ANALISA REDAMAN SERAT OPTIK TERHADAP KINERJA SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK MENGGUNAKAN METODE OPTICAL LINK POWER BUDGET Endy Kusuma Wadhana1),Ir. Heru Setijono, M.Sc2) Bidang minat rekayasa fotonika, Jurusan Teknik Fisika,Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember-Surabaya 60111 E-mail: 1)
[email protected] Abstrak Pada penelitian ini telah dilakukan analisis redaman serat optik terhadap sistem komunikasi serat optik di jalur Rungkut ke Malang ruas Gempol di PT. Telkom Indonesia, Divisi SKSO Arnet SBT menggunakan kabel serat optik Single Mode Step Index tipe G.652. Alat bantu yang digunakan untuk pengambilan data pada penelitian ini adalah Power Meter, JDSU MTS 8000, dan perangkat NMS (Network Monitoring System) yang berfungsi untuk Monitoring level daya dari Rungkut ke Malang. Digunakan metode link power budget untuk mengetahui kinerja dari sistem komunikasi kabel serat optik akibat dari redaman yang terjadi di sepanjang kabel serat optik berdasarkan nilai daya ouput yang diterima di Receiver. Dari hasil penelitian ini didapatkan bahwa pada jalur Rungkut ke Malang ruas Gempol redaman tertinggi di sepanjang kabel serat optik jatuh di daerah gempol pada jarak 32.050 km, dengan nilai redaman total 10.119 dB, dan redaman per kilometer 0,34 dB/km, berdasarkan hasil dari pengamatan menggunakan alat JDSU MTS 8000 redaman tersebut diakibatkan oleh tekukan kabel (Mikro Bending) pada jarak 26,734 km. Nilai redaman tertinggi tersebut masih berada dibawah nilai dari standart ITU (International Telecomunication Union) no. T-REC-G.651-199802-I yaitu 0.35 dB/km. Dari nilai redaman serat optik, maka hasil analisa link power budget yang didapatkan adalah nilai R X dari hasil perhitungan lebih kecil jika dibandingkan dengan nilai daya yang bekerja pada perangkat NMS (Network Monitoring System) pada saat pengukuran, dengan nilai error 0.1%, maka kinerja dari sistem komunikasi serat optik pada jalur tersebut dalam keadaan normal dan dapat digunakan untuk beroperasi karena daya output masih bisa diterima oleh Receiver di perangkat.
Kata kunci
: Serat Optik, Redaman Serat, SKSO, Link power budget. I. PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang Meningkatnya kebutuhan akan komunikasi data, terutama sistem komunikasi serat optik yang pada akhir-akhir ini berkembang pesat mendorong untuk membuat dan mengembangkan berbagai metode dan teknologi yang dapat digunakan untuk mengakomodasi kebutuhan dalam kapasitas besar dan kecepatan tinggi dari sistem tersebut. Seiring dengan peningkatan dan pengembangan menggunakan kabel serat optik sebagai media transmisi data, maka juga sering terjadi faktor hilangnya informasi yang diakibatkan oleh rugi–rugi yang terjadi disepanjang kabel serat optik, salah satu rugi–rugi tersebut adalah rugi daya yang diakibatkan oleh redaman di sepanjang kabel serat optik, yang mengakibatkan perubahan daya dari pemancar optik (Transmitter) hingga mencapai di penerima optik (Receiver). Permasalahan redaman dan daya optik juga mempunyai hubungan dengan perencanaan pemasangan instalasi sistem komunikasi kabel serat optik ketika sistem tersebut mengalami gangguan disepanjang kabel serat optik , dalam hal ini terjadi
pada PT. Telkom divisi Arnet SBT, dari data redaman dan daya yang terjadi di PT. Telkom divisi Arnet SBT ini, maka dilakukan penelitian untuk menganalisa kinerja sistem komunikasi serat optik yang diakibatkan oleh redaman dan daya yang bekerja di sepanjang kabel serat optik. 1.2 Perumusan masalah Berdasarkan latar belakang diatas, maka permasalahan yang dihadapi dalam penelitian adalah Bagaimana cara melakukan perhitungan dan perbandingan redaman serat dari jenis kabel serat optik G.652 yang merujuk pada rekomendasi ITU.T tentang spesifikasi penggunaan kabel serat optik sehingga didapatkan suatu analisa redaman kabel terhadap kinerja dari sistem komunikasi serat optik pada jalur konfigurasi Rungkut – Malang Ruas Gempol dengan jalur konfigurasi Rungkut – Sukodono di PT. Telekomunikasi Indonesia, Tbk divisi Arnet Surabaya Timur, serta bagaimana cara menganalisa rugi daya yang diterima oleh receiver menggunakan perhitungan link power budget agar sesuai dengan nilai daya (Rx sensitivity) pada spesifikasi di perangkat. jalur konfigurasi Rungkut – Malang Ruas Gempol, di PT. Telekomunikasi Indonesia, Tbk divisi SKSO Arnet Surabaya Timur
Halaman 1 dari 10
1.3 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk melakukan perhitungan rugi daya yang terjadi di sepanjang kabel serat optik pada sistem komunikasi serat optik (SKSO), serta melakukan analisis kinerja dari sistem komunikasi serat optik menggunakan metode link power budget, di PT. Telkom Indonesia-Jatim, divisi Arnet Surabaya Timur. Dan membandingkan data perhitungan dan data pengukuran yang didapatkan di lapangan. 1.4 Batasan Masalah Untuk mempertajam dan memfokuskan permasalahan dalam penelitian ini, beberapa batasan masalah yang diambil diantaranya adalah adalah sebagai berikut: 1. Parameter yang digunakan pada analisa redaman serat adalah : redaman di sepanjang kabel serat optik, nilai daya Tx dan daya Rx dengan panjang gelombang 1550 nm di Jalur konfigurasi Rungkut – Malang ruas Gempol dan jalur konfigurasi Rungkut – Sukodono di PT. Telkom Indonesia-Jatim, divisi Arnet Surabaya Timur. 2. Analisa menggunakan link power budget yang bertujuan untuk mencari nilai daya dari transsiver (TX) hingga menuju ke receiver (RX). 3. Penelitian ini hanya menganalisa kinerja dari SKSO akibat pengaruh redaman serat optik, redaman sambungan, redaman konektor yang mengakibatkan penurunan daya pada Kabel serat optik. Komponen dan Faktor– Faktor pendukung lain pada sistem komunikasi serat optik yang mempengaruhi kegagalan dari sistem diabaikan. 4. Data yang diambil adalah data redaman pada jalur konfigurasi Rungkut-Malang ruas Gempol serta jalur konfigurasi RungkutSukodono, untuk titik ukur redaman menggunakan jalur kontingensi RungkutGempol dan Rungkut – Sukodono, sedangkan titik ukur daya dilakukan di jalur konfigurasi Rungkut-Gempol, RungkutSukodono serta Rungkut-Malang ruas gempol. 5. Data redaman dari Gempol ke Malang menggunakan data dari PT. Telkom yang berada di Malang, dan nilai Rx Sensitivity adalah -27 dBm. 6. Alat bantu pengukuran untuk redaman menggunakan JDSU MTS-8000 sedangkan pengukuran daya menggunakan optikal power meter, untuk melakukan perhitungan link power budget maka daya yang
digunakan adalah daya yang bekerja pada sistem yang terdapat pada perangkat yang dimonitoring oleh NMS (Network Monitoring System). 7. Analisa ini dilakukan menggunakan link power budget. 1.5 Sistematika penulisan laporan Laporan penelitian disusun secara sistematis dibagi dalam beberapa bab diantaranya : a. BAB I Pendahuluan. Berisi tentang latar belakang perumusan masalah, pendekatan ilmiah yang diambil, tujuan dan kontribusi yang diberikan dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, hingga sistematika penulisan laporan. b. BAB II Dasar Teori. Tinjauan pustaka yang melatar-belakangi perumusan masalah dan pendekatanpendekatan ilmiah yang diambil untuk analisa sistem. c. BAB III Metodologi Penelitian. Berisi tentang diagram alir penelitian, peralatan yang digunakan beserta spesifikasi dan rangkaian eksperimen yang digunakan dalam proses pengambilan data, serta terdapat langkah-langkah yang digunakan untuk mencapai tujuan dari penelitian. d. BAB IV Analisa dan pembahasan. Analisa hasil , pengukuran dan perhitungan sistem yang telah dibuat. e. BAB V Kesimpulan dan saran. Bagian penutup yang teridiri dari kesimpulan (hal-hal yang telah dikerjakan) dan saran (hal-hal yang belum dan memungkinkan untuk dikerjakan) untuk penelitian yang lebih lanjut. BAB II DASAR TEORI Serat Optik
Serat optik merupakan media saluran transmisi berbahan dasar kaca atau plastic (S iO2) yang digunakan untuk penyaluran gelombang dielektrik yang bekerja berdasarkan waktu, dengan menggunakan cahaya sebagai media penyampaian informasi, sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena laser mempunyai sifat pola penyebaran kecil, kecerahan dan koherensi tinggi. Bentuk dari serat optik adalah silender, karaketristik bahan struktur penyusun serat optik mempengaruhi sifat – sifat transmisi pemandu gelombang optik. Hal ini akan berpengaruh dalam perambatan sinyal optik Halaman 2 dari 10
sepanjang serat optik, Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas. Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik. Perambatan atau propagasi gelombang sepanjang pemandu gelombang dapat digambarkan dalam bentuk kumpulan gelombang terpandu yang dinamakan mode (moda) terpandu. Tiap moda terpandu merupakan pola garis medan listrik dan medan magnet yang diulang – ulang sepanjang serat pada interval sama terhadap panjang gelombang. (Keiser . 1987) Pembagian Serat optik dapat dilihat dari 2 macam perbedaan : 1.
Berdasarkan mode yang dirambatkan a. Single mode Serat optik dengan core yang sangat kecil, diameter mendekati panjang gelombang sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak dipantulkan ke dinding cladding. b. Multi mode Serat optik dengan diameter core yang agak besar yang membuat laser di dalamnya akan terpantul-pantul di dinding cladding yang dapat menyebabkan berkurangnya bandwidth dari serat optik jenis ini. 2. Berdasarkan indeks bias core a. Step indeks Pada serat optik step indeks, core memiliki indeks bias yang homogen. b. Graded indeks Pada graded indeks ini indeks bias core semakin mendekat ke arah cladding maka semakin kecil. Jadi pada graded indeks, pusat core memiliki nilai indeks bias yang paling besar. Serat graded indeks memungkinkan untuk membawa bandwidth yang lebih besar, karena pelebaran pulsa yang terjadi dapat diminimalkan. Pada umumnya serat optik terdiri dari dua bahan dengan karakter optis yang berbeda untuk cladding dan core. Seperti tertera pada Gambar 2.1, yang mencantumkan struktur dasar dari pembentuk serat optik. Komposisi core menduduki 85 % dari total fiber yang memandu cahaya, yang tersusun dari bahan silikon oksida, dan dilapisi dengan serat kaca, dan pada umumnya core memiliki index bias yang lebih tinggi daripada cladding. [Schott, 2002]
Gambar 2.1 konstruksi sederhana serat optik [Agilent Technologies, 1996] Sistem Komunikasi Serat Optik Sistem komunikasi serat optik menggunakan sinyal-sinyal informasi dalam bentuk energi cahaya yang disalurkan melalui serat optik. Sinyal informasi yang dikirirmkan tersebut, dapat berupa sinyal audio, video ataupun data dalam bentuk sinyal elektrik dan kemudian diubah menjadi sinyal optik sebelum ditransmisikan melalui serat optik. Untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik diperlukan suatu sumber optik yang dapat menghasilkan cahaya yang intensitasnya dapat diatur sesuai dengan sinyal elektrik yang mengendalikannya. Begitu pula pada sisi penerima, diperlukan Detektor optik yang dapat mengubah sinyal optik menjadi sinyal elektrik sesuai dengan aslinya. Blok diagram sederhana dari sistem komunikasi serat optik ditunjukan berdasar gambar 3.2.
