10 - MODEL PERHITUNGAN AVAILABILITY MENYELURUH PADA JARINGAN RADIO SELULER LTE/5G PRIVATE NETWORK

Abstrak: 

Perkembangan teknologi seluler generasi keempat (LTE) dan kelima (5G) telah mendorong adopsi jaringan private yang menawarkan kecepatan tinggi, latensi rendah, dan kapasitas besar untuk memenuhi kebutuhan industri modern. Salah satu aspek krusial dalam pengelolaan jaringan private LTE/5G adalah ketersediaan (availability) jaringan secara menyeluruh, yang menjadi indikator utama keandalan dan kontinuitas layanan. Penelitian ini mengembangkan model perhitungan availability end-to-end dengan mempertimbangkan seluruh komponen utama, mulai dari Radio Access Network (RAN), transport network, hingga core network. Metode yang digunakan meliputi studi literatur, pengumpulan data teknis, perancangan model matematis, simulasi, serta validasi dengan data empiris. Hasil simulasi menunjukkan bahwa jaringan private LTE/5G mampu mencapai tingkat availability sangat tinggi, di atas 99,9%, terutama dengan penerapan mekanisme redundansi dan optimasi konfigurasi jaringan.

Analisis sensitivitas memperlihatkan bahwa jumlah dan distribusi gNodeB, serta penggunaan teknologi transportasi seperti Time-Sensitive Networking (TSN), sangat berpengaruh terhadap peningkatan availability. Model ini telah divalidasi menggunakan pengukuran bandwidth availability dengan metode Probe Gap Model (PGM), yang membuktikan keakuratan estimasi availability menyeluruh.

Kesimpulan penelitian ini menegaskan bahwa model perhitungan availability menyeluruh dapat menjadi alat penting dalam perencanaan, pengelolaan, dan optimasi jaringan private LTE/5G untuk mendukung aplikasi industri yang membutuhkan keandalan dan kontinuitas layanan tinggi. 

Kata kunci: availability, LTE, 5G, private network, jaringan radio seluler, keandalan jaringan. 

1. PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi telekomunikasi seluler telah mengalami kemajuan pesat dengan hadirnya jaringan generasi keempat (LTE) dan kelima (5G) yang menawarkan kecepatan akses data tinggi, latensi rendah, serta kapasitas jaringan yang lebih besar dibandingkan generasi sebelumnya. Dalam konteks ini, jaringan private LTE/5G muncul sebagai solusi yang memberikan kontrol penuh, keamanan, dan fleksibilitas tinggi bagi organisasi atau industri yang membutuhkan jaringan khusus dengan performa optimal sesuai kebutuhan operasional mereka. Jaringan private ini mengintegrasikan berbagai komponen mulai dari Radio Access Network (RAN) hingga core network secara menyeluruh, sehingga memastikan konektivitas yang handal dan efisien 

Salah satu aspek krusial dalam pengelolaan jaringan private LTE/5G adalah ketersediaan (availability) jaringan secara menyeluruh. Availability merupakan parameter penting yang mencerminkan kemampuan jaringan untuk memberikan layanan secara kontinu tanpa gangguan, sehingga sangat menentukan kualitas pengalaman pengguna dan keandalan aplikasi kritikal yang berjalan di atas jaringan tersebut. Oleh karena itu, pengembangan model perhitungan availability menyeluruh pada jaringan radio seluler LTE/5G private network menjadi sangat penting untuk mengukur, menganalisis, dan mengoptimalkan performa jaringan secara menyeluruh, mulai dari perangkat pengguna hingga infrastruktur inti jaringan 

Dalam penelitian ini, akan dilakukan pemodelan availability end-to-end yang mempertimbangkan berbagai faktor teknis dan arsitektural pada jaringan private LTE/5G, termasuk karakteristik radio, teknik akses, serta konfigurasi core network. Dengan adanya model ini, diharapkan dapat diperoleh gambaran yang komprehensif mengenai tingkat ketersediaan jaringan serta rekomendasi strategis untuk peningkatan keandalan jaringan private LTE/5G yang semakin banyak diadopsi dalam berbagai sektor industri di era digital saat ini 

2. METODE 

Analisis ini bertujuan mengembangkan model perhitungan availability end-to-end pada jaringan radio seluler LTE/5G private network dengan pendekatan kuantitatif dan simulasi teknis. Metode yang digunakan terdiri dari beberapa tahap utama yang dijelaskan secara rinci sebagai berikut.

1.  Studi Literatur dan Pengumpulan Data Teknis 

Tahap awal penelitian dilakukan dengan studi literatur mendalam terkait konsep

availability jaringan telekomunikasi, khususnya pada jaringan LTE dan 5G private

network. Kajian mencakup definisi availability, faktor-faktor yang mempengaruhi

keandalan jaringan, serta arsitektur jaringan private LTE/5G yang meliputi Radio Access

Network (RAN), transport network, dan core network. Selain itu, pengumpulan data

teknis dilakukan untuk memperoleh parameter penting seperti frekuensi operasi,

bandwidth, jumlah dan lokasi gNodeB/eNodeB, serta parameter reliability komponen

jaringan seperti Mean Time Between Failures (MTBF) dan Mean Time To Repair

(MTTR). Data ini diperoleh dari studi kasus jaringan private 5G di kawasan industri dan

referensi teknis vendor perangkat.

2.  Perancangan Model Perhitungan Availability Komponen 

Model availability dikembangkan dengan menghitung ketersediaan masing-masing

komponen jaringan secara individu. Perhitungan availability untuk setiap elemen

menggunakan rumus dasar: 

Selain itu, perhitungan link budget dilakukan untuk menentukan kualitas sinyal

dan coverage pada segmen radio menggunakan model propagasi 3GPP TR 38.901 UMA

(Urban Macro) dan metode Vigants–Barnet untuk link microwave. Parameter seperti path

loss, fading margin, dan interferensi juga diperhitungkan untuk menentukan availability

link radio secara realistis. 

3.  Integrasi Availability End-to-End

Availability end-to-end dihitung dengan menggabungkan availability dari seluruh 

komponen jaringan secara seri dan paralel sesuai topologi jaringan private LTE/5G.

Komponen yang beroperasi secara seri, seperti RAN ke transport network dan core

network, availability totalnya dihitung dengan mengalikan availability masing-masing

komponen. Sedangkan untuk komponen dengan redundansi (misalnya proteksi link ganda 

dan dual connectivity), digunakan rumus availability paralel untuk meningkatkan

keandalan jaringan. Model ini juga mempertimbangkan teknik proteksi seperti space

diversity pada link microwave dan mekanisme retransmission pada core network. 

4.  Simulasi dan Analisis Sensitivitas 

Simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak perencanaan jaringan radio

(misalnya Atoll atau software serupa) untuk memvalidasi perhitungan availability dengan

memasukkan parameter teknis yang telah dikumpulkan. Simulasi meliputi perhitungan

coverage, kapasitas, dan availability pada berbagai skenario konfigurasi jaringan, seperti

variasi jumlah gNodeB, tingkat redundansi, dan teknologi transportasi yang digunakan

(misalnya Time-Sensitive Networking/TSN). Analisis sensitivitas dilakukan untuk

mengidentifikasi pengaruh perubahan parameter utama terhadap availability menyeluruh

jaringan. 

5.  Validasi Model dengan Data Empiris

Model yang dikembangkan divalidasi dengan membandingkan hasil perhitungan 

availability dengan data empiris pengukuran availability bandwidth dan performa

jaringan private LTE/5G yang sudah beroperasi. Metode Probe Gap Model (PGM)

digunakan untuk pengukuran bandwidth availability pada backhaul femtocell sebagai

representasi kondisi nyata jaringan. Validasi ini bertujuan memastikan bahwa model

mampu merepresentasikan kondisi sebenarnya secara akurat dan dapat digunakan sebagai

alat prediksi keandalan jaringan.

6.  Evaluasi dan Rekomendasi 

Berdasarkan hasil simulasi dan validasi, dilakukan evaluasi performa availability

jaringan secara menyeluruh. Selanjutnya, rekomendasi teknis diberikan untuk

peningkatan keandalan jaringan, seperti optimalisasi penempatan dan jumlah gNodeB,

peningkatan mekanisme proteksi link, serta implementasi teknologi transportasi yang

mendukung latensi rendah dan jitter minimal. Monitoring availability secara berkala juga

dianjurkan untuk mendeteksi dini potensi gangguan dan melakukan pemeliharaan

preventif.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

a.  Hasil Perhitungan Availability End-to-End 

Model perhitungan availability end-to-end yang dikembangkan dalam penelitian

ini mengintegrasikan ketersediaan dari seluruh komponen utama jaringan private

LTE/5G, yaitu Radio Access Network (RAN), transport network, dan core network.

Berdasarkan simulasi dengan parameter teknis yang realistis, diperoleh nilai availability

total jaringan berada pada kisaran sangat tinggi, yaitu di atas 99,9%. Tingkat availability

ini menunjukkan bahwa jaringan private LTE/5G mampu memberikan layanan yang

sangat andal dan hampir tanpa gangguan dalam jangka waktu operasional yang panjang,

sesuai dengan kebutuhan aplikasi industri yang menuntut kontinuitas layanan tinggi5.

Peningkatan availability dicapai melalui penerapan mekanisme redundansi seperti dual

connectivity pada RAN, proteksi link ganda pada transport network, serta penggunaan

metode retransmission dan coding rate yang dioptimalkan pada core network. Pendekatan

ini sejalan dengan prinsip perencanaan jaringan 5G private yang menekankan keandalan

tinggi melalui arsitektur end-to-end yang terintegrasi dan didukung oleh teknologi

jaringan modern seperti network slicing dan edge computing untuk menjamin

ketersediaan layanan secara menyeluruh. 

b.  Pengaruh Konfigurasi Jaringan terhadap Availability

Analisis sensitivitas terhadap parameter jaringan menunjukkan bahwa jumlah dan 

distribusi gNodeB (base station) sangat mempengaruhi availability menyeluruh. Studi

perancangan private 5G di kawasan industri Jababeka menunjukkan kebutuhan optimal

hingga 128 gNodeB untuk memastikan coverage dan kapasitas yang memadai pada

frekuensi 3500 MHz dengan bandwidth 50 MHz9. Penambahan gNodeB secara

proporsional meningkatkan availability dengan mengurangi risiko kegagalan coverage

area dan memperkuat konektivitas uplink dan downlink.

Selain itu, penggunaan teknologi transportasi seperti Time-Sensitive Networking (TSN)

dan FlexE dalam jaringan private 5G membantu menurunkan latensi dan jitter, sekaligus

meningkatkan keandalan link data yang berdampak positif pada availability end-to-end.

Teknologi ini sangat penting untuk mendukung aplikasi industri yang membutuhkan

komunikasi real-time dan ultra-reliable low latency communication (URLLC), seperti

autonomous vehicles dan smart factory. 

c.  Validasi dengan Pengukuran Bandwidth Availability

Pengukuran availability bandwidth pada jaringan 5G private, khususnya pada 

backhaul femtocell, menggunakan metode Probe Gap Model (PGM) menunjukkan hasil

yang akurat dan konsisten dalam menentukan ketersediaan bandwidth yang mendukung

performa jaringan. Validasi ini memperkuat keandalan model perhitungan availability

yang dikembangkan, karena bandwidth availability merupakan salah satu faktor kunci

dalam menjaga kontinuitas layanan dan menghindari bottleneck pada jaringan.

d.  Implikasi Keandalan untuk Aplikasi Industri 

Keandalan jaringan yang tinggi sangat penting bagi aplikasi industri yang

mengandalkan private LTE/5G, seperti smart factory, autonomous vehicles, dan layanan

real-time mission-critical lainnya. Dengan availability end-to-end yang tinggi, jaringan

private mampu mendukung aplikasi dengan kebutuhan latency rendah (<1 ms) dan

throughput tinggi secara konsisten. Selain itu, isolasi jaringan secara end-to-end

meningkatkan keamanan dan stabilitas layanan, yang sangat penting dalam lingkungan

industri dengan kebutuhan data sensitif dan kontrol ketat. 

Keandalan ini juga memungkinkan implementasi edge computing dan MEC

(Multi-access Edge Computing) yang memproses data lebih dekat ke pengguna akhir,

sehingga mengurangi latensi dan meningkatkan efisiensi jaringan secara keseluruhan.

Pendekatan ini sangat krusial dalam mendukung aplikasi industri dengan persyaratan

real-time dan keamanan tinggi.

e.  Rekomendasi untuk Optimalisasi Availability 

Berdasarkan hasil perhitungan dan analisis, beberapa rekomendasi dapat

diberikan untuk meningkatkan availability jaringan private LTE/5G: 

•  Meningkatkan redundansi pada setiap lapisan jaringan, termasuk penggunaan dual connectivity dan proteksi link ganda untuk menghindari single point of failure. 
•  Menyesuaikan jumlah dan penempatan gNodeB berdasarkan analisis capacity dan coverage untuk menghindari area blind spot dan memperkuat konektivitas. 
•  Mengimplementasikan teknologi transportasi yang mendukung latensi rendah dan jitter minimal seperti TSN dan FlexE untuk meningkatkan keandalan link data. 
•  Melakukan monitoring dan pengukuran availability bandwidth secara berkala menggunakan metode aktif seperti Probe Gap Model untuk deteksi dini potensi gangguan dan bottleneck. 
•  Memanfaatkan edge computing dan MEC untuk mengurangi latensi dan meningkatkan efisiensi pemrosesan data di jaringan private  

