7

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Fiber Optik (FO)

Saat ini terutama di negara maju, infrastruktur komunikasi yang dibangun

sebagian besar sudah menggunakan media fiber optik. Infrastruktur komunikasi

sangatlah penting, maka dari itu fiber optik yang memang benar-benar andal

banyak sekali digunakan. Meskipun tidak semurah kabel tembaga, namun media

ini jauh lebih powerful daripada media kabel tembaga.

Fiber optik secara harafiah memiliki arti serat optik atau bisa juga disebut

serat kaca. Fiber optik memang berupa sebuah serat yang terbuat dari kaca, namun

jangan samakan dengan kaca yang biasa dilihat. Serat kaca ini merupakan serat

yang dibuat secara khusus dengan proses yang cukup rumit yang kemudian dapat

digunakan untuk melewati data yang ingin dikirim atau terima. Jadi media fiber

optik itu sendiri merupakan sebuah serat seukuran rambut manusia yang terbuat

dari bahan kaca murni, yang kemudian dibuat bergulung-gulung panjangnya

sehingga menjadi sebentuk gulungan kabel. Setelah terjadi bentuk seperti ini,

maka jadilah media fiber optik yang biasa digunakan sehari-hari.

Pada 1983 Corning memperkenalkan Optical Fiber atau serat optik yaitu

helai kaca yang dapat mengirimkan sinyal telekomunikasi dengan sempurna pada

kecepatan cahaya. Saat ini, Corning merupakan satu-satunya produsen serat optik

di Amerika Serikat.

Jika berhubungan dengan alat-alat optik, maka alat-alat tersebut akan erat

sekali hubungannya dengan cahaya dan sistem pencahayaan. Jika serat optik yang

8

digunakan sebagai media, maka yang akan lalu-lalang di dalamnya tidak lain dan

tidak bukan adalah cahaya. Seberkas cahaya akan digunakan sebagai pembawa

informasi yang ingin dikirimkan. Cahaya informasi tersebut kemudian

ditembakkan ke dalam media fiber optik dari tempat asalnya. Kemudian cahaya

akan merambat sepanjang media kaca tersebut hingga akhirnya cahaya tadi tiba di

lokasi tujuannya. Ketika cahaya tiba di lokasi tujuan, maka pengiriman informasi

dan data secara teori telah berhasil dikirimkan dengan baik. Dengan demikian,

maka terjadilah proses komunikasi di mana kedua ujung media dapat mengirim

dan menerima informasi yang ingin disampaikan.

Sebuah sistem komunikasi tentu tidak hanya didukung oleh satu dua

komponen atau perangkat saja. Di dalamnya pasti terdapat banyak sekali paduan

komponen yang saling bekerja sama satu dengan yang lainnya. Perpaduan dan

kerja sama tersebut akan menghasilkan banyak sekali manfaat bagi

berlangsungnya transfer informasi. Dengan demikian, jadilah sebuah sistem

komunikasi. Sistem komunikasi biasanya terdiri dari lima komponen utama,

transmitter, receiver, medianya itu sendiri, bentuk informasi yang dibawa melalui

media, dan penguat sinyal. Baik di media kabel, media wireless, media optik

semuanya menerapkan sistem yang sama. Misalnya di media wireless, yang

menangani pekerjaan transmitter dan receiver adalah perangkat Access Point atau

perangkat wireless client biasa. Yang menjadi medianya adalah udara bebas yang

dapat membawa informasi sinyal-sinyal frekuensi radio. Di dalamnya terdapat

proses modulasi agar sinyal-sinyal informasi yang sebenarnya dapat

dimungkinkan dibawa melalui udara. Dan setibanya di lokasi tujuan, proses

9

demodulasi akan terjadi untuk membuka informasi aslinya kembali. Jika berjalan

dalam jarak yang jauh maka penguat sinyal pasti dibutuhkan. (Efendy, 2012)

Gambar 2.1 Kabel Fiber Optik. (www.kabeltray.co.id, 2014)

Di dalam sebuah kabel bundelan yang memuat banyak serat optik, lapisan

buffer sekunder masing-masing serat biasanya diberi warna yang berbeda untuk

menghindarkan terjadinya kesalahan koneksi pada saat instalasi. Warna-warna

yang biasa digunakan untuk 12 serat pertama di dalam kabel adalah :

Tabel 2.1 Urutan Warna Serat Optik.

No. serat Warna

1 Biru

2 Jingga

3 Hijau

4 Coklat

5 Abu-abu

6 Putih

7 Merah

8 Hitam

10

9 Kuning

10 Ungu

11 Merah Tua

12 Biru Tua

(John Crisp & Barry Elliott, 2005)

Untuk serat optik ke-13 warna biru akan digunakan kembali namun dengan

tambahan segaris pita hitam yang disebut tracer. Serat ke-14 akan berwarna jingga

dengan segaris pita tracer hitam, dan demikian seterusnya. Lalu, warna apa yang

digunakan untuk serat ke-20, disini terdapat sedikit masalah. Jika kita tetap

menggunakan metode pewarnaan yang sama, maka serat ke-20 akan berwarna

hitam dengan pita tracer berwarna hitam. Maka, kita terpaksa sedikit mengubah

pola warna tersebut dengan menggunakan pita tracer berwarna kuning di atas

buffer sekunder berwarna hitam. Metode alternatif yang dapat pula digunakan,

biasanya pada kabel-kabel tabung longgar (loose-tube), adalah dengan membuat

bundelan-bundelan yang lebih kecil dari serat-serat satuan di dalam tabung, lalu

membungkus masing-masing bundelan dengan pita yang berbeda warna. (John

Crisp & Barry Elliott, 2005)

2.1.1 Struktur Fiber Optik

yakni bagian dalamnya terdiri dari inti yang terbuat dari serta kaca dengan

beberapa lapisan yang memiliki fungsinya sendiri-sendiri. Tak berbeda jauh

dengan kabel jaringan lain seperti kabel UTP atau kabel STP, pada kabel jaringan

fiber optik ini juga terdapat insulator (disebut coating) yang dirancang dengan

beraneka ragam warna.

11

Gambar 2.2 Struktur Fiber Optik (Hendrawan Reza,2015)

1. Inti (Core)

Tepat di tengah-tengah kabel fiber optik terdapat bagian utama dalam

struktur kabel fiber optik yakni „core„ alias inti yang terbuat dari serat kaca.

Umumnya core ini memiliki diameter sekitar 2 μm – 50 μm (tergantung dari jenis

serat optiknya), dimana ukuran core ini sendiri berpengaruh besar terhadap

kualitas dan kemampuan dari sebuah kabel fiber optik. Fungsi core pada kabel

fiber optik ini adalah sebagai tempat berlangsungnya perambatan cahaya dari satu

ujung ke ujung kabel lainnya, sehingga proses pengiriman cahaya dapat

dilakukan.

2. Jaket (Cladding)

Lapisan yang menyelubungi core pada kabel fiber optik disebut cladding

yang terbuat dari kaca. Indeks bias yang dihasilkan cladding ini lebih kecil dari

core, dimana hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi

perambatan cahaya pada core (mempengaruhi besarnya sudut kritis). Diameter

cladding berkisar antara 5 μm – 250 μm serta berfungsi sebagai pelindung core

sekaligus menjadi cermin yang terpancar keluar kembali ke dalam core. Bisa

12

dibilang cladding merupakan bagian yang punya peran penting karena berkat

cladding inilah cahaya dapat merambat dalam core serat optik.

3. Mantel (Coating)

Di bagian luar setelah cladding, terdapat mantel atau coating yang

umumnya terbuat dari bahan plastik. Adapun fungsi coating pada kabel fiber optik

adalah sebagai pelindung mekanis yang menjagai serat optik dari kerusakan yang

dapat terjadi karena lengkungan kabel atau gangguan luar lainnya seperti

kelembaban. Coating ini memiliki warna yang beragam untuk mempermudah

dalam penyusunan urutan core.

4. Strength Member & Outer Jacket

Strength Member (material penguat) dan Outer Jacket (jaket luar)

merupakan lapisan terluar dari sebuah kabel fiber optik. Fungsi atau kegunaannya

tentu saja sebagai pelindung yang menjaga kabel dari gangguan luar yang bisa

menyebabkan kerusakan pada bagian core.

2.1.2 Jenis-Jenis Kabel FO

Kabel jaringan fiber optik terdiri dari beberapa jenis, yang biasanya dapat

dengan mudah diketahui dengan melihat transmitter (media transmisi data) yang

digunakannya. Berikut ini jenis-jenis kabel jaringan fiber optik, (Farid Hidayat,

2015)

1. Single Mode

Kabel jaringan fiber optik jenis single mode memiliki inti (core) yang

relatif kecil, dengan diameter sekitar 0.00035 inch atau 9 micron. Jenis kabel fiber

optik yang satu ini menggunakan tranmitter laser semi konduktor yang

mengirimkan sinar laser inframerah dengan panjang gelombang mencapai 1300-

13

1550 nm. Disebut ‘single mode’ karena penggunaan kabel fiber optik ini hanya

memungkinkan terjadinya satu modus cahaya saja yang dapat tersebar melalui inti

pada suatu waktu.

Berikut ini karakteristik kabel jaringan fiber optik jenis single mode :

1. Laju Data : Tinggi

2. Jarak Pengiriman Data : Jauh

3. Masa Pakai : Sebentar

4. Sensitifitas Suhu : Substansial

5. Biaya : Mahal

2. Multi Mode

Jenis kabel fiber optik yang satu ini memiliki inti (core) yang lebih besar

dibanding milik kabel fiber optik jenis single mode yakni berdiameter sekitar

0.0025 inch atau 62.5 micron. Dengan ukuran yang lebih besar, maka penggunaan

kabel fiber optik jenis ini memungkinkan ratusan modus cahaya tersebar melalui

serat secara bersamaan. Kabel fiber optik multi mode ini menggunakan LED

(Light Emiting Diode) sebagai media transmisinya, serta lebih ditujukan untuk

kepentingan komersil.

Berikut ini karakteristik kabel jaringan fiber optik jenis multi mode :

1. Laju Data : Rendah

2. Jarak Pengiriman Data : Pendek

3. Masa Pakai : Lama

4. Sensitifitas Suhu : Minor

5. Biaya : Rendah (Murah)

14

2.1.3 Kelebihan Dan Kekurangan Kabel Fiber Optik

Media fiber optik memang telah lama ada dalam dunia komunikasi.

Aplikasinya pun sudah cukup banyak meskipun belum seberkembang dan seluas

kabel UTP atau kabel tembaga. Mengapa demikian, karena media ini cukup mahal

untuk dimiliki. Tidak semua orang mampu menggunakan media ini karena

harganya yang tidak murah. Namun di balik semua itu, sebenarnya media fiber

optik memiliki segudang kelebihan dibanding media lain. Kelebihan tersebut

bahkan bisa membuat tonggak sejarah baru dalam kehidupan manusia. Media ini

tidaklah menjadi mahal jika bisa memanfaatkan semua kelebihannya. Berikut

adalah kelebihan-kelebihan kabel fiber optik

1. Lebih ekonomis untuk komunikasi jarak jauh

Untuk keperluan media komunikasi dengan jarak yang sangat jauh, dengan

kecepatan yang sangat tinggi dan dengan bandwidth yang cukup lebar, maka fiber

optik dapat dikategorikan sebagai media yang murah dibandingkan dengan media

kabel tembaga atau bahkan wireless. Memang biaya kepemilikannya jauh lebih

mahal pada saat kali pertama, namun semua itu akan terbayar dengan kenyamanan

menggunakannya, reliabilitasnya, kecepatannya, kapasitasnya, jarak tempuhnya,

dan banyak lagi kelebihan lain yang bisa dirasakan.

2. Lebih kecil ukurannya

Dari namanya saja, fiber optik atau serat optik, mungkin sudah bisa

menduga kalau media fiber optik ini adalah media yang sangat kecil. Hanya

berupa serat yang terbuat dari bahan optik atau kaca. Dalam wujud aslinya media

yang mampu membawa informasi dengan kapasitas “tak terhingga” secara teori

ini tidak jauh lebih besar dari sehelai rambut.

15

3. Penurunan kualitas sinyal lebih sedikit

Jika menggunakan media kabel tembaga, maka akan mengenal lebih

banyak apa yang disebut dengan degradasi sinyal transmisi. Menurunnya kualitas

sinyal-sinyal yang ditransmisikan akan mengganggu kelancaran proses

komunikasi data. Hal ini akan sering ditemui jika menggunakan media kabel

tembaga untuk keperluan transmisi data baik jarak jauh maupun jarak dekat.

Sinyal-sinyal yang dibawa melalui jalur ini tentu tidak pernah dapat dipastikan

keutuhannya. Pengirim tidak akan pernah tahu apa yang terjadi di tengah

perjalanannya. Yang pasti banyak sekali faktor pengganggu yang dapat

menyebabkan kualitas sinyal menurun.

4. Daya listrik kecil

Untuk membawa informasi dalam bentuk sinyal cahaya, daya listrik yang

dibutuhkan relatif tidak terlalu besar. Sinyal cahaya yang relatif lebih kebal

terhadap gangguan dari luar tidak perlu ditransmisikan dengan daya listrik yang

tinggi seperti yang terjadi pada media komunikasi kabel tembaga. Hanya butuh

daya yang rendah saja, maka sinyal informasi bisa tiba di tujuan dengan selamat.

Bahkan daya listrik tersebut sebenarnya tidak pernah melewati media serat optik

tersebut, karena yang membawa informasi tersebut tidak membutuhkan bantuan

pulsa-pulsa listrik. Dengan demikian, media ini akan menghemat banyak sekali

daya listrik yang harus dibayar.

5. Sinyal digital

Karena tidak ada sinyal listrik yang digunakan untuk membawa data,

media fiber optik sangat cocok digunakan dalam sistem digital seperti misalnya

komputer. Mengapa demikian, karena komputerisasi beserta perangkat-

16

perangkatnya banyak mengandalkan logika-logika digital. Media cahaya yang

membawa informasipun bukanlah sebuah sinyal analog yang harus melewati

proses perubahan sinyal digital menjadi analog dan sebaliknya (ADC/DAC),

melainkan adalah sinyal-sinyal digital yang terdiri dari informasi logika 0 dan 1.

Dengan demikian, informasi yang dibawanya tidak perlu melewati proses

ADC/DAC lagi. Keuntungan dari fitur ini adalah data yang dikirimkan tidak akan

banyak mengalami penurunan kualitas dan tidak banyak kesalahan yang terjadi

akibat konversi ini.

6. Tidak mudah termakan usia

Media fiber optik tidak digunakan untuk melewatkan sinyal-sinyal listrik.

Bisa dipastikan didalam jalur komunikasi ini anda tidak akan tersengat listrik

sekecil apapun. Dengan demikian, media ini tidak akan mengalami kepanasan dan

penipisan akibat tegangan listrik yang lewat di dalamnya. Ini menandakan media

fiber optik akan jauh lebih berumur panjang dibandingkan dengan kabel tembaga

biasa.

7. Ringan dan fleksibel

Ukurannya yang sangat kecil, hampir seperti seutas rambut, membuat

media komunikasi ini merupakan media fisik yang paling ringan, dibandingkan

dengan kabel tembaga dan media lainnya. Dengan kelebihan seperti ini, aplikasi

media fiber optik akan jauh lebih banyak dan lebih terbuka bebas dibandingkan

dengan media kabel tembaga. Media ini dapat dibentang di tempat-tempat yang

lebih tersembunyi, di tempat-tempat yang sulit dijangkau, dan banyak lagi. Selain

itu, media ini juga sangat fleksibel. Jika pernah tahu bentuk dan karakteristik dari

seutas benang pancing yang bening, seperti itulah fiber optik. Bebas melekuk-

17

lekukkannya, melilit-lilitkannya tanpa takut patah, asalkan tekukan tidak terlalu

tajam sudutnya. Dengan bentuk yang fleksibel dan ringan seperti ini, media fiber

optik akan menciptakan aplikasi-aplikasi baru yang sebelumnya tidak pernah

terpikirkan oleh manusia.

8. Komunikasi lebih aman

Media fiber optik merupakan media yang sangat ideal jika menginginkan

media yang sangat aman. Mengapa demikian, Hal ini dikarenakan informasi yang

lewat di dalam media fiber optik tidak mudah untuk disadap atau dikacaukan dari

luar. Sinyal informasi yang berupa cahaya tidak akan mudah untuk ditransfer ke

jalur lain untuk disadap. Sinyal cahaya pun tidak akan mudah dikacaukan dengan

menggunakan frekuensi pengacau atau medan elektromagnetik. Maka dari itu,

media ini cukup aman untuk Anda gunakan. Meskipun cukup aman, media ini

tidak sulit untuk dimonitor.

9. Komunikasi bebas percakapan-silang (Crosstalk)

Ketika dua buah kawat tembaga diletakkan bersebelahan sepanjang jarak

bentangan yang cukup jauh, radiasi elektromagnetik dari masing-masing kawat

akan mengenai kawat yang lain sehingga sinyal yang dibawa oleh kawat yang satu

akan mengganggu sinyal pada kawat di sebelahnya. Di dalam telekomunikasi efek

ini disebut percakapan-silang (Crosstalk). Pada jaringan telepon, percakapan–

silang mengakibatkan kita dapat mendengar adanya percakapan lain „di belakang‟

suara percakapan kita sendiri. Percakapan-silang tidak akan mengganggu

komunikasi via serat optik, bahkan jika serat-serat yang digunakan diletakkan

sangat dekat satu sama lainnya.

18

Setiap hal pasti memiliki kelemahan walaupun sangat kecil, termasuk fiber

optik. Berikut adalah kelemahan dari teknologi fiber optik

1. Harga kabel dan perangkat yang relatif mahal

Harga kabel jaringan fiber optik masih terlalu mahal, terutama jika

dibandingkan dengan kabel jaringan lainnya seperti kabel UTP yang terkenal

murah meriah dan dalam proses instalasi kabel jaringa fiber optik diperlukan

beberapa alat khusus berupa perangkat elektronik yang untuk saat ini memang

masih sangat mahal. Alhasil tidak semua orang bisa ataupun mau menggunakan

kabel ini sebagai media pendukung dalam instalasi sebuah jaringan komputer.

2. Perbaikan memerlukan ahli

Jika rusak, perbaikan instalasi kabel jaringan fiber optik yang kompleks

memerlukan tenaga yang ahli di bidang ini. Perawatan dan pemasangan sulit, jika

terjadi kerusakan pada kabel fiber optik, maka harus memanggil orang yang sudah

berpengalaman dan sudah ahli pada bidang tersebut.

3. Tidak tahan terhadap lekukan tajam

Kabel fiber optik tidak bisa diletakkan di belokan yang sangat tajam, ini

dikarenakan fiber optik menggunakan cahaya sebagai penghantar sinyal, jika

kabel ditekuk maka cahaya akan bocor dan akan mengalir ke tekukkan tersebut.

Mengingat kabel jaringan fiber optik menggunakan gelombang cahaya untuk

mentransmisikan data, maka kabel jaringan jenis ini tidak dapat diaplikasikan

dalam jalur yang berbelok secara tajam atau menyudut. Jika terpaksa harus

berbelok, maka harus dibuat belokan yang melengkung.

19

2.2 Fiber To The x (FTTx)

Fiber to the x (FTTx) adalah istilah umum untuk setiap arsitektur jaringan

broadband yang menggunakan serat optik untuk menggantikan seluruh atau

sebagian dari kabel metal lokal loop yang digunakan untuk telekomunikasi last

mile. Istilah umum berasal dari generalisasi beberapa konfigurasi penyebaran fiber

(FTTN, FTTC, FTTB, FTTH), semua dimulai dengan FTT tapi dibedakan oleh

huruf terakhir, yang digantikan oleh x pada generalisasi tersebut. Jaringan kabel

lokal fiber Optik ( Fiber to The x ) paling sedikitnya terdapat 2 perangkat aktif (

Opto Elektrik ) yang dipasang di Central Office dan yang satu lagi dipasang di

dekat dan atau di lokasi pelanggan. Berdasarkan lokasi penempatan perangkat

aktif yang dipasang didekat dan atau dilokasi pelanggan maka terdapat beberapa

Konfigurasi sebagai berikut, (Indotelcoexpert, 2011)

1. Fiber To The Building (FTTB)

TKO terletak didalam gedung dan biasanya terletak pada ruang

telekomunikasi di basement atau tersebar dibeberapa lantai, terminal pelanggan

dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga indoor atau IKG, FTTB dapat

dianalogikan dengan daerah catu langsung pada jarigan kabel tembaga.

20

Gambar 2.3 Arsitektur Jaringan FTTB. (www.elektroindonesia.com, 1999)

2. Fiber To The Zone (FTTZ)

TKO terletak disuatu tempat diluar bangunan, biasanya berupa kabinet

yang ditempatkan dipinggir jalan sebagai mana biasanya RK, terminal pelanggan

dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga hingga beberapa kilometer,

FTTZ dapat dianalogikan sebagai pengganti RK.

Gambar 2.4 Arsitektur Jaringan FTTZ. (www.elektroindonesia.com, 1999)

3. Fiber To The Curb/Cabinet (FTTC)

TKO terletak disuatu tempat diluar bangunan, baik didalam kabinet, diatas

tiang maupun di Manhole, terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO

melalui kabel tembaga hingga beberapa ratus meter saja, FTTC dapat

dianalogikan sebagai pengganti Titik Pembagi.

21

Gambar 2.5 Arsitektur Jaringan FTTC. (www.elektroindonesia.com, 1999)

4. Fiber To The Home (FTTH)

TKO terletak didalam rumah pelanggan, terminal pelanggan dihubungkan

dengan TKO melalui kabel tembaga Indoor atau IKR hingga beberapa puluh

meter saja, FTTH dapat dianalogikan sebagai pengganti Terminal Blok ( TB ).

Gambar 2.6 Arsitektur Jaringan FTTH. (www.elektroindonesia.com, 1999)

2.3 Fiber To The Home (FTTH) berbasis Gigabit Passive Optical Network

(GPON)

FTTH (Fiber To The Home) merupakan suatu format penghantaran isyarat

optik dari pusat penyedia (provider) ke kawasan pengguna dengan menggunakan

22

serat optik sebagai medium penghantaran. Perkembangan teknologi ini tidak

terlepas dari kemajuan perkembangan teknologi serat optik yang dapat

mengantikan penggunaan kabel konvensional (Tembaga). Dan juga didorong oleh

keinginan untuk mendapatkan layanan yang dikenal dengan istilah Triple Play

Services yaitu layanan akan akses internet yang cepat, suara (jaringan telepon,

PSTN) dan video (TV Kabel) dalam satu infrastruktur pada unit pelanggan.

Penghantaran dengan menggunakan teknologi FTTH ini dapat menghemat

biaya dan mampu mengurangi biaya operasi dan memberikan pelayanan yang

lebih baik kepada pelanggan. Ciri-ciri inheren serat optik membenarkan

penghantaran isyarat telekomunikasi dengan lebar jalur yang lebih besar

dibandingkan dengan penggunaan kabel konvensional.

