56513144-paper

Kelompok 5 (TT-31-01)

JARINGAN OPTIK AKSES PELANGGANSUBSCRIBER OPTICAL ACCESS NETWORK

Nur Alfatah Maulana1, Muhammad Thufaili2,Aldyno Paundra 3, Desak Putu Irma4, Anak Agung Putri Gita Pratiwindya5,Yunita Utami6,Irwansyah Putra7,Asfirawati

8, ,Rosdiana Rosyid9, Fakhri Azhar10

Kelompok 5 Institut Teknologi Telkom

ABSTRAK

Kebutuhan akan teknologi telekomunikasi berkembang dengan cepat. Dimana saat ini para pengembang teknologi baik perangkat, aplikasi, maupun layanan terus berusaha untuk mengikuti kebutuhan konsumen yang terus meningkat kualitas dan kuantitasnya. Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah tersebut dibutuhkan sebuah media jaringan transmisi ke pelanggan yang bisa membawa data rate yang tinggi. Salah satu solusinya adalah media jaringan akses optik pelanggan.

Serat optik adalah media transmisi yang terbuat dari serat kaca dan plastik yang menggunakan bias cahaya dalam mentransmisikan data. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena mempunyai spectrum yang sangat sempit. Dari segi penggunaan serat optik dibagi dalam dua jenis, yaitu single mode dan multi mode.

Arsitektur jaringan akses pelanggan ada empat jenis, yaitu : FTTZ, FTTC, FTTB, dan FTTB. DLC, PON dan AON, merupakan teknologi jarlokaf dan dapat terintegrasi dengan copper pair, sedangkan HFC merupakan teknologi jarlokaf yang terintegrasi dengan coaxial. Kinerja jaringan SKSO ditentukan oleh parameter transmisi jaringan seperti: daya sinyal yang diterima (Pr), kualitas transmisi (S/N) dan laju kesalahan bit (BER). Analisa rise time budget merupakan suatu metode yang mudah untuk mengurangi limitasi / batasan dispersi dari suatu hubungan serat optik.

Kata kunci: Serat optik, jenis kabel serat optik, multiplexing, arsetektur jaringan akses pelanggan

JARINGAN OPTIK AKSES PELANGGAN 1


ABSTRACT

Innovation and needs of technology and telecommunication develop fast. Where nowadays the technology developer for hardware, application or service trying to follow the consumer needs that keep rising in the quality and quantity. Because of that, to solve that problem needed a transmission media to user that can provide high data rate. One of them is optical access network to user.

Fiber optic is a transmission media that made from fiber glass and plastic which used lights to transmit data. The light source that used is laser because it has narrow spectrum. Optical fiber can divide in two kind, depend on the usage, which is single mode and multimode.

There are 4 types architecture of optical access network : FTTZ, FTTC, FTTB, dan FTTB. DLC, PON and AON is kind of optical access network and can integrate with copper pair, whereas HFC is a optical access network technology that integrate with coaxial. Performance of optical network is determined by transmission network parameter, which : receive power (Pr), Signal to Noise Ratio (S/N) and Bit Error Rate (BER). Analysis of rise time budget is a method that use to decrease limit of dispersion in the optical fiber link.

Key words : optical fiber, optical fiber type, multiplexing, optical access network architecture.



I. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Masalah

Kebutuhan akan teknologi dan telekomunikasi berkembang dengan cepat. Dimana saat ini para pengembang teknologi baik perangkat, aplikasi, maupun layanan terus berusaha untuk mengikuti kebutuhan konsumen yang terus meningkat kualitas dan kuantitasnya.

Dahulu media elektronik seperti TV hanya dapat menampilkan gambar hitam putih saja, tetapi kini sudah bisa menghasilkan gambar berwarna hingga dengan kualitas HD untuk TV berlangganan. Dahulu kita hanya bisa menggunakan teknologi dial-up sebagai koneksi ke jaringan internet dengan data rate maksimum 56 Kbps. Namun kini layanan internet sudah bisa mencapai 3 Mbps dengan teknologi ADSL. Begitu pun dengan teknologi telepon selular, dimana pada 2G (Second Generation) kita hanya bisa berkomunikasi dengan suara dan mengirim SMS (Short Message Service). Namun saat ini kita sudah bisa menikmati layanan data yang serba cepat dan melakukan video call.

Dengan berkembangnya layanan dan meningkatnya data rate, maka akan semakin besar pula bandwidth yang dibutuhkan. Khususnya untuk memenuhi permintaan pelanggan dengan bandwidth yang cukup besar, dimana kemampuan kabel tembaga telah mencapai batasnya baik dari segi kapasitas/bandwidth maupun kecepatan data.

Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah tersebut dibutuhkan sebuah media jaringan transmisi ke pelanggan yang bisa membawa data rate yang tinggi. Salah satu solusinya adalah media jaringan akses optik pelanggan (Subscriber Optical Access Network) dari FTTC hingga FTTH. Dimana sebelumnya media optik ini hanya digunakan sebagai

jaringan backbone atau backhaul saja. Media optik ini bisa membawa data dengan bit hingga 10 Mbps. Dan kecepatan data tersebut memungkinkan untuk memasukkan lebih banyak layanan untuk pelanggan.

1.2 TujuanAdapun tujuan penulisan paper

ini antara lain : 1. Mengetahui tentang pengertian

serat optik2. Mengetahui jenis kabel serat

optik3. Mengetahui multiple akses

pada serat optik4. Mengetahui arsitektur jaringan

FTTB, FTTZ, FTTC, FTTH beserta fungsinya masing-masing

5. Mengetahui kondisi serat optik saat ini.

6. Mengetahui power link budget dan rise time dari serat optik

1.3 Rumusan MasalahRumusan masalah yang kami

bahas dalam paper ini adalah:1. Apa yang dimaksud dengan

serat optik2. Bagaimana jenis kabel serat

optik3. Bagaimana multiple akses pada

serat optik4. Bagaimana arsitektur jaringan

FTTB, FTTZ, FTTC, FTTH beserta fungsinya masing-masing

5. Bagaimana kondisi serat optik saat ini.

6. Bagaimana menghitung power link budget dan rise time dari serat optik

1.4 Batasan MasalahHal-hal yang akan menjadi

pembatasan masalah dalam bahasan ini antara lain sebagai berikut :



1. Media transmisi yang digunakan adalah fiber optik.

2. Hanya dibahas mengenai jaringan akses pelanggan.

II. DASAR TEORI2.1 Pengertian Serat Optik

Serat optik adalah media transmisi yang terbuat dari serat kaca dan plastik yang menggunakan bias cahaya dalam mentransmisikan data. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena mempunyai spectrum yang sangat sempit.

Media transmisi serat optik sudah menggantikan eranya media copper (tembaga) dengan alasan bahwa serat optik memiliki kelebihan, yaitu : informasi ditransmisikan dengan kapasitas (bandwidth) yang tinggi, karena murni terbuat dari kaca dan plastik maka signal tidak terpengaruh pada gelombang elektromagnetik dan frekwensi radio. Sementara media tembaga dapat dipengaruhi oleh interferensi gelombang elektromagnetik dan media wireless dipengaruhi oleh frekuensi radio. Dengan kelebihan yang dimiliki ini maka serat optik sudah banyak digunakan sebagai tulang punggung (backbone) jaringan telekomunikasi.

Dari segi penggunaan serat optik dibagi dalam dua jenis, yaitu single mode dan multi mode. Perbedan single mode dan multi mode adalah bahwa single mode memiliki ukuran core yang kecil, sumber sinar laser, unlimited bandwidth, dan jarak yang jauh ( > 60 km ) sedangkan multi mode memiliki ukuran core yang lebih besar, sumber sinar laser atau Light Emitting Diodes (LED), bandwidth terbatas, jarak sekitar (300 – 500 m) . Struktur dasar fiber optic terdiri dari tiga bagian yaitu core (inti), cladding (kulit), dan buffer (pelindung) atau coating (mantel). Core dan cladding terbuat dari kaca sedangkan buffer atau

coating terbuat dari plastik biar fleksibel.

Gambar 2.1 Struktur dasar serat optik

2.2 Jenis-Jenis Kabel Serat Optik2.2.1 Kabel Optik Berdasarkan

Penempatan CoreTerdapat bermacam-macam jenis

kabel serat optik berdasarkan penempatan core-nya,

diantaranya :1. Loose Tube

Pada kabel jenis ini serat optik diletakkan di dalam pipa longgar (loose tube) yang terbuat dari bahan PBTP (Polybutylene Terepthalete) dan berisi jelly. Saat ini kabel optik jenis loose tube mempunyai kapasitas maksimum 8 tube, dimana setiap tube berisi 12 core. Sat ini kabel serat optik yang digunakan di operasional mempunyai kapasitas sampai dengan 256 core.

Gambar 2.2 Kabel optik tipe Loose Tube.

2. Tight Buffer Dalam desain ini proteksi utama

untuk melindungi kabel agar tidak terjadi kerusakan adalah

dengan membungkus atau melapisi kabel fiber dengan



bahan yang keras (hard buffer coating).