Gambar 3.2 Alur Sistem Komunikasi Serat Optik BAB III. Metodologi Penelitian Metodologi penelitian yang kami gunakan dalam proses analisa redaman serat terhadap kinerja sistem komunikasi kabel laut serat optik adalah sebagai berikut: 1. Studi literatur mengenai konsep : a. Konfigurasi Sistem Komunikasi Serat Optik,. b. Pengukuran redaman serat menggunakan JDSU MTS-8000 dan perhitungan anggaran daya optik yang diakibatkan oleh redaman serat menggunakan Optikal Power Meter dan NMS (Network Monitoring System) . c. Faktor-faktor redaman yang terjadi pada Kabel Serat Optik. d. Analisa redaman serat yang terjadi pada konfigurasi Rungkut-Malang Ruas Gempol Halaman 3 dari 10
terhadap kinerja Sistem Komunikasi Kabel Serat Optik dengan menggunakan metode Link power budget e. Penerapan teknologi Wavelength Division Multiplexing (WDM) pada SKSO. 2. Penentuan Variabel penelitian, a. Variabel pertama berupa, daya TX dan daya RX jalur konfigurasi Rungkut – Malang, daya TX dan daya RX jalur konfigurasi Rungkut – Gempol, daya TX dan RX pada jalur konfigurasi Rungkut – Sukodono. b. Variabel kedua adalah variabel yang berupa nilai redaman yang diakibatkan oleh redaman serat, redaman sambungan, redaman konektor, dari redaman tersebut diketahui nilai redaman total dan redaman per kilometer yang terjadi di sepanjang kabel serat optik pada jalur kontingensi Rungkut-Gempol, jalur konfigurasi Rungkut-Malang dan jalur konfigurasi Rungkut – Sukodono. 3. Penentuan sampel penelitian, Penelitian ini adalah bentuk penelitian yang dilakukan secara eksperimental, dikarenakan pada penelitian ini dilakukan berdasarkan pendekatan ilmiah yang mengacu kepada standart operasional procedure yang diterapkan oleh PT. Telkom Indonesia Divisi Arnet Surabaya Timur. Pada langkah penentuan sampel ini, sampel yang digunakan adalah : 1. Menentukan Konfigurasi Link kabel. 2. Menentukan titik ukur event di sepanjang kabel serat optik. 4. Penentuan alat pengambil dan/atau pengolah data. Alat bantu pengukuran untuk redaman menggunakan JDSU MTS-8000 sedangkan pengukuran daya menggunakan optikal power meter, untuk melakukan perhitungan link power budget maka daya yang digunakan adalah daya yang bekerja pada sistem yang terdapat pada perangkat yang dimonitoring oleh NMS (Network Monitoring System). 3.1 Alat Ukur yang digunakan : 1. Alat Ukur Redaman : Berdasarkan fungsi yang digunakan pada penelitian ini alat ukur yang digunakan menggunakan JDSU MTS–8000 alat ukur ini terdapat banyak fungsi, salah satu fungsi nya adalah untuk mengukur redaman akibat event
yang terjadi di sepanjang kabel serat optik, alat ukur ini ini bekerja berdasarkan domain waktu yang merupakan tangkapan dari sinar pantul ketika laser ditembak kedalam kabel serat optik untuk mengidentifikasi inti karakteristik dari fiber optik karakterisasi. Pada pengukuran redaman serat dilakukan secara link point to point yang di ukur dari ujung ke ujng secara original ke end dan end ke original, item yang dapat diukur pada alat ukur ini adalah koefisien atenuasi, refleksi, dan poin kesalahan, berdasarkan fungsi jarak.
Gambar 3.3 JDSU MTS-8000 2. Alat Ukur Daya Level daya dengan satuan dBm ini merupakan salah satu faktor terpenting yang dapat mempengaruhi redaman kabel, semakin kecil daya diberikan pada sistem komunikasi serat optik maka semakin kecil daya yang ditangkap oleh detektor optik yang mengakibatkan waktu dalam penyampaian informasi semakin lama. Untuk pengukuran level daya pada penelitian Tugas Akhir ini menggunakan 2 unit yaitu unit pertama yang berfungsi sebagai transivier adalah menggunakan Optical Light Source dan unit kedua befungsi sebagai receivier menggunakan Opticial Power Meter
Gambar 3.4 Alat Ukur Daya 3. Kabel Serat Optik yang digunakan. Pada pengukuran redaman kabel ini menggunakan jenis kabel single mode yang merujuk pada rekomendasi ITU.T single mode dibedakan menjadi berbagai jenis diantaranya G.655 dan G.652 yang membedakan jenis kabel ini adalah pada pengaruh redaman dan dispersi yang terjadi, jika Halaman 4 dari 10
jenis kabel G.652 redaman yang terjadi kecil, sedangkan nilai dispersi besar, juga diameter Core G.652 lebih kecil. Sedangkan untuk jenis kabel G.655 nilai redaman yang terjadi cenderung lebih besar jika dibandingkan dengan jenis G.652 dikarenakan material penyusun G.655 berbeda, sedangkan untuk nilai dispersi kecil, diameter core pada G.655 lebih besar jika dibandingkan dengan diameter core G.652.
Lokasi Pengukuran II Optic al Termi nal Box A
1
2
3
4
5
Optical Te rmi na l Box A
Kabel Fiber Optik 6
Pacth Core
1
JDS U MTS-8000 (OTDR)
Light Source
2
3
4
5
6
Power Meter (dBm)
1550 nm
Gambar 3.7 Rangkaian Eksperiment
Gambar 3.5 Patch cord serat optik
Pada gambar 3.15 adalah merupakan rangkaian yang dilakukan di lapangan, pada rangkaian ini terdapat skema JDSU yang digunakan untuk mengukur redaman, didalam perangkat JDSU ini terdapat OTDR yang berfungsi untuk mengidentifikasi event yang terjadi pada kabel serat optik, prinsip kerja dari OTDR ini adalah cahaya ditembakkan menggunakan laser, kemudian sinar dari laser diteruskan menuju kabel serat optik berdasarkan funsi waktu terhadap simpangan yang terjadi akibat perubahan fase akan terpantul kembali ke cermin, di dalam OTDR dan tertangkap oleh photodetektor, dari photodetektor diolah kembali oleh osciloscope sehingga sinar yang oleh detektor optik bisa terbaca oleh osciloscope. Proses pengukuran redaman serat ini dilakukan berdasarkan jumlah core yang kosong di tiap OTB (Optical Terminal Box), dari OTB ‘A’ akan dihubungkan ke OTB ‘B’ yang mempunyai jarak tertentu, untuk menghubungkan OTB ‘A’ ke OTB ‘B’ memnggunakan konektor serta kabel serat optik satu core (Patch core). BAB IV ANALISA DATA dan PEMBAHASAN
Bab IV pada penelitian tugas akhir ini merupakan metode pengolahan dan pendefinisian hasil dari pengukuran yang terdiri dari data awal hasil pengukuran, data hasil perhitungan, analisa data, dan pembahasan. 4.1 Data Pengukuran. Gambar 3.6 Flowchart metodologi penelitian
3.2 Rangkaian Eksperimental : Pada rangakaian eksperiment ini adalah merupakan suatu gambaran dari penelitian yang dilakukan, setelah mengidentifikasi dari peralatan yang digunakan maka untuk rangkaian eksperiment ini terdapat pada gambar 3.7
Dari metodologi penelitan maka dilakukan pengukuran daya dan redaman, pengukuran dilakukan pada jalur Rungkut ke Waru dan Rungkut ke Sukodono, hasil dari kedua pengukuran digunakan untuk mengetahui karakteristik kabel yang digunakan. Tabel 4.1 Nilai rata rata hasil pengukuran daya Rungkut ke Gempol menggunakan Powe Meter
Halaman 5 dari 10
No.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Core
37 38 11 12 15 A 16 A 17 A 18 A
Pin / Tx (Light Pout / Rx (Power Source) Meter) ( Rungkut ) ( Gempol ) Daya Input Daya Output (dBm) ( dBm) 4.33 -6.82 4.33 -8.12 4.33 -8.40 4.33 -7.59 4.33 -7.03 4.33 -7.06 4.33 -7.58 4.33 -7.93
Tabel 4.2 Nilai rata rata hasil pengukuran daya Rungkut ke Sukodono menggunakan Power Meter No.
Core
Pin / Tx (dBm) (Rungkut)
Pout / Rx (dBm) (Sukodono )
Daya Input (dBm)
Daya Output ( dBm)
1.
37
4.33
- 6.82
2.
38
4.33
-10.10
4.2 Pengukuran Redaman. Pengukuran redaman dilakukan menggunakan alat ukur JDSU MTS-8000, dalam alat ukur JDSU pengukuran dilakukan menggunakan panjang gelombang 1550 nm, Parameter yang digunakan untuk mengukur redaman pada alat ukur JDSU MTS-8000, adalah Indexs of refraction yang diatur pada nilai 1.465, nilai panjang gelombang pada nilai 1550 nm, jenis fiber yang digunakan adalah Single Mode. Metode yang terdapat pada alat ukur JDSU MTS 800 adalah sellmeir ST. Pengukuran redaman ini dilakukan pada jalur Rungkut ke Gempol, dan Rungkut ke Sukodono. Pengamatan dilakukan pada nilai redaman yang dihasilkan pada tiap nomer port pada link yang digunakan, penagamatan redaman dilakukan berdasarkan event yang terjadi di sepanjang kabel serat optik. Tabel 4.3 Hasil pengukuran Redaman (Rungkut ke Gempol) pada jarak terjauh Menggunakan JDSU MTS 8000. No. Core/ Port
Keterangan Kabel
Jarak Asli (Meter)
Jarak Lokasi kejadian (Meter)
Redaman Total (dB)
(dB)
(dB/km)
1. 37
32009.83 2938.74 10.119 0.272
0.182
2. 38
32009.83 2938.74 8.523
0.275
0.188
3. 11
32050.65 2755.07 10.911 0.250
0.211
4. 12
32050.65 2765.27 8.797
0.258
0.223
5. 15A 37438.34 4877.49 9.180
0.398
0.204
6. 16A 37438.34 4877.49 8.981
0.310
0.195
7. 17A 37387.32 4877.49 10.220 0.357
0.204
8. 18A 37387.32 4877.49 9.201
0.206
0.448
Tabel 4.4 Hasil pengukuran Redaman (Rungkut ke Sukodono) pada jarak terjauh Menggunakan JDSU MTS 8000. No. Core/ Port
Keterangan Kabel Serat Optik Jarak Asli (Meter)
Jarak Lokasi kejadian (Meter)
Redaman Total (dB)
Redaman Patahan (dB) (dB/km)
1. 11 17737.03 923.46 6.321 0.561
0.291
2. 14 8405.51 3242.31 1.865 0.606
0.217
Perhitungan menggunakan hasil Power Meter. Pada Sub bab ini berisi tentang perhitungan redaman, dengan perhitungan link power budget. Dengan menggunakan persamaan 1. maka data pehitungan dapat dilihat pada tabel 4.5 Loss = (Pin – Pout) / L............................ Tabel 4.5 hasil perhitungan redaman Rungkut ke Gempol menggunakan Powe Meter No Core/ Port Daya Input (dBm) 1.
37
4.33
Daya Output ( dBm) -6.82
Jarak (Km)
2.
38
4.33
-8.12
32.00
3.
11
4.33
-8.40
32.05
4.
12
4.33
5.
15A.
4.33
-7.59 -7.03
6.
16A
4.33
7.
17A
4.33
8.
18A
4.33
32.00
32.05
Redaman/km (dB) 0.34 0.38 0.39
37.43
0.37 0.30
-7.06
37.43
0.30
-7.58
37.38
0.31
-7.93
37.38
0.32
Tabel 4.6 hasil perhitungan redaman Rungkut ke Sukodono menggunakan Powe Meter No
Core/ Port
Daya Input (dBm)
Daya Output ( dBm)
1.
11
4.33
-6.82
Jarak Redaman/km (Km) (dB)
17.73
0.59
Redaman Patahan
Halaman 6 dari 10
2.