Biasanya jarak antara pusat layanan atau sentral dengan pelanggan dapat

berkisar maksimum 20 km. Dimana pusat penghantaran penyelenggara layanan

(service provider) yang berada di kantor utama disebut juga dengan central office

(CO), disini terdapat peralatan yang disebut dengan OLT. Kemudian dari OLT ini

dihubungkan melalui jaringan kepada ONT yang ditempatkan di rumah-rumah

pelanggan melalui jaringan distribusi serat optik Optical Distribution Network

(ODN). Isyarat optik dengan panjang gelombang (wavelength) 1490 nm dari hilir

(downstream) dan isyarat optik dengan panjang gelombang 1310 nm dari hulu

(upstream) digunakan untuk mengirim data dan suara.

Sedangkan layanan video dikonversi dahulu ke format optik dengan

panjang gelombang 1550 nm oleh optik pemancar video (optical video

transmitter). Isyarat optik 1550 nm dan 1490 nm ini digabungkan oleh pengabung

23

(coupler) dan ditransmisikan ke pelanggan secara bersama. Singkatnya, tiga

panjang gelombang ini membawa informasi yang berbeda secara simultan dan

dalam berbagai arah pada satu kabel serat optik yang sama.

Gigabit Passive Optical Network (GPON) merupakan teknologi FTTx

yang dapat mengirimkan informasi sampai ke pelanggan menggunakan kabel fiber

optik yang merupakan standard ITU-T G.984. Prinsip kerja GPON itu sendiri

ketika data atau sinyal dikirimkan dari Optical Lne Terminal (OLT), maka ada

bagian yang bernama splitter yang berfungsi untuk memungkinkan satu serat fiber

optik dapat mengirim ke berbagai Optical Network Unit (ONU), ONU sendiri

akan memberikan data-data dan sinyal yang diinginkan pelanggan. Pada

prinsipnya, GPON adalah sistem Point To Multipoint, yang dimana menggunakan

splitter sebagai pembagi jaringannya. Yang menjadi ciri khas dari teknologi ini

dibanding teknologi lainnya adalah teknik distribusi trafik dilakukan secara pasif.

Dari sentral hingga ke arah pelanggan akan didistribusikan menggunakan splitter

pasif (1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64). GPON sendiri menggunakan TDMA sebagai

teknik multiple acces upstream dengan data rate sebesar 1.2 Gbps dan

menggunakan broadcast kearah downstream dengan data rate sebesar 2.4 Gbps.

Model paketisasi data menggunakan GPON Encapsulation Methode (GEM) atau

ATM cell untuk membawa layanan TDM dan packet based, dengan itu GPON

jadi memiliki efisiensi bandwidth yang lebih baik dari BPON (70%) yaitu 93%.

(Renzana, 2013)

2.3.1 Keunggulan GPON

Adapun beberapa keungulan yang dimiliki oleh teknologi GPON adalah

24

1. Mendukung aplikasi Triple Play (Suara, Data, dan Video) pada layanan

FTTx yang dilakukan melalui satu serat fiber optik.

2. Dapat membagi bandwidth sampai dengan 64 ONT.

3. GPON mengurangi pengggunaan banyak kabel dan peralatan pada kantor

pusat bila dibandingkan dengan arsitektur jaringan point to point. Hanya

satu port optik di central office (menggantikan multiple port).

4. Alokasi bandwidth dapat diatur.

5. Biaya maintenance yang murah karena menggunakan komponen pasif.

6. Transparan terhadap laju bit dan format data, GPON dapat secara fleksibel

mentransferkan informasi dengan laju bit dan format berbeda karena setiap

laju bit dan format data ditransmisikan melalui panjang gelombang yang

berbeda. Laju bit 1.244 Gbps untuk upstream dan 2.44 Gbps untuk

downstream.

7. Biaya pemasangan, pemeliharaan dan pengembangan yang efisien, hal ini

dikarenakan arsitektur jaringan GPON lebih sederhana dari pada arsitektur

jaringan serat optik konvensional.

2.3.2 Fiber To The Home (FTTH)

Fiber To The Home merupakan suatu format penghantaran isyarat optik

dari pusat penyedia (provider) ke kawasan pengguna dengan menggunakan serat

optik sebagai medium penghantaran. Perkembangan teknologi ini tidak terlepas

dari kemajuan perkembangan teknologi fiber optik yang dapat menggantikan

25

penggunaan kabel konvensional atau tembaga. Dan juga didorong oleh keinginan

untuk mendapatkan layanan yang dikenal dengan istilah Triple Play Services yaitu

layanan akses internet yang cepat (data), jaringan telepon atau VoIP, dan video

(TV kabel) dalam satu infrastruktur pada unit pelanggan. Penghantaran dengan

menggunakan teknologi FTTH ini dapat menghemat biaya dan mampu

mengurangi biaya operasi dan memberikan pelayanan yang lebih baik kepada

pelanggan. Ciri-ciri inheren serat optik membenarkan penghantaran isyarat

telekomunikasi dengan lebar jalur yang lebih besar dibandingkan dengan kabel

konvensional.

Gambar 2.7 Arsitektur Jaringan FTTH. (Renzana, 2013)

Dari gambar mengilustrasikan arsitektur umum dari suatu jaringan FTTH.

Biasanya jarak antara pusat layanan dengan pelanggan dapat berkisar maksismum

20Km. Dimana pusat penghantaran penyelenggara layanan (service provider)

yang berada di kantor utama disebut jugan dengan central office (CO), disini

terdapat peralatan yang disebut dengan Optical Line Terminal (OLT). Kemudian

26

dari OLT ini dihubungan kepada Optical Network Terminal (ONT) yang

ditempatkan di rumah-rumah pelanggan melalui jaringan distribusi serat optik

atau biasa disebut Optical Distribution Network (ODN). Isyarat optik dengan

panjang gelombang (wavelength) 1490 nm untuk downstream dan isyarat optik

dengan panjang gelombang 1310 nm untuk upstream diguunakan untuk mengirim

data dan suara. Sedangkan layanan video dikonversi dahulu ke format optik

dengan panjang gelombang 1550 nm oleh optik pemancar video (Optical Video

Transmitter). Isyarat optik 1550 nm dan 1490 nm ini digabungkan oleh

penggabung atau biasa disebut coupler dan ditransmisikan ke pelanggan secara

bersama. Singkatnya, tiga panjang gelombang ini membawa informasi yang

berbeda secara simultan dan dalam berbagai arah pada satu serat fiber optik yang

sama.