Supaya tidak ada celah yang memungkinkan kabel dapat bergerak jika ada daya tarikan maka dilakukan dengan melilit fiber dalam bentuk spiral di dalam pusat core dan sekitarnya dengan bahan kevlar atau benang aramid (aramid yam).

Gambar 2.3 Kabel optik tipe Tight Buffer

3. Slotted CorePada kabel jenis ini, serat optik

ditempatkan pada alur (slot) di dalam silinder yang terbuat dari bahan PE (Polyethylene).Kulit kabel terbuat dari bahan sejenis polyethylene keras, berfungsi sebagai bantalan untuk melindungi serat optik dari pengaruh mekanis saat instalasi. Untuk kabel dengan kapasitas 1000 serat, diperlukan 13 slot dimana tiap slot berisi 10 fiber ribbons dan 1 fiber ribbons berisi 8 serat. Central strength member adalah bagian penguat yang terletak di tengah-tengah kabel optik terbuat dari pilinan kawat baja yang mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi pada saat instalasi.

Gambar 2.4 Kabel optik tipe Slotted Core

2.2.2 Kabel Optik Berdasarkan PenggunaanTerdapat bermacam-macam jenis kabel serat optik berdasarkan penempatan core-nya, diantaranya :

1. Kabel Udara (Aerial Cable)

Kabel udara ini umumnya berjenis loose tube dengan pilinan kawat baja yang menggantung pada bagian atasnya. Pilinan kawat baja ini berfungsi sebagai penggantung kabel pada saat instalasi.

Gambar 2.5 Struktur kabel udara (aerial cable)

2. Kabel DuctKabel duct merupakan

salah satu jenis kabel bawah tanah, namun menggunakan jaringan duct. Duct adalah polongan pipa-pipa PVC yang disusun dalam cor beton, dan dibangun sepanjang rute kabel. Pipa PVC ini digunakan untuk menempatkan kabel. Karena sudah berada di dalam pipa, maka konstruksi kabel duct adalah tidak menggunakan pelindung baja atau armoring. Jaringan duct biasanya dibangun pada lokasi-lokasi yang mempunyai kepadatan pelanggan cukup tinggi dan pada jalur jalan raya utama dengan tujuan agar dengan membangun kapasitas yang cukup besar maka tidak sering



melakukan penggalian jalan. Dibandingkan dengan metode pemasangan kabel udara dan kabel tanam langsung, metode duct adalah yang paling mahal.

Gambar 2.6 Struktur Kabel Duct

3. Kabel Tanah Tanam Langsung (Direct Buried Cable)

Kabel tanah tanam langsung adalah kabel yang ditanam secara langsung pada tanah. Metode ini paling banyak digunakan karena disamping praktis dan mudah instalasinya, dari segi biaya instalasi juga relatif lebih murah, meskipun harga kabel bisa lebih mahal dibandingkan kabel duct. Jaringan tanah tanam langsung biasanya dibangun pada rute jalan yang masih belum permanen sehingga mudah untuk menggalinya. Karena ditanam secara langsung di dalam tanah maka, konstruksi kabel tanah tanam langsung dilengkapi dengan pelindung baja atau armoring. Armoring ini sangat penting untuk melindungi serat optik dari kerusakan akibat adanya pekerjaan sipil di jalan, misalnya pelebaran jalan yang banyak melakukan penggalian.

Gambar 2.7 Struktur Kabel Tanam Langsung

4. Kabel Laut (Submarine Cable)

Kabel laut adalah kabel yang digelar di dasar laut. Kabel laut digunakan untuk menghubungkan perangkat-perangkat antar pulau atau antar negara. Karena penggelaran dan pengawasannya cukup sulit maka konstruksi kabel laut berbeda dengan jenis terrestrial cable. Perbedaan yang peling menonjol adalah dalam hal penggunaan armoringnya. Untuk kabel yang digelar dengan kedalaman kurang dari 100 meter maka menggunakan double armor, sedangkan yang lebih dari 100 meter menggunakan single armor.

Gambar 2.8 Struktur Kabel Laut (Submarine Cable)

5. Kabel Dalam/Rumah (Indoor Cable)

Kabel ini biasa digunakan di dalam rumah atau pada sentral sebagai penghubung dengan modul optik dan lain-lain. Struktur dari kabel ini merupakan yang paling sederhana, karena gangguan-gangguan yang berpotensi merusak kabel tidak sebanyak pada permasangan outdoor.


