiliki daya output 1 W (0 dBW) ,
rugi saluran transmisi adalah 3 dB
dan gain antena adalah 34 dBi,
Berapa EIRP dalam dBW?
Solusi :
EIRP = 0dBW 3dB + 34 dBi = +31
dBW.

Menentukan Path Loss

Untuk sistem transmisi yang
beroperasi pada frekuensi kerja di
bawah 10 GHz, redaman gas atmosfer
dan redaman hujan dapat diabaikan
karena kecil pengaruhnya, akan tetapi
untuk frekuensi di atas 10 GHz,
redaman gas atmosfer perlu
diperhitungkan.
Sehingga :
Path loss = Free Space Loss (L FS)

Menentukan IRL
Isotropic Received Level (IRL) merupakan nilai
level daya isotropic yang diterima oleh stasiun
penerima. Nilai IRL ini bukan nilai daya yang
diterima oleh sistem atau rangkaian decoding.
Akan tetapi nilai ini adalah nilai level daya
terima antena penerima.
Besar nilai IRL ini adalah:
IRL (dBW) = EIRP (dBW) Path loss (dB)
Untuk frekuensi kerja dibawah 10 GHz, Path loss
= Free Space Loss (LFS)

Menentukan RSL
Received Signal Level (RSL) merupakan
level daya yang diterima oleh piranti pengolah
decoding. Nilai RSL ini dipengaruhi oleh
rugi-rugi saluran transmisi dan gain antena
penerima.
Dengan ini nilai RSL dapat dihitung dengan
rumus:
RSL (dBW) = IRL (dBW ) + Gain antena Rx (dB)
rugi saluran transmisi (dB)
atau : RSL(dBW) = IRL (dBW) + Gr (dB) - Lr (dB)

Contoh
Misalkan IRL adalah 121 dBW, gain
antena Tx adalah 31 dB, and rugi
saluran transmisi adalah 5.6 dB.
Tentukanlah RSL ?
Solusi :
RSL =121 dBW+ 31 dB 5.6 dB
=95.6 dBW.

Menentukan nilai Carier to Noise

Ratio (C/N)
Menentukan Level Noise Receiver
Level noise thermal dari receiver
merupakan fungsi noise figure dan
bandwidth dari receiver.
C/N (dB)= RSL Pn
Pn = Thresold noise termal
Pn = -204 (dBW/Hz) + NF + 10 log Bwif
(Hz)
Dimana :
NF = noise figure ; Bwif =
Bandwidth

 Menentukan Noise Figure

Noise yang dihasilkan oleh peralatan disebut noise
figure (dB) atau noise temperature. Setiap
peralatan (device) walaupun peralatan passive
menghasilkan noise thermal diatas nol.
Noise figure (dB) adalah perbandingan antara rasio
signal-to-noise input dengan rasio signal-to-noise
output dari peralatan yang sama.
Kita dapat mengkonversi noise figure ke noise
temperature dalam kelvins rumus sbb :
NF (dB) = 10 log(1 + Te/290)
dimana Te = noise temperature efektif dari
peralatan (oK)

Contoh
Misalkan noise figure dari peralatan
adalah 3 dB. Maka berapa noise
temperature?
Solusi :
3dB = 10 log(1 + Te/290),
0.3 = log(1 + Te/290),
1.995 = 1 + Te/290.
Kita bulatkan 1.995 menjadi 2, maka :
2 1 = Te/290, Te = 290 K.

Contoh
Receiver microwave mempunyai
noise figure 8 dB dan bandwidthnya
10 MHz. Berapa level noise thermalnya?
Solusi :
Pn = 204 dBW/Hz + 8dB + 10
log(10 106)
= 204 dBW/Hz + 8dB + 70 dB
= 126 dBW.

 Suatu sistem penerima terdiri dari antena

dan LNA. Diketahui bahwa Antena noise
temperatur 60 oK dan LNA noise
temperatur 50 oK, maka berapakah total
power noise dan noise temperatur dari
sistem penerima tersebut jika diketahui
bandwidthnya 24 MHz?
Maka besar power noise untuk antena
adalah :

Diagram Level Link Budget

Lihat diagram di atas

PT = Threshold + FM + Lfr GR + Lp GT + Lft
Dengan :
PT = daya pancar Tx
Daya Threshold = level tertentu, tergantung
dari service yang diberikan, dan QoS yang
dicapai
FM = Fading Margin, diberikan jika diperlukan
Lr = Rx cable loss (dB)
GR = gain antena Rx
Lp = redaman propagasi (dB)
GT = gain antena Tx (dB)
Lt = Tx cable loss (dB)

Example
Hitunglah C/N (dB) dari radiolink yang
mentransmisikan 960 kanal suara telepon
FDM (Bandwidth 18,228 MHz). Desain link
didasarkan pada rekomendasi ITU dan
panjang link 35 km. Frekuensi kerja adalah
6,1 GHz dan daya pancar transmitter adalah
750 mW. Saluran transmisi yang digunakan
adalah waveguide dengan rugi-rugi saluran
transmisi di Tx dan Rx adalah 2,1 dB. Noise
figure receiver adalah 9 dB. Gain antena Tx
dan Rx adalah 30 dB. Dan rugi-rugi yang
disebabkan oleh gas adalah 0,3 dB.