2.3.3 Perangkat yang digunakan pada jaringan FTTH

1. Optical Line Terminal (OLT)

Optical Line Terminal (OLT) merupakan sebuah perangkat yang berteknologi

GPON (Gigabit Passive Optical Network) berfungsi sebagai koneversi dari sinyal

elektrik menjadi optik, interfacing dengan central office, dan interfacing dengan

ODN. dalam sebuah GPON bisa terdiri atas beberapa ODN yang berfungsi untuk

transport dan distribusi data dari OLT ke ONT. Komponen pendukung

lainnya adalah Pasive/Active Splitter (PS/AS) yang berfungsi untuk

mendistribusikan daya optik ke cabang atau pelanggan. Perangkat OLT terletak di

central office (CO). Prinsip kerja OLT pada prinsipnya dimana OLT terhubung

langsung dengan Metro Ethernet. Sinyal optik di distribusikan ke arah ONT/ONU

27

melalui passive splitter. ONT mentransmisikan sinyal elektrik untuk layanan

triple play kepada pelanggan. Optical Distribution Network (ODN) adalah

jaringan optik yang menghubungkan antara OLT dan ONT. ONT kemudian

disambungkan pada Set Top Box (STB) untuk layanan IPTV, STB berfungsi untuk

mengkonversi digital signal menjadi analog signal yang berada di sisi pelanggan

untuk mengakses IPTV. Sedangkan ONT langsung terhubung pada personal

komputer (PC) untuk layanan data (internet) dan telepon untuk layanan Voice.

Optical Line Termination yang digunakan dalam perancangan ini sesuai dengan

standard ITU-T G.984 dan yang di rekomendasikan oleh PT.Telkom. Pemilihan

perangkat Optical Line Termination ini dengan melihat nilai optical transmit

power (Ptx) yang sebaiknya bernilai besar karena akan berpengaruh terhadap link

power budget dan juga memperhitungkan nilai lebar spektral (Δσ), rise time dan

fall time yang sebaiknya bernilai relatif kecil karena akan berpengaruh terhadap

nilai rise time budget.

28

Gambar 2.8 Optical Line Terminal (OLT)

2. Optical Distribution Cabinet (ODC)

ODC adalah suatu ruang yang berbentuk kotak atau kubah (dome) yang terbuat

dari material khusus yang berfungsi sebagai tempat instalasi sambungan jaringan

optik single-mode, yang dapat berisi konektor, sambungan, maupun splitter dan

dilengkapi ruang manajemen fiber dengan kapasitas tertentu pada jaringan akses

optik pasif (PON), untuk hubungan telekomunikasi. ODC berfungsi sebagai

tempat terminasi antara kabel feeder dengan kabel distribusi. Bisa dipahami

bahwa didalam ODC terdapat splitter dari sentral atau OLT yang dibagi ke ODP.

29

Gambar 2.9 Optical Distribution Cabinet (ODC).

3. Optical Distribution Point (ODP)

Optical Distribution Point adalah tempat terminasi kabel yang memiliki

sifat-sifat tahan korosi, tahan cuaca,kuat dan kokoh dengan konstruksi untuk

dipasang diluar. ODP berfungsi sebagai tempat instalasi sambungan jaringan optik

single mode terutama untuk menghubungkan kabel fiber optik distribusi dan kabel

drop. Perangkat ODP dapat berisi optical pigtail, konektor, splitter room dan

dilengkapi ruang manajemen fiber dengan kapasitas tertentu.

ODP dipasang harus sesuai dengan peruntukannya, ODP Pole hanya boleh

dipasang pada tiang, ODP Pedestal dipasang pada permukaan tanah seperti yang

digunakan pada kawasan perumahan Gardenia, ODP Wall dipasang pada dinding

dan ODP Clousure hanya boleh dipasang pada kabel SCPT dan kabel SSW baik

pada pertengahan gawang maupun di dekat tiang.

30

Cara pemasangan ODP dengan cara memetik salah satu core dari kabel

distribusi secara urut. Kemudian core tersebut dimaskukan kedalam pasif splitter,

pasif splitter yang biasa digunakan pada ODP yaitu pasif 1:8 atau 1:4.

Gambar 2.10 ODP jenis Pedestal.

4. Kabel Serat Optik

Pada jaringan FTTH kabel serat optik yang digunakan ada tiga macam yaitu kabel

feeder untuk jaringan dari central office (CO) ke ODC biasanya menggunakan

kabel serat optik Single Mode tipe G.652.D Loose Tube dan kabel distribusi sama

hal nya seperti kabel feeder yang mempunyai fungsi untuk meneruskan informasi

yang berupa sinyal optik untuk ODC ke ODP tetap menggunakan kabel Single

Mode dan jenis instalasinya sama dengan feeder, serat optik yang digunakan

adalah yang sesuai dengan standar ITU-T G.652.D dan G.657.A adapun keduanya

merupakan kabel jenis tanam atau duct, kemudian terdapat drop kabel berfungsi

31

sebagai kabel distribusi dari ODP ke Optical Terminal Premises (OTP) di sisi

pelanggan langsung. Pada kabel feeder, distribusi, dan drop kabel mengandung

rugi-rugi yaitu pada panjang gelombang 1310 nm sebesar ≤ 0.35 dB/Km dan pada

panjang gelombang 1490 nm sebesar ≤0.28 dB/Km.