TxRx

Rx

Tx


Gambar 2.9 Struktur dari Kabel Rumah (Indoor Cable)

2.2.3 Standarisasi Kabel Optik Berdasarkan ITU

Terdapat banyak standarisasi yang mengatur jenis-jenis dari kabel serat optik berdasarkan ITU, yaitu dari mulai ITU G.650 hingga G.659. Namun, disini akan dibahas beberapa standar ITU untuk jenis kabel serat optik yang paling umum dipakai, diantaranya :

1. ITU G.651Standar ini mengatur

ukuran kabel serat optik jenis multi mode graded index (MMGI) dengan diameter core 50µm dan diameter cladding 125µm.


kabel serat optik jenis single mode NDSF (Non Dispersion Shifted Fiber). Kabel jenis ini mempunyai dispersi paling kecil pada panjang gelombang 1550 nm (biasa disebut zero-dispersion). Kabel jenis ini mendukung komunikasi jarak jauh yaitu 1000 km pada bit rate 2,5 Gbps, 60 km pada 10 Gbps, dan 3 km pada 40 Gbps.


kabel serat optik jenis single mode DSF (Dispersion Shifted Fiber). Kabel jenis ini mempunyai dispersi minimum pada panjang gelombang 1550 nm (biasa disebut C-band atau

erbium fiber). Pada panjang gelombang ini redaman juga sangat kecil sehingga, memungkinkan untuk penggunaan jarak yang lebih jauh.


jenis serat optik single mode NZ-DSF (Non Zero-Dispersion Shifted Fiber). Kabel jenis ini mempunyai dispersi sangat kecil pada beberapa panjang gelombang dan digunakan untuk aplikasi DWDM (Dense Wavelength Divison Multiplexing). Kabel jenis ini mendukung komunikasi jarak jauh : 6000 km pada bit rate 2,5 Gbps, 400 km pada 10 Gbps, dan 25 km pada 40 Gbps.

2.3 Teknologi Multiple Akses Fiber Optik

Multiplexing atau penggabungan kanal pada proses transmisi dilakukan guna menghemat jumlah kanal yang tersedia pada sistem transmisi itu sendiri. Dalam proses pengirimannya ada banyak metode penggabungan gelombang atau multiplexing pada serat optik, diantaranya :

1. SDM (Space Division Multiplexing)Sinyal kirim dan sinyal terima masing-masing menggunakan fiber optik yang berbeda, sehingga panjang gelombang yang akan digunakan bebas tidak harus berbeda. Skema transmisi dua arah dari SDM ini adalah simplex.

Gambar 2.10 Ilustrasi Space Division Multiplexing.

2. TCM (Time Compression Multiplexing)



Pada sistem transmisi serat optik ini sinyal kirim dan sinyal terima dilewatkan secara bergantian dan bisa menggunakan λ (gelombang) yang sama ataupun berbeda.

Gambar 2.11 Ilustrasi Time Compression Multiplexing.

3. WDM (Wavelenght Division Multiplexing)

Pada sistem transmisi serat optik ini sinyal kirim dan sinyal terima bisa dikirim bersamaan dengan serat optik yang sama namun, dengan λ (panjang gelombang) yang berbeda.

Gambar 2.12 Ilustrasi Wavelenght Division Multiplexing.

4. DWDM (Dense Wavelenght Division Multiplexing)

Metode pentransmisian ini merupakan pengembangan dari teknologi WDM, dimana dalam satu kali proses

pengiriman terdapat banyak gelombang cahaya dengan λ yang berbeda-beda.

Gambar 2.13 Ilustrasi Dense Wavelenght Division Multiplexing.

2.4 Arsitektur Jaringan Akses PelangganPerbedaan letak TKO (Titik

Konversi Optik) menimbulkan modus aplikasi atau arsitektur jaringan akses pelanggan berbeda pula yaitu: 1. Fiber To The Zone (FTTZ)

TKO terletak di suatu tempat diluar bangunan, baik didalam kabinet dengan kapasitas besar. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga hingga beberapa kilometer. FTTZ umumnya diterapkan pada daerah perumahan yang letaknya jauh dari sentral atau bila infrastruktur duct pada arah yang bersangkutan, sudah tidak memenuhi lagi untuk ditambahkan dengan kabel tembaga. Arsitektur FTTZ dapat dilihat pada gambar 2.14

Gambar 2.14 Arsitektur FTTZ

2. Fiber To The Curb (FTTC)TKO

terletak di suatu tempat diluar bangunan, didalam kabinet dan diatas tiang dengan kapasitas lebih kecil (