Solusi :
Hitung EIRP : EIRP = Pt Lt + Gt = 28,75
2,1 + 30 = 56,65 dBm
Pt = 10 log (750 mW / 1 mW) = 28,75 dBm
Hitung IRL : IRL = EIRP Path Loss

Path Loss = FSL + Lg = 139,04 dB + 0,3 dB

= 139,34 dB
RSL = 56,65 dBm 139,34 dB = - 82,69 dBm

 Hitung RSL : RSL = IRL Lr + Gr = 82,69 2,1 + 30 = -54,79 dBm =

84,79 dBW

 Hitung Pt

Perhitungan Gain Antena

Perhitungan gain antena dapat dicari
dari diameter reflactor dan frekuensi
kerja :
G = 20 log B (ft) + 20 log F (GHz) + 7,5
atau :
G = 20 log B (m) + 20 log F (GHz) +
17,8
Persamaan diatas untuk asumsi
efisiensi antena 55%.

Contoh
A LOS microwave radiolink requires an
antenna with a 32-dB gain. The link
operates at 6 GHz. What diameter
parabolic dish is required? Assume an
aperture efficiency of 55%.
Solusi :
32 dB = 20 log B + 20 log 6.0 + 7.5 dB
20 log B = 24.5 - 15.6
log B = 8.9 / 20
B = 2.8 ft

Contoh 1
Transmitter menghasilkan daya 50 W. Nyatakan daya
transmit tsb dalam (a). dBm, dan (b). dBW. Jika antena Tx
dan Rx yang digunakan adalah antena isotropis dan
frekuensi kerja 900 MHz, (c). tentukanlah daya yang diterima
(dBm) oleh antena penerima dengan jarak free space 100 m.
Jawab :
Daya yang dipancarkan Tx, Pt = 50 W;
Frekuensi
900
Pt 10 logkerja,
10 log 50 x 103 47 dBm
Pt (mW)fc/ (1=mW)
MHz
(a).
(b).

Pt 10 log Pt (W) / (1 W) 10 log 50 17 dBm

2
PG
50(1)(1)(1/ 3) 2
t t Gr
Pr

(3,5 x 106 ) W 3,5 x 10 3 mW

2 2
2
2
(c).
(4 ) d
(4 ) (100)

Pr 10 log Pr (mW) / (1 mW) 10 log 3,5 x 10 3 24,5 dBm

Contoh 2

Suatu Radio Microwave LOS dengan frekuensi carrier yang

digunakan 1 GHz, Gt = 1, dan Gr = 2, daya yang
dipancarkan antena Rx = 50 W dan jarak antara Tx dan Rx
adalah 10 km. Tentukanlah :
(a). Redaman ruang bebas (free space loss)
(b). Daya yang diterima antena Rx (dB)
Solusi
L FS : dB = 92,45 + 20 log F GHz + 20 log D(km)
(a).
= 92,45 + 20 log (1) + 20 log (10)
= 92,45 + 0 + 20 = 112,45

(b).

2
PG
50(1)(2)(0,3) 2
t t Gr
Pr

(5, 705 x 1010 ) W 5, 705 x 10 7 mW

2 2
2
2
(4 ) d
(4 ) (10000)

Pr 10 log Pr (mW) / (1 mW) 10 log 5, 705 x 10 7 62, 437 dBm

Contoh 3
Suatu radio microwave 1 GHz. Tinggi pemancar
Tx dan Rx 30 m. Jarak Tx dan Rx adalah 10 km.
Jika diantara Tx dan Rx terdapat bangunan
bertingkat dengan tinggi 10 m pada jarak 4 km
dari Tx. Daya yang dipancarkan 100 dBm. Gain
antena Tx dan Rx adalah 3 dan 2 dB. Hitunglah :
1. Path Clearence. Apakah path clerence memenuhi
syarat LOS ?
2. Daya yang diterima antena Rx (dBm)
3. Redaman ruang bebas.
4. Ulangi untuk frekuensi 10 GHz.

Solusi
Path Clearence = daerah bebas penghalang
C = 30 10 = 20 m
F1 17,3

d1d 2
4.6
17,3
26,80 m
fD
1.10

C = 20 / 26,80 x 100 % = 74,62 %

Syarat LOS adalah C minimal 60 % atau 0,6 dari
F1
Maka syarat LOS terpenuhi.

Tugas 1
Komunikasi LOS microwave dengan frekuensi 1 GHz.
Jarak antara Tx dan Rx adalah 10 Km. Terdapat
penghalang dengan tinggi 15 m antara Tx dan Rx
pada jarak 4 Km dari Tx. Daya yang keluar dari Tx
adalah 2 W. Gain antena Tx adalah 10 dB. Gain
antena Rx adalah 20 dB. Noise Figure (NF) perangkat
Rx adalah 8 dB. Panjang kabel feeder diperlukan =
tinggi menara + 7 m. Redaman kabel feeder 0,01
dB/m.
Tentukanlah :
a) tinggi antena Tx dan Rx agar syarat LOS terpenuhi
b) RSL dan C/N

Tugas 2
Apakah yang dimaksud dengan
Fading
Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis
fading
Jelaskan bagaimana cara mengatasi
fading

Tugas 3
Sistem komunikasi radio dengan
jarak 5 km dengan frekuensi kerja
900 MHz. Ada penghalang dengan
tinggi 10 m antara Tx dan Rx pada
jarak 2 Km dari Tx. Tentukanlah rugi
penghalangnya.