Modul ke:
Teknologi Komunikasi Media Transmisi (2)
Fakultas
Ilmu Komunikasi Program Studi
Periklanan & Komunikasi Pemasaran www.mercubuana.ac.id
Yani Pratomo, S.S, M.Si.
Media Transmisi (1) Apa yang dimaksud dengan kabel serat optik? Mengapa ada jaringan kabel bawah laut? Apa yang dimaksud dengan Palapa Ring?
Serat Optik •
Serat optik adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Berdasarkan mode transmisi yang digunakan serat optik terdiri atas Multimode Step Index, Multimode Graded Index, dan Singlemode Step Index. Keuntungan serat optik adalah lebih murah, bentuknya lebih ramping, kapasitas transmisi yang lebih besar, sedikit sinyal yang hilang, data diubah menjadi sinyal cahaya sehingga lebih cepat, tenaga yang dibutuhkan sedikit, dan tidak mudah terbakar. Kelemahan serat optik antara lain biaya yang mahal untuk peralatannya, memerlukan konversi data listrik ke cahaya dan sebaliknya yang rumit, memerlukan peralatan khusus dalam prosedur pemakaian dan pemasangannya, serta untuk perbaikan yang kompleks membutuhkan tenaga yang ahli di bidang ini. Selain merupakan keuntungan, sifatnya yang tidak menghantarkan listrik juga merupakan kelemahannya karena memerlukan alat pembangkit listrik eksternal.
Serat Optik •
• •
•
Serat optik adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi. Serat optik umumnya digunakan dalam sistem telekomunikasi serta dalam pencