bab ii landasan teori 2.1 fiber optik (fo)
TRANSCRIPT
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”.