120 SST). Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga hingga beberapa ratus meter. FTTC dapat diterapkan bagi pelanggan bisnis yang letaknya terkumpul di suatu area terbatas namun tidak berbentuk gedung-gedung bertingkat atau bagi pelanggan perumahan yang pada waktu dekat akan menjadi pelanggan jasa hiburan. Arsitektur FTTC dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 15 Arsitektur FTTC

3. Fiber To The Building (FTTB)TKO terletak di dalam gedung dan

biasanya terletak pada ruang telekomunikasi di basement namun juga dimungkinkan diletakkan pada beberapa lantai di gedung tersebut. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga indoor atau IKR. FTTB dapat diterapkan bagi pelanggan bisnis di gedung-gedung bertingkat atau bagi pelanggan perumahan di apartemen. Arsitektur FTTB dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 16 Arsitektur FTTB

4. Fiber To The Home (FTTH)FTTH adalah arsitektur jaringan

kabel fiber optik dibuat hingga sampai ke rumah-rumah atau ruangan dimana teminal berada. TKO terletak di dalam rumah pelanggan. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga indor atau IKR.

Gambar 2.17 Arsitektur FTTH2.5 Kondisi Fiber Optik Saat Ini

1. Fiber-CopperTeknologi fiber-copper ini

sangat banyak digunakan oleh operator telekomunikasi. Sedangkan teknologi fiber-coax banyak digunakan oleh operator cable TV di dunia. Beberapa teknologi JARLOKAF (fiber-copper) yang sedang berkembang dan diurut berdasarkan jumlah implementasi terbanyak ditunjukkan pada tabel 1.

No Teknologi

Konfigurasi Dasar

Tipe Jenis Jasa

Keterangan

1. DLC Konevensional

Point to point

IS-A Telah banyak digunakan di dunia.

DLC generasi baru (NG DLC) atau Flexible Multipexer

Point to point

IS-A IS-B

Relatif baru dan belum banyak digunakan.

2. PON Point to multipoint melaluiPercabangan sinyal optik pasif

IS-A IS-B DS

Mulai dioperasikan secara komersial pada tahun 1994.

3. AON Point to multipoint melalui perangkat percabangan sinyal optik aktif

IS-AIS-B

Dalam tahap pengembangan dan belum banyak digunakan.

Tabel 2.1 Teknologi sistem JARLOKAF

2. Fiber-Coax



Hybrid Fiber Coax merupakan salah satu teknologi jaringan akses yang dibentuk atas dasar kombinasi jaringan optik dan koaksial. Awalnya, teknologi HFC banyak digunakan oleh operator TV kabel untuk menyalurkan layanan TV secara broadcast melalui kabel. Namun, seiring perkembangan jaman, teknologi HFC lebih berkembang dalam fitur-fitur layanannya secara sekaligus, yaitu TV kabel itu sendiri, telepon, internet, dan Video on Demand. Fitur-fitur tersebut memungkinkan dikirimkan sekaligus menggunakan jaringan HFC, yang memiliki kemampuan penyediaan bandwidth yang besar dan kecepatan transmisi data yang tinggi.

Kebutuhan multimedia yang lebih interaktif merupakan salah satu aspek penting penunjang berkembangnya jaringan HFC. Jaringan HFC yang semula dirnacang untuk infrastruktur layanan searah, dioptimalisasi menjadi infrastruktur layanan pita lebar dua arah, sehingga menjadikan layanan HFC sebagai alternative layanan yang ekonomis diantara beberapa perencanaan platform jaringan akses pita lebar yang lain, seperti ASDL dan SDV.

Keunggulan jaringan HFC adalah mengkombinasikan keunggulan lebar pita frekuensi serat optik yang sangat lebar, dan sifat shared kabel koaksial. Sedangkan keunggulan dari serat optik itu sendiri adalah, pada penggunaan jaringan utama TV Kabel adalah untuk mereduksi derau yang disebabkan oleh penguat yang dikaskade, sehingga menghasilkan kualitas sinyal di jaringan kabel koaksial tetap terjaga dengan baik. Selain itu, kelebihan serat optik adalah dapat meningkatkan kehandalan dalam perencanaan kabel.

Sistem transmisi yang digunakan pada jaringan HFC adalah transmisi analog dengan menggunakan metoda Sub Carrier Multiplexing (SCM), dimana semua sinyal informasi untuk

layanan TV Broadcast, VoD, data, dan telepon dimodulasi terlebih dahulu menjadi sinyal RF, kemudian sinyal RF tersebut diubah menjadi sinyal optik dan dikirimkan menggunakan media transmisi fiber optik sampai ke fiber node. Pada fiber node, sinyal optik diubah kembali menjadi sinyal RF dan didistribusikan ke rumah-rumah pelanggan menggunakan kabel koaksial. Di rumah pelanggan, sinyal RF kemudian diubah kembali menjadi sinyal informasi semula oleh terminal pelanggan yang sesuai untuk masing-masing layanan.