5. Konektor

Konektor optik merupakan salah satu perlengkapan kabel serat optik yang

berfungsi sebagai penghubung serat. Dalam operasinya konektor mengelilingi

serat kecil sehingga cahaya terbawa secara bersama-sama tepat pada inti dan

segaris dengan sumber cahaya (serat lain). Konektor yang digunakan pada Optical

Acces Network dapat dipasang diluar dan di lokasi pelanggan. Konektor yang

digunakan adalah konektor Subsciber Connector (SC) yang dimana memang

digunakan untuk jenis kabel single mode. konektor SC digunakan pada bagian

OLT sampai ONT memakai konektor SC atau UPC dengan loss sebesar 0.25 dB.

Terdapat 13 buah konektor pada jaringan FTTH dari OLT hingga ke ONT, yaitu 6

buah di OLT, 2 buah di ODC, 2 buah di ODP, 2 buah di roset, dan 1 buah di

ONT.

Gambar 2.11 Konektor/Patchcord Single Mode. (Renzana, 2013)

32

6. Splice/Sambungan

Penyambungan serat optik adalah menggabungkan dua ujung serat yang

meliputi penggabungan antara inti dengan inti serat, secara permanen. Sambungan

dua serat optik yang ideal adalah bila pada sambungan tersebut terdapat

kontinuitas, serat sebagai media pemandu (guiding medium). Performasi

sambungan serat optik ragam tunggal dipengaruhi oleh dua hal, rugi-rugi

sambungan dan kekuatan mekanik sambungan. Rugi rugi sambungan ditentukan

oleh, rugi-rugi kopling yang disebabkan faktor intrinsik dan faktor ekstrinsik, dan

rugi-rugi pantulan yang disebabkan perbedaan indek bias. Kekuatan mekanik

sambungan serat optik dipengaruhi oleh kualitas pemotongan serat dan kebersihan

dari dua ujung serat yang akan disambung. (Taufal Hidayat, 2011)

Berikut ini adalah macam-macam teknik penyambungan pada serat optik

diantaranya,

Splice Fusi/Sambungan Permanen

Splice Fusi adalah metode penyambungan serat optik yang memberikan hasil

paling permanen dan menimbulkan rugi daya yang paling rendah seperti yang

digunakan oleh PT.Telkom untuk jaringan FTTH. Pada prinsipnya penyambungan

dilakukan dengan menyolder ujung-ujung kedua serat optik yang telah

disesuaikan posisinya. Persambungan yang dihasilkan akan menimbulkan rugi

daya sebesar 0.05dB atau sekitar 1% dari daya total. Perangkat splice fusi pada

umumnya dapat menyambungkan serat optik modus tunggal maupun modus

jamak, namun karena besarnya rugi daya yang timbul, penyambungan hanya

dapat dilakukan pada serat optik modus tunggal dengan serat optik modus tunggal

atau serat optik modus jamak dengan serat optik modus jamak.

33

Splice Mekanik

Splice mekanik menjalankan fungsi yang sama dengan splice fusi hanya saja

dalam kasus splice mekanik ujung-ujung serat optik disatukan dengan cara-cara

mekanis ketimbang dengan teknik penyolderan seperti pada splice fusi. Dari

penampilan fisiknya, splice mekanik sangat mirip dengan pembalut splice yang

digunakan dalam metode splice fusi. Splice mekanik memiliki bebrapa

keunggulan dibandingkan splice fusi. Pertama, penerapannya tidak memerlukan

adanya catu daya atau pasokan daya listrik apapun. Pada kenyataannya peralatan

yang dibutuhkan untuk melakukan penyambungan splice mekanik tidak lebih dari

pengupas kabel serat optik dan pisau perata. Sehingga splice mekanik dapat

digunakan di dalam situasi-situasi yang dianggap sulit atau tidak mungkin bagi

splice fusi. Sambungan splice mekanik biasanya dapat digunakan secara berulang-

ulang tidak hanya sekali pakai dan dapat dipasang dalam waktu beberapa menit

saja, menjadikannya sangat ideal untuk pembentukan koneksi-koneksi sementara.

Kelemahan splice mekanik adalah timbulnya rugi-rugi daya, disebut sebagai rugi

sisipan atau rugi insersi (insertion loss) yang cukup besar dibandingkan dengan

splice fusi, yaitu sebesar 0.1dB – 0.3dB per sambungan splice mekanik. Hal ini

mengindikasikan bahwa di dalam situasi-situasi yang menuntut efisiensi daya

yang tinggi, splice fusi merupakan pilihan terbaik.

7. Passive Splitter

Splitter merupakan komponen pasif yang dapat memisahkan daya optik

dari satu input serat ke dua atau beberapa output serat. Splitter pada PON

dikatakan pasif sebab tidak memerlukan sumber energi eksternal dan optimasi

34

tidak dilakukan terhadap daya yang digunakan terhadap pelanggan yang jaraknya

berbeda dari node splitter, sehingga cara kerjanya membagi daya optik sama rata.

Passive Splitter atau splitter merupakan optical fiber coupler sederhana

yang membagi sinyal optik menjadi beberapa path (multiple path) atau sinyal-

sinyal kombinasi dalam sutu jalur. Selain itu splitter juga dapat berfungsi untuk

merutekan dan mengkombinasikan berbagai sinyal optik. Alat ini sedikitnya

terdiri dari 2 port dan bisa lebih hingga mencapai 32 port. Berdasarkan ITU

G.983.1 BPON Standard direkomendasikan agar sinyal dapat dibagi untuk 32

pelanggan, namun rasio meningkat menjadi 64 pelanggan berdasarkan ITU-T

G.984 GPON Standard. Hal ini berpengaruh terhadap redaman sistem, seperti

pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.2 Total redaman pada passive splitter.

Rasio Redaman

1:2 2,8 – 4,0 dB

1:4 5,8 – 7,5 dB

1:8 8,8 – 11,0 dB

1:16 10,7 – 14,4 dB

1:32 14,6 – 18,0 dB

(Renzana, 2013)

8. Optical Network Terminal (ONT)

ONT menyediakan interface antara jaringan optik dengan pelanggan. Sinyal optik

yang ditransmisikan melalui ODN diubah oleh ONT menjadi sinyal elektrik yang

diperlukan untuk service pelanggan. Pada arsitektur FTTH, ONT diletakkan di sisi

pelanggan. ONT dihubungkan dengan melalui suatu Adaptation Unit (AU). ONT

35

hanya sebesar modem ADSL mengantarkan layanan broadband ke pelanggan.

Interface ONT sendiri bisa dikombinasikan antara Fast Ethernet (FE), POTS, dan

RF overlay tergantung keinginan pelanggan. Varian ONT dengan tipe interface

yang berbeda-beda ditawarkan oleh operator. Inilah salah satu fleksibilitas dari

GPON. Triple play dalam satu box kecil yang dapat berupa wall mounted atau

diletakkan di meja.

Gambar.2.12 Optical Network Terminal.

2.4 Metode Perhitungan

2.4.1 Power Link Budget

Perhitungan link budget untuk mengetahui batasan redaman total yang

diijinkan antara daya keluaran pemancar dan sensitivitas penerima. Perhitungan

ini dilakukan berdasarkan standarisasi ITU-T G.984 dan juga peraturan yang

diterapkan oleh PT. TELKOM yaitu jarak tidak lebih dari 20 km dan redaman

total tidak lebih dari 28 dB dan Pr > -28 dBm. Bentuk persamaan untuk

perhitungan redaman total pada link power budget yaitu,

αtot = L.αserat + Nc.αc + Ns.αs + αsp........................................(2.1)

Bentuk persamaan untuk perhitungan margin daya adalah

36

M = (Pt – Pr) – αtotal – SM.............................................................(2.2)

Keterangan :

L = Panjang Serat Optik (Km)

Pt = Daya keluaran sumber optik (dBm)

Pr = Sensitivitas daya maksimum detektor (dBm)

SM =Safety margin, berkisar 6-8 dB

αtot = Redaman Total sistem (dB)L = Panjang serat optik ( Km)

αc = Redaman Konektor (dB/buah)

αs = Redaman sambungan ( dB/sambungan)

αserat = Redaman serat optik ( dB/ Km)

Ns = Jumlah sambungan

Nc = Jumlah konektor

Sp = Redaman Splitter (dB)

Margin daya disyaratkan harus memiliki nilai lebih dari 0 (nol), margin daya

adalah daya yang masih tersisa dari power transmit setelah dikurangi dari loss

selama proses pentransmisian, pengurangan dengan nilai safety margin

dan pengurangan dengan nilai sensitifitas receiver.

2.4.2 Rise Time Budget

Rise time budget merupakan metode untuk menentukan batasan dispersi

suatu link serat optik. Metode ini sangat berguna untuk menganalisis sistem

transmisi digital. Tujuan dari metode ini adalah untuk menganalisa apakah

unjuk kerja jaringan secara keseluruhan telah tercapai dan mampu memenuhi

kapasitas kanal yang diinginkan. Umumnya degradasi total waktu transisi dari

37

link digital tidak melebihi 70 persen dari satu periode bit NRZ (Non-Retum-to-

Zero). Perhitungan Rise Time Budget menggunakan persamaan 2.3, yaitu

ttotal = ( t²tx + t²intramodal + t²intermodal + t²rx )½

.................(2.3)

Dengan

ttotal = total rise time budget (ns)

ttx = rise time transmitter (ns)

trx = rise time receiver (ns)

tintramodal = tmaterial + twaveguide (ns)

tintermodal = bernilai nol untuk serat optik single mode (ns)

Menghitung maksimum Rise Time dari Bit Rate NRZ menggunakan persamaan

2.4, yaitu

Tr = 0.7/Br ...............................................................................(2.4)

Dengan

Br = Bit Rate (Gbps)

Tr = maksimum rise time (ns)

Untuk menghitung tmaterial menggunakan pesamaan 2.5 yaitu

tmaterial = ∆σ . Ltotal . Dm ...........................................................(2.5)

Dengan

∆σ = Lebar Spektral (nm)

L = Panjang total serat optik (km)

Dm = Dispersi material (ps/nm.km).

38

Untuk menghitung twaveguide menggunakan persamaan 2.6, yaitu

twaveguide =

x * (

)+ ..........................(2.6)

Dengan

C = Kecepatan Cahaya ( )

= Indeks bias selubung

= Selisih indeks bias inti dan selubung

Untuk menghitung selisih indeks bias selubung menggunakan persamaan 2.7,

yaitu

= ( ) .....................................................(2.7)

Dengan

n1 = Indeks bias inti

Untuk menghitung frekuensi dinormalkan menggunakan persamaan 2.8, yaitu

V =

( )

½ ...................................(2.8)

Dengan

V = Frekuensi dinormalkan

λ = Panjang gelombang

= Jari-jari inti

Untuk menghitung

menggunakan persamaan 2.9, yaitu

(

) .......................................................(2.9)

Dengan

= (2 x V)

½

39

Pembahasan dalam penelitian ini dibatasi oleh parameter yang digunakan pada

analisa jaringan FTTH adalah nilai daya Tx dan daya Rx sensitivity, dan redaman

di sepanjang kabel serat optik, konektor, passive splitter, dan sambungan. Analisa

daerah Gardenia menggunakan power link budget yang bertujuan untuk mencari

nilai daya di pelanggan (daya Rx sensitivity). Data redaman dari OLT Majapahit

ke ONT pelanggan di kawasan perumahan Gardenia menggunakan data dari

PT.Telkom Akses yang berada di Semarang, dan nilai total redaman ditambah

toleransi standar PT.Telkom adalah 28 dBm. Jika hasil perhitungan total redaman

tidak melebihi 28 dBm (α total > 28 dBm), dan daya penerimaan pada pelanggan

tidak melebihi -28 dBm (Pr > -28 dBm) maka pada jaringan FTTH tersebut dapat

dikategorikan “layak”, jika salah satu hasil melebihi dari standar yang ditentukan

maka dikategorikan “tidak layak”.