14
4.33
-10.10
84.05
1.63
14
Sehingga didapatkan garfik hubungan redaman dengan jarak pada gambar 3. 8 Hubungan redaman total dengan jarak pada Core 37
nilai redaman hasil perhitungan pada Core 37
14
8405.51
2.1
1
0.48
3.88
0.46
Dari perhitungan dan pengukuran, maka diperbandingkan, hasil dari data perbandingan ini tedapat pada tabel 4.9
Redaman(dB)
12 10 Linear (nilai redaman hasil perhitungan pada Core 37)
8 6 4 2 0 1.94 4.44 5.18 9.47 11.1 21.3 23.3 24.3 24.7 24.9 26.3 26.7 29.1 32 Jarak (Km)
Gambar 3.8 Grafik Hubungan Redaman dengan jarak
Perhitungan secara teoritis. Dengan menggunakan persamaan 2. maka perhitungan ini dapat diketahui, untuk hasil dari nilai perhitungan terdapat pada tabel 4.7 f ( dB ) PanjangKab el ( Km ) LossKabel ( dB ) c ( dB ) JumlahKone ktor Losskonekt or ( dB )
s ( dB )
JarakTotalKabel 1 LossSambun gan 2
Loss/km = αf/L (dB) ∑loss = (αf + αc + αs + Loss Pigtel ...............................................................................(2) ) (dB) Tabel 4.7 hasil perhitungan redaman Rungkut ke Gempol berdasarkan standart ITU.T (Rungkut ke Gempol) Core.
Panjang kabel (Km)
αf (dB)
αC (dB)
37
32.00983
8
1
2.25 11.55
0.36
38
32.00983
8
1
2.25 11.55
0.36
11
32.05065
8.01
1
2.25 11.56
0.36
Tabel 4.9 Perbandingan Nilai Redaman No. Nomer Perhitungan Redaman/km Perhitungan Core Redaman/km berdasarkan Redaman/km Berdasarkan alat ukur menurut alat Power redaman Standart Meter ITU.T
1.
37
2.
38
3.
Jarak kabel (Km)
0.34
0.31
0.36
32.00983
0.38
0.26
0.36
32.00983
11
0.39
0.34
0.36
32.05065
4.
12
0.27
0.36
5.
15A
0.37 0.30
0.24
0.35
32.05065 37.43834
6.
16A
0.30
0.23
0.35
7.
17A
0.31
0.27
0.35
37.43834 37.38732
8.
18A
0.32
0.24
0.35
37.38732
11.
11
0.59
0.36
0.38
17737.03
12.
14
1.63
0.22
0.46
8405.51
αS ∑Loss Loss/Km (dB) (dB) (dB) Perbandingan nilai redaman hasil pengukuran, perhitungan dengan standart ITU. T 1.8
Redaman (dB)
1.6 1.4 1.2 1
0.2
32.05065
8.01
1
2.25 11.56
0.36
15A
37.43834
9.35
1
2.65 13.30
0.35
16A
37.43834
9.35
1
2.65 13.30
0.35
17A
37.38732
9.34
1
2.65 13.29
0.35
18A
37.38732
9.34
1
2.65 13.29
0.35
standart ITU.T
0.6 0.4
12
perhitungan pengukuran
0.8 Core 11 Core 37 Core 38
Core 17A Core 12
Core 15A Core 16A
Core 18A
pengukuran pengukuran
0 32.01 32.01 32.051 32.051 37.438 37.438 37.387 37.387 17737 8405.5 Jarak (Km)
Gambar 3.8 Grafik perbandingan nilai redaman
Perhitungan Link power budget. Untuk mencari perhitungan link poweer budget, terhadap nilai daya receiver, menggunakan persamaan 3.
P Rx P Tx ( Loss M arg in ) Tabel 4.8 hasil perhitungan redaman Rungkut ke Gempol berdasarkan standart ITU.T (Rungkut ke Sukodono) Core.
Panjang kabel (Km)
αf (dB
αC (dB)
αS (dB)
∑Loss (dB)
Loss/Km (dB)
11
17737.03
4.43
1
1.18
6.91
0.38
Dimana : PS = Loss daya Total (∑total) yang diperbolehkan pada sistem. P (Rx) = Daya pada receiver. P (T x) = Daya Transmitter pada perangkat
Halaman 7 dari 10
∑Loss
= jumlah loss yang terjadi di sepanjang kabel serat optik. Margin = nilai yang digunakan untuk mengkompensasi redaman yang terjadi pada kabel serat optik.