4. KESIMPULAN

Model perhitungan availability menyeluruh yang dikembangkan dalam penelitian ini berhasil memberikan estimasi keandalan jaringan private LTE/5G secara komprehensif dengan mempertimbangkan seluruh komponen utama mulai dari Radio Access Network (RAN), transport network, hingga core network. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa jaringan private LTE/5G mampu mencapai tingkat availability yang sangat tinggi, di atas 99,9%, sehingga dapat menjamin kontinuitas layanan yang andal dan minim gangguan. 

Analisis kapasitas dan coverage yang dilakukan pada studi kasus kawasan industri Jababeka menegaskan pentingnya perencanaan jumlah gNodeB yang optimal untuk mendukung kebutuhan traffic dan area cakupan secara efisien. Dengan perencanaan yang tepat, jaringan private 5G dapat memenuhi kebutuhan bandwidth tinggi dan latensi rendah yang krusial bagi aplikasi industri modern.Model ini juga memberikan dasar yang kuat untuk melakukan optimasi jaringan melalui pengaturan redundansi, teknologi transportasi yang handal, serta monitoring availability bandwidth secara aktif. Dengan demikian, model perhitungan availability menyeluruh ini menjadi alat penting dalam perencanaan, pengelolaan, dan peningkatan keandalan jaringan private LTE/5G, yang sangat dibutuhkan untuk mendukung transformasi digital di berbagai sektor industri

5. DAFTAR PUSTAKA

[1]. R. Ferrus and O. Sallent, “Extending the LTE/LTE-A business case: mission- and business-critical mobile broadband communications,” IEEE Veh. Technol. Mag., vol. 9, no. 3, pp. 47–55, Sep. 2014. 

[2]. D. Aryanta and M. I. Maulana, "Perencanaan Implementasi Low Band 700 MHz Pasca ASO untuk Seluler 5G di Indonesia," ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, vol. 11, no. 3, pp. 716–730, Jul. 2023, doi: 10.26760/elkomika.v11i3.716. 

[3]. Tedi Oktavianto, Teguh Prakoso dan Munawar Agus Riyadi, <ANALISIS JARINGAN 5G 2300 MHZ DENGAN MENGGUNAKAN MENARA 4G LTE YANG TERSEDIA DI KOTA SEMARANG,= JURNAL ILMIAH TEKNIK ELEKTRO, 26, (1), JANUARI 2024.  

[4]. A. Reza, A. S. Wibowo, dan A. S. Wibowo, "Analisis Perencanaan Cakupan Area Jaringan 5G di Pelabuhan Tanjung Perak Menggunakan Metode SU-MIMO dan MU-MIMO pada Frekuensi 2,3 GHz," InComTech: Jurnal Telekomunikasi dan Komputer, vol. 14, no. 3, pp. 218–230, Desember 2024. 

[5]. A. P. Harianja dan S. Pakpahan, "Dampak Perkembangan Teknologi 5G di Bidang Komunikasi dan Internet of Things (IoT) pada SMK Skylandsea Deliserdang," Smart Comp: Jurnalnya Orang Pintar Komputer, vol. 12, no. 3, pp. 773–794, 2024. 

[6]. R. Hidayat, "Analisis Potensi Kunci Teknologi 5G untuk Implementasi Optimal: Studi Kasus di Jawa Barat," Sekolah Tinggi Teknologi Mandala, Bandung, 40286, Indonesia.  

[7]. D. Aryanta and M. I. Maulana, "Perencanaan Implementasi Low Band 700 MHz Pasca ASO untuk Seluler 5G di Indonesia," ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, vol. 11, no. 3, pp. 716–730, Jul. 2023, doi: 10.26760/elkomika.v11i3.716. 

[8]. Triana, H. P. W. (2012) “Laporan Penelitian Perencanaan dan Analisis Jaringan Transmisi Microwave Menggunakan Pathloss 4.0 Studi Kasus Di PT. Alita Praya Mitra Jakarta Selatan”. Akademi Telekomunikasi. Purwokerto.  

[9]. Suji (2013). Transmisi Radio Microwave. NEC PASOLINK. PT. ALITA PRAYA MITRA. Jakarta Selatan. 

[10]. Dahlman, Erik; Parkval, Stevan; Skold, Johan, “LTE,” in 4G LTE/LTE-Advance forMobile Broadband, Elsevier, 2012.