III. ANALISA3.1 Parameter Transmisi SKSO

(Link Budget Power)Kinerja jaringan SKSO ditentukan

oleh parameter transmisi jaringan seperti: daya sinyal yang diterima (Pr), kualitas transmisi (S/N) dan laju kesalahan bit (BER).1. Daya sinyal yang diterima (Pr)

Perhitungan daya sinyal yang diterima di penerima dapat ditunjukan dalam persamaan berikut (Zanger, 1991):

Pr=Pt−Lctotal−Lstotal−Lf total−M

Dimana: Pr = daya sinyal yang diterima (dBm)Pt = daya optis yang dipancarkan dari sumber cahaya (dBm)Lctotal = rugi yang terjadi pada konektor (dB), dapat dirumuskan:

Lc total=Nc × LcLstotal = rugi yang terjadi pada splice/sambungan permanen (dB), dapat dirumuskan:

Lstotal=Ns× LsLftotal = rugi yang terjadi pada serat optic (dB), dapat dirumuskan:

Lf total=L ×αDimana, L = Panjang saluran (Km)α = Redaman kabel serat optik (dB/Km)



M = Loss margin sistem diambil harga 6 dB2. Kualitas Transmisi (S/N)

Dalam menentukan kualitas transmisi digunakan parameter signal to noise ratio (S/N) atau Bit Error Rate (BER). S/N merupakan perbandingan antara daya sinyal tehadap daya noise pada satu titik yang sama, dapat dirumuskan sebagai berikut:

Signal¿Noise Ratio( SN )= Signal Power

Shot noise power+amplifier noise power

Perhitungan daya sinyal (signal power) dan daya noise (noise power) adalah sebagai berikut:a. Daya Sinyal (Signal power)

Daya sinyal merupakan kuat daya sinyal yang diterima pada receiver. Besar daya sinyal di penerima ditujukan dengan persamaan berikut (Freeman, 1998):

Signal Power=2 (Popt ( nqhv ))

2

M 2

Dimana,Popt = daya sinyal yang diterima detector (W)(ηq)/(hv)=R = responsivitas (A/W)η = efisiensi quantum (%)h = konstanta Plank (6,626.10-34Js)hv = energi photon (kWh)q = 1,6.10-19CM= tambahan daya sinyal padadetector

cahaya (apabila yang digunakan adalah APD).

b. Derau (noise)Derau adalah sinya-sinyal yang

tidak diinginkan yang selalu ada dalam suatu system transmisi. Level noise yang cukup besar akan terasa menggangu pada sisi penerima. Sumbangan daya noise di detector cahaya (receiver) pada system komunikasi serat optic ada 3 macam yaitu: thermal noise, noise dark current dan shot noise (Zanger, 1991).1) Arus gelap (dark current)

Arus gelap yaitu arus balik (reverse current) kecil yang mengalir melalui persikap balik (reverse bias diode) (Widodo, 1995: 87). Arus gelap ini terjadi pada setiap diode yang dikenal dengan arus bocor balik (reverse leakge current). Sumbangan arus gelap terhadap daya noise dirumuskan sebagai berikut:

Noise dark current=2 qiD BDimana,Q = muatan elektron (1,6 × 10-19 C)iD = arus gelap (A)B = bandwidth detektor cahaya (Hz)2) Derau termal (Thermal Noise)

Derau termal adalah arus yang berasal dari struktur gerak acak elektron bebas pada komponen-komponen elektronik. Biasanya level noise ini sebanding dengan temperatur pada sistem komunikasi serat optik. Besar daya noise terminal dirumuskan sebagai berikut:

Thermal Noise=4 kT eff B

R1

Dimana,k = konstanta Boltzman (1,38 × 10-23

Joule/oK)B = bandwidth (Hz)Teff = effective noise temperatur (oK)R1 = equivalent resistance (Ω)3) Derau tembakan/tumbukan (Shot

Noise)Derau tembakan terjadi karena

adanya ketidaklinearan pada sistem. Sumbangan shot noise pada total noise sistem komunikasi serat optik dirumuskan sebagai berikut (Freeman, 1998):

Shot Noise=2 q(2 Poptnqhv )BM2 F ( M )

Dimana,Popt = daya sinyal yang diterima di detektor (W)(q)/(hv) = R = responsivitas (A/W)M = tambahan daya sinyal pada

detektor cahaya (apabila yang digunakan adalah APD)