Level daya Rx(dBm)
sepanjang jalur yang digunakan untuk melakukan penelitian, nilai redaman yang dihasilkan adalah nilai dari hasil pengukuran dan perhitungan dari nilai tersebut akan dibandingkan dengan standart Data yang dipergunakan untuk perhitungan link nilai redaman yang digunakan oleh PT. Telkom, power budget terdapat pada tabel 4.10 seperti tercantum pada bab 3, yaitu mengenai Tabel 4.10 Data Spesifikasi sistem penentuan alat ukur, untuk pengambilan data Core Tx (dBm) Rx(dBm) ∑Loss Jarak Margin redaman ini menggunakan dua buah alat ukur, alat no Pengukuran Pengukuran (dB) total (dB) NMS NMS (Km) ukur yang pertama adalah alat ukur daya 37 13.98 -18.92 29 91.00983 6 menggunakan power meter dan light source, dan 38 13.98 -18.92 29 91.00983 6 alat ukur kedua adalah menggunakan OTDR 11 13.98 -18.92 29.01 91.05065 6 didalam Alat JDSU MTS-8000. pengambilan data 12 13.98 -18.92 29.01 91.05065 6 level daya di sepanjang kabel serat optik 15A 13.98 -18.92 30.75 96.43834 6 16A 13.98 -18.92 30.75 96.43834 6 menggunakan power meter dan laser source secara 17A 13.98 -18.92 30.74 96.38732 6 Original ke End dan dari End ke Original, bertujuan 18A 13.98 -18.92 30.74 96.38732 6 untuk mengetahui kondisi fisik dari kabel serat Sehingga data perhitungan yang diperoleh optik, dalam hal ini dapat dilihat dari nilai daya diperbandinglkan dengan hasil pengukuran di NMS, input yang dipancarkan oleh power meter dengan daaata tersebut terdapat pada tabel 4.11 nilai daya output yang diterima oleh power meter, pembacaan alat ukur ini menggunakan satuan dBm Core Rx Pengukuran (NMS) Rx Perhitungan Rx Sensitivity (dBm) (dBm) (dBm) (Desibel milliwat) karena data yang diambil adalah merupakan fungsi dari daya per desibel daya yang dihasilkan. Pengambilan data level daya ini -18.28 - 27 -21.02 37 dilakukan dengan 10 kali pengambilan data pada -18.9 - 27 -21.02 tiap core baik secara Original ke End dan dari End 38 ke Original , core yang digunakan pada jalur -18.88 - 27 -21.03 Rungkut-Gempol berjunlah 8 core sedangkan core 11 yang digunakan pada jalur Rungkut-Sukodono -18.9 - 27 -21.03 12 berjumlah 2 core. Pengambilan core yang digunakan -20.22 - 27 -22.77 dalam penelitian ini merupakan pemilihan dari 15A beberapa core yang terpasang di OTB. Core yang -20.38 - 27 -22.77 digunakan jalur Rungkut-Gempol pada penelitian ini 16A adalah sebagai bahan evaluasi ketika setelah -20.4 - 27 -22.76 17A dilakukan perbaikan jalur Rungkut ke Gempol. -20.4 - 27 -22.76 Sedangkan untuk core yang digunakan pada jalur 18A Rungkut-Sukodono adalah pemilihan dari jumlah Dan grafik hasil perbandingan terdapat pada beberapa jumalh core yang kosong yang mempunyai gambar 3.8 status idle (core yang kosong, dan sewaktu diperlukan, core ini siap untuk dipasang), pada hasil pengukuran level daya ini didapatkan hasil, baik Grafik Perbandingan link power budget antara pengukuran dengan perhitungan pengukuran secara Original ke End dan dari End ke Original untuk nilai daya input dari light source -17 91.01 91.01 91.051 91.051 96.438 96.438 96.387 96.387 adalah 4.33 dBm, pengambilan data input ini -17.5 perhitungan dilakukan dengan cara pengukuran light source -18 pengukuran Core 37 dengan power meter menggunakan patch cord dan -18.5 Core 11 Core 12 adapter (sambungan patch cord) sebelum alat ini -19 Core 38 digunakan untuk mengukur pada jalur Rungkut-19.5 -20 Gempol dan Rungkut-Sukodono. Setelah daya input C ore 17A Core 15A Core 18A -20.5 didapatkan maka pengukuran kedua dilakukan untuk Core 16A -21 mengukur nilai dari daya disepanjang kabel serat Jarak (Km) optik pada jalur Rungkut-Gempol dan jalur Rungkut-Sukodono, dari nilai hasil pengukuran Gambar 3.8 Grafik perbandingan Link power budget. sebanyak 10 kali secara Original ke End dan dari 4.3 Analisis Hasil penelitian End ke Original pengukuran yang dihasilkan dirataPada analisis redaman ini, membahas rata sehingga didapatkan salah satu pembahasan dari mengenai redaman kabel serat optik yang terjadi di hasil hasil yang telah didapat pada core no. 37 yang Halaman 8 dari 10
mempunyai nilai input daya yang dipancarkan dari rungkut oleh light source bernilai 4.33 maka daya yang diterima oleh power meter bernilai -6.82 dBm, penangkapan oleh power meter didapatkan nilai minus (-) mempunyai arti bahwa pada nilai daya 6.82 dBm level daya yang bekerja disepanjang kabel adalah berkisar 0.1 mW, berdasarkan perhitungan pada sub bab 4.2.1 redaman yang dihasilkan oleh daya bernilai 0.34 dB/kilometer, pada nilai dari redaman yang dihasilkan dari pengukuran daya jika disesuaikan oleh standart nilai redaman yang diterapkan oleh PT. Telkom dengan pada tabel 3.1 bernilai 3 dB/ km dapat dinyatakan sistem tersebut untuk redaman 0.34 dB/km mendekati nilai normal, sehingga tidak diperlukan penambahan alat untuk mengkompensasi redaman, dikarenakan dengan nilai redaman 0.34 dB/km selebihnya jika sistem beroperasi, maka akan dikompensasi oleh margin dari daya yang bekerja pada perangkat. Begitu juga sama dengan core no. 38 hingga sampai core no. 18A. Pada perhitungan redaman serta perbandingan dengan alat ukur di lapangan dari daya dari core no. 37 hingga core no. 18A redaman tertinggi terjadi pada core no. 11, dikarenakan pada saat pembandingan dengan hasil alat ukur redaman menggunakan OTDR di alat JDSU MTS-8000 pada jarak 32.050 Km jalur Rungkut-Gempol yang terjadi didapatkan patahan hingga bernilai 0.211 dB, sehingga redaman total yang terjadi sebesar 10.911 patahan tersebut diakibatkan karena pada saat perbaikan jaringan kabel, kabel serat optik yang digunakan berbeda jenis, untuk jenis kabel sebelum