F(M) = noise figure, menunjukkan kabaikan penguat dalam memproses sinyal. Pada sistem komunikasi serat optik,

F(M) = M× dimana × adalah exces faktor dari gain (0 × 1)

Jadi,Total Noise = Noise dark current + thermal noise + shot noise

3. Laju Kesalahan Bit / BER (Bit Error Rate)

Merupakan laju kesalahan bit yang terjadi dalam mentransmisikan sinyal digital. Dimana BER dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:(S/N) pk/rms = 20 Log 2Q….(2.24)(Hoss, 2000 & Keiser, 2000).Sehingga diperoleh nilai pendekatan:

BER=Pe (Q )= 1√2 π

.e

−Q2

2

QDimana, Q = Quantum noise dan Pe = Probability Error

Makin tinggi S/N, makin baik mutu komunikasinya. Oleh karena itu, ada suatu batasan minimum dari S/N dalam hubungan telekomunikasi untuk dapat memuaskan konsumen pemakai jasa telekomunikasi. Standar S/N untuk Sistem Komunikasi Serat Optik adalah 21,5 dB (BER = 10-19) (Freeman: 1998).

3.2 Rise Time BudgetAnalisa rise time budget

merupakan suatu metode yang mudah untuk mengurangi limitasi/batasan dispersi dari suatu hubungan serat optik. Dalam pendekatan ini, total rise time tsys dari suatu link adalah akar kuadrat dari rise time tiap-tiap kontributor ti terhadap degradasi pulsa rise time :

Empat elemen dasar yang dapat secara spesifik membatasi kecepatan adalah rise time transmitter ttx , rise time

dispersi material tmat dari serat, rise time dispersi modal tmod dari serat dan rise time receiver trx. Pada umumnya, degradasi total transition-time dari suatu hubungan digital tidak boleh lebih dari 70% dari NRZ ( non-return-to-zero ) periode bit atau 35% dari data RZ ( return-to-zero ), dimana satu periode bit didefinisikan sebagai resiprocal dari data rate.

Rise time transmitter dapat dianggap berasal dari sumber cahaya dan rangkaian pembangkitnya. Hasil rise time receiver diperoleh dari respons photodetector dan bandwidth elektrik 3-dB pada ujung-ujung depan receiver. Respon dari ujung-ujung receiver dapat dirumuskan oleh filter lowpass derajat satu yang memiliki fungsi step :

dimana Brx adalah bandwidth elektrik 3-dB dan u(t) sebagai fungsi unit step yang harganya 1 untuk dan 0 untuk t < 0. Rise time trx dari receiver biasanya didefinisikan sebagai interval waktu antara g(t)=0,1 dan g(t)=0,9 . Karena itu, jika Brx diberikan dalam satuan megaHertz, maka rise time ujung depan receiver dalam satuan nanodetik adalah :

Untuk serat-serat multimode, rise timenya tergantung pada dispersi modal dan material. Analisisnya lebih rumit, karena merupakan fungsi dari panjang serat, tipe dari sumber optik yang digunakan dan panjang gelombang yang beroperasi.

Dalam prakteknya, hubungan serat optik jarang terdiri dari suatu serat yang kontinu dan terpisah. Kesulitan dalam memperkirakan bandwidth dari suatu seri dari serat-serat yang dihubungkan dalam satu rangkaian muncul dari observasi bahwa total rute bandwidth dapat merupakan fungsi



dari derajat dimana serat-serat digabungkan.

Dari pengalaman lapangan praktek telah ditemukan bahwa bandwidth BM

dalam suatu hubungan dengan panjang L dapat dinyatakan dalam suatu perkiraan yang masuk akal oleh hubungan empiris :

dimana parameter q memiliki range antara 0.5 dan 1, dan B0 adalah bandwidth dari panjang kabel 1-km. Harga q = 0.5 menandakan percampuran mode kecil. Berdasarkan percobaan, perkiraan masuk akal adalah q = 0.7.

Pernyataan lain untuk BM berdasarkan pembentukan kurva dari data eksperimental adalah :

dimana parameter q memiliki range antara 0.5 ( penambahan secara kuadrat ) dan 1 ( penambahan secara linier ) dan Bn adalah bandwidth pada bagian serat ke-n. Oleh karena itu, persamaan di atas dapat dituliskan :

dimana adalah pelebaran pulsa yang terjadi melalui bagian N kabel dimana pelebaran pulsa individual diberikan oleh tn.

Pernyataan empiris ketiga diberikan oleh Eve untuk pelebaran pulsa dalam hubungan yang terikat dengan N serat adalah :

dimana rpk adalah koefisien korelasi antara serat ke-p dan ke-k. Magnitudenya diharapkan berada pada range antara 0 dan 1 untuk percampuran mode kecil dan kuat. Kini kita perlu mencari hubungan antara rise time dari serat dan

bandwidth 3-dB. Untuk itu kita menggunakan variasi pernyataan yang diturunkan dari Midwinter. Kita misalkan daya optik muncul dari serat memiliki respon gaussian sementara dengan persamaan :

dimana adalah lebar pulsa rms / rata-rata.Transformasi Fourier dari fungsi diatas adalah :

Dari persamaan di atas, waktu dibutuhkan agar pulsa dapat mencapai setengah nilai maksimumnya, yang mana, waktu yang dibutuhkan untuk memiliki :

diberikan oleh :

Jika kita mendefinisikan waktu sebagai lebar penuh dari pulsa pada setengah nilai maksimumnya, maka :

Bandwidth optik 3-dB B3-dB

didefinisikan sebagai frekuensi

modulasi pada saat tenaga optik yang diterima turun sampai 0.5 dari nilai frekuensi zero. Karena itu, kedua persamaan dapat kita simpulkan bahwa hubungan antara rise time lebar penuh

pada setengah maksimum dan bandwidth optik 3-dB sebagai :

Dengan menggunakan persamaan dia atas untuk bandwidth optik 3-dB dari

hubungan serat dan membiarkan menjadi rise time yang dihasilkan dari dispersi modal, maka dari persamaan :



Jika tmod dinyatakan dalam satuan nanodetik dan BM dalam satuan megaHertz, maka :

Dengan mensubstitusikan persamaan maka didapatkan :

dimana semua waktu dalam satuan nanodetik, adalah lebar spektral dari sumber optik dan Dmat adalah faktor dispersi material dari serat dalam satuan nanodetik per nanometer per kilometer. Dalam daerah 800 – 900 nm, harga Dmat sekitar 0.07 ns/(nm.km), sedangkan untuk daerah 1300 nm dapat diabaikan

IV. KESIMPULAN1. Serat optik adalah media

transmisi yang terbuat dari serat kaca dan plastik yang menggunakan bias cahaya dalam mentransmisikan data. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena mempunyai spectrum yang sangat sempit. Dari segi penggunaan serat optik dibagi dalam dua jenis, yaitu single mode dan multi mode.

2. Terdapat bermacam-macam jenis kabel serat optik berdasarkan penempatan core-nya, diantaranya : Loose Tube, Tight Buffer, Slotted Core. Kabel Optik Berdasarkan Penggunaan: Kabel Udara (Aerial Cable), Kabel Duct, Kabel Tanah Tanam Langsung (Direct Buried Cable), Kabel Laut (Submarine Cable), Kabel Dalam/Rumah (Indoor Cable). Standarisasi Kabel Optik Berdasarkan ITU: ITU G.651, ITU G.652, ITU G.653, ITU G.655

3. Multiplexing atau penggabungan kanal pada proses transmisi dilakukan guna menghemat jumlah kanal yang tersedia pada sistem transmisi itu sendiri. Dalam proses pengirimannya ada banyak metode penggabungan gelombang atau multiplexing pada serat optik, diantaranya : SDM (Space Division Multiplexing), TCM (Time Compression Multiplexing), WDM (Wavelenght Division Multiplexing),DWDM (Dense Wavelenght Division Multiplexing).

4. Arsitektur jaringan akses pelanggan ada empat jenis, yaitu : FTTZ, FTTC, FTTB, dan FTTB

5. DLC, PON dan AON, merupakan teknologi jarlokaf dan dapat terintegrasi dengan copper pair, sedangkan HFC merupakan teknologi jarlokaf yang terintegrasi dengan coaxial.

6. Kinerja jaringan SKSO ditentukan oleh parameter transmisi jaringan seperti: daya sinyal yang diterima (Pr), kualitas transmisi (S/N) dan laju kesalahan bit (BER). Analisa rise time budget merupakan suatu metode yang mudah untuk mengurangi limitasi / batasan dispersi dari suatu hubungan serat optik.

V. DAFTAR PUSTAKA1. Keiser,Gerd. Optical Fiber

Communication 2nd

Edition.1998.New York: McGraw-Hill.

2. https:// mandorkawat2009.wordpress.com/

3. ElektroIndonesia Nomor 25, Tahun V, April 1999


https://mandorkawat2009.wordpress.com/




4. http://1100060884.blog.binusian.org/category/fiber-optik/


56513144-paper

Documents