jarak 5.183 Km menggunakan kabel G.652 sedangkan untuk setelah jarak 5.183 Km, menggunakan kabel jenis G.653. Dari perbedaan fisik dari jenis G.652 dan G.653 terdapat pada diameter core yang disambung (Splice), yang mengakibatkan pola penyebaran berkas tidak merata akbibat dari nilai indeks bias dari core dan cladding berbeda, untuk diameter core dan cladding jenis G.652 bernilai 50 µm dan diameter core dan cladding jenis G.653 bernilai 62.5 µm. Sedangkan pada analisa redaman berikutnya, pengukuran redaman kedua dilakukan menggunakan OTDR di JDSU MTS-8000, pengukuran dilakukan secara Original ke end, dikarenakan pada penelitian diberi perijinan untuk melakukan pngambilan data secara Original ke End. dari hasil pengukuran di OTDR didapatkan hasil redaman Total dan redaman per kilometer di setiap core, untuk melakukan perbandingan hasil pengukuran redaman dengan hasil perhitungan redamaan secara teoritis, maka redaman total dan redaman perkilometer baik dari pengukuran maupun dari perhitungan secara teoritis diambil pada jarak maksimum hingga berakhir pada titik ukur end. Dari
hasil perhitungan redaman secara teoritis didapatkan pada jalur Rungkut ke Gempol hasil untuk core no. 37 bernilai redaman total 0.39 dB, core no. 38 bernilai 0.35dB, core 11 bernilai 0.35 dB, core 12 bernilai 0.36 dB, core 15A bernilai 0.35 dB, core 16A bernilai 0.3 dB, core 17A bernilai 0.33 dB, core 18A bernilai 0.36 dB. Seangkan dari hasil perhitungan teoritis jalur Rungkut ke Sukodono didapatkan hasil untuk core no. 11 bernilai 0.59 dB, dan core no. 14 bernilai 1.43 dB. Dari hasil perhitungan tersebut, analisa redaman di sepanjang kabel serat optik diperbandingkan dengan hasil redaman dari alat ukur serta hasil redaman dari perhitungan daya. Dari hasil perbandingan tersebut diperoleh, hasil dari pengukuran dilapangan lebih kecil daripada hasil perhitungan secara toeritis, hal ini menunjukkan bahwa instalasi jaringan kabel serat optik pada jalur Rungkut ke Gempol serta rungkut ke Sukodono layak untuk dioperasikan. Pada tabel 4.17 didapatkan hasil nilai redaman/Km redaman terbesar disepanjang kabel serat optik untuk jalur Rungkut ke gempol terjadi pada core no. 11. dikarenakan pada core no. 11. pada jarak 29.295 Km terjadi patahan dengan total redaman 10.758 dB. Patahan tersebut yang mengakibatkan degradasi sinar, sehingga ketika sampai pada jarak 32.050 Km total redaman yang dihasilkan menjadi 10.911, hal ini diakibatkan oleh banyak faktor salah satu faktor penyebabnya adalah perbedaan jenis kabel serat optik yang digunakan, solusi untuk mengkompensasi redaman pada core no. 38 ini adalah disambung (splice) ulang, atau diberikan varibale attenuator untuk mengkompensasi daya yang hilang. Sedangkan pada jalur Rungkut ke Sukodono didapatkan hasil untuk nilai redaman yang tertinggi terdapat pada core no. 14, setelah dilakukan pengecekkan ulang, pada core no. 14 redaman terbesar jatuh pada jarak 8.405 Km, jika dibandingkan dengan core no. 11 jalur rungkut ke sukodono, jika redaman jatuh pada jarak 8.405 Km maka pengiriman sinar jatuh pada daerah sepanjang, setelah dikonfirmasi ke sepanjang, konektor yang berada pada OTB yang digunakan untuk melakukan true connect ke Sukodono tidak berfungsi, sehingga redaman jatuh pada daerah Sepanjang, namun dari hasil perbandingan pengukuran redaman di lapangan dengan perhitungan secara teoritis, didapatkan hasil pada pengukuran dilapangan jalur Rungkut ke Sukodono mempunyai nilai yang kecil jika dibandingkan dengan perhitungan teoritis hal ini instalasi jaringan kabel untuk lokasi Rungkut menuju ke Sukodono, serta Rungkut menuju ke Sepanjang layak untuk dioperasikan. 4.2.3
Analisis link power budget. Halaman 9 dari 10
Analisis link power budget digunakan untuk mengetahui tingkat kinerja dari pemasangan jaringan kabel yang baru sebelum dioperasikan ke dalam perangkat. Analisis ini bertujuan untuk menyesuaikan apakah sistem jika disesuaikan dengan redaman yang terjadi di sepanjang kabel serat optik dan daya yang bekerja pada perangkat transmisi, bisa bekerja dengan baik maupun sebaliknya. Pengambilan daya Tx dan daya Rx dilakukan dari pengamatan di NMS (Network Monitoring System) yang berada di ruang transmisi. Pada penelitian ini link power budget digunakan untuk menghitung daya dari transmitter hingga sampai pada receiver optik dan hasil akhir dari perhitungan ini akan dibandingkan dengan nilai Rx sensitivity didalam perangkat Transmisi, pehitungan link power budget dilakukan pada jalur Rungkut ke Malang menggunakan ruas Gempol. Sedangkan untuk jalur Rungkut ke Sukodono tidak dilakukan analisa link power budget, dikarenakan pada jalur Rungkut ke Sukodono tidak terdapat NMS (Network Monitoring System), salah satu dari area wilayah pengoperasisan NMS mencakup pada daerah transmisi Rungkut-Malang yang berada pada topologi jaringan Ring 5 wilayah operasional Telkom Arnet SBT. Perhitungan link power budget dilakukan dengan cara penjumlahan dari redaman (∑Loss) di sepanjang kabel serat optik dengan nilai Margin yang digunakan untuk mengkompensasi redaman yang terjadi, pada perhitungan redaman kabel didapatkan hasil pada sub bab 4.2.1, dari nilai hasil perhitungan redaman tersebut ditambahkan dengan nilai redaman yang terjadi pada jalur Gempol ke Malang, untuk nilai redaman dari Gempol ke Malang adalah 17.45 dB yang didapatkan berdasarkan asumsi dari operator di Telkom Malang, dikarenakan wilayah dan wewenag dari Tekom Rungkut hingga mencapai Gempol, sedangkan untuk jarak jaringan kabel dari Rungkut ke malang didapatkan dari penjumlahan jarak kabel dari Rungkut ke Gempol dengan Gempol Ke Malang, pada jarak Rungkut ke Gempol diketahui dari alat ukur OTDR di JDSU-MTS 8000, jarak yang diambil adalah jarak maksimum dari total pengukuran. Sedangkan untuk jarak dari Gempol ke Malang didapatkan nilai 59 Km, jarak tersebut didapatkan dari hasil konfirmasi Telkom Rungkut kepada Telkom Malang. Data dari hasil perhitungan link power budget didapatkan untuk core 37 dengan daya yang bekerja sebesar 13.98 dBm dan jarak transmisi 91.009 Km serta redaman total 26.9 dB maka daya yang diterima receiver sebesar -18.92 dBm, yang berarti pada kinerja sitem daya yang bekerja sebesar 0.01 mW. Jika daya dari hasil perhitungan link
power budget dibandingkan dengan nilai RX sensitivity (-27 dBm) nilai daya hasil perhitungan tersebut lebih kecil, maka jika sistem tersebut digunakan untuk transmisi dalam keadaan normal. Dari pengukuran serta perhitungan link power budget yang didapatkan pada jalur RungkutMalang didapatkan hasil pada tabel 4.19, dari tabel tersebut jika dilihat nilai Rx pada core 37 hingga core 18A digunakan untuk transmisi ke Malang, maka pada perhitungan link power budget dengan menggunakan daya transmitt 13.98 dBm pada perangkat, maka kinerja dari sistem tersebut layak untuk dioperasionalkan dengan kondisi normal. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan Hasil analisis redaman kabel serat optic terhadap kinerja system komunikasi serat optic menggunakan metode link power budget, maka dapat dibuat kesimpulan sebagai berikut : 1. jika ditinjau dari fungi pengukuran redaman di sepanjang kabel serat optik, pada hasil dari pengukuran dilapangan, alat ukur yang sesuai untuk mengukur redaman adalah menggunakan OTDR di JDSU MTS-8000, dikarenakan pada alat ukur OTDR pengukuran lebih valid karena didalam perangkat OTDR terdapat parameter Dead Zone, Dynamics Range, Event Zone, serta End Of Fiber. Jika menggunakan alat ukur power meter, hanya mengetahui kondisi dari kabel serat optik. 2. Berdasarkan hasil dari perbandingan nilai redaman yang dihasilkan dari pengukuran dilapangan dengan perhitungan secara teoritis pada jalur Rungkut-Gempol, didapatkan hasil untuk nilai redaman tertinggi terdapat pada core no. 11 dengan nilai total redaman 10.911 dB pada jarak 32.050 Km, dan redaman per kilometer bernilai 0.39 dB, hal ini diakibatkan oleh beberapa faktor salah satu diantaranya adalah perbedaan kabel yang digunakan pada saat penyambungan berlangsung. Sedangkan pada jalur Rungkut-Sukodono nilai redaman tertinggi terdapat pada core no. 14 dengan nilai total redaman 14.606 dB dan redaman perkilometer adalah 0.48 dB, redaman tertinggi terjadi karena sewaktu dilakukan pengecekan ulang, konektor yang digunakan untuk melakukan true connect ke sukodono mengalami kerusakan, sehingga pada saat pembacaan di alat ukur, pengukuran redaman jatuh pada daerah sepanjang. 3. Pada hasil perbandingan pengukuran dilapangan serta perhitungan secara teoritis, hasil yang Halaman 10 dari 10
didapatkan nilai dari pengukuran lebih kecil jika dibandingkan dengan hasil perhitungan, dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa instalasi jaringan kabel Rungkut-Gempol dan jalur Rungkut-Sukodono, berdasarkan analisis redaman pada jalur tersebut dalam keadaan normal dan dapat digunakan untuk beroperasi. 4. Dari hasil perhitungan untuk melakukan analisis kinerja dari sistem menggunakan core 37 hingga 18A pada jalur Rungkut-Malang ruas gempol , didapatkan bahwa nilai RX dari hasil perhitungan lebih kecil bila dibandingkan dengan nilai RX sensitivity di perangkat, jika core tersebut digunakan untuk transmisi maka kinerja dari sistem komunikasi serat optik dalam keadaan normal, dikarenakan nilai margin masih dapat untuk mengkompensasi redaman yang terjadi. 5.1 Saran Saran dari penelitian mengenai analisa redaman serat optik ini adalah pada saat melakukan perencanaan dari pemasangan jaringan kabel yang baru maupun penyambungan ulang maka diusahakan untuk menggunakan kabel yang sejenis. Sedangkan untuk penelitian selanjutkan diharapkan agar melakukan penelitian untuk memprediksi umur dan keandalan dari penggunaan kabel serat optik.
Manyar Surabaya, Tugas Akhir : Fisika-ITS Surabaya, 1999 Biodata Penulis Nama : Endy Kusuma Wardhana NRP : 2408100.508 TTL : Mojokerto, 7 Agustus 1987 Alamat : Jl. Made Rejo, no. 04 perumnas made. Lamongan . Riwayat Pendidikan : 1992 – 1999 : SDN Made IV Lamongan. 1999 – 2002 : SLTPN 1 Lamongan. 2002 – 2005 : SMA N 2 Lamongan. 2005 – 2008 : D3. Teknik Instrumentasi ITS 2008 – Sekarang : S1 Lintas Jalur Teknik Fisika-ITS
DAFTAR PUSTAKA
[1] Meyer, Jurgen R. Introduction to Classical and [2] [3] [4]
[8]
[9]
[10]
Modern Optics. Prentice Hall, Inc United States of America. 1989 Keiser, Gerd. Optical Fiber Communication. ,Mc Grow Hill.1989 PT. Telkom, Tbk, Dasar Sistem Transmisi Serat Optik, Bandung , 2000 Penelitian oleh Akhmad Ludfy Engineer Lab Transport – Telkom Risti. Divisi R n D dengan judul “Redaman dan Dispersi : Parameter Budget Link Transmisi NGN”. Oguz C- elikel, Mehmet Ku¨ c-u¨ kog˘ lu, Murat Durak, Farhad Samadov. TUBITAKUlusal Metroloji Enstitusu (UME)41470, Gebze, Kocaeli, Turkey. 2004 “Determination of attenuation coefficients of single mode optical fiber standards to be used in OTDR calibrations”. S. SHIBATA and S. TAKAHASHI, Ibaraki Electrical Communication Laboratory, Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation, Tokai, Ibaraki, Japan. 1976 “EFFECT OF SOME MANUFACTURING CONDITIONS ON THE OPTICAL LOSS OF COMPOUND GLASS FIBERS Nufus. Hayatun, Perhitungan Rugi-Rugi Pada Sistem Komunikasi Serat Optik Di STO Halaman 11 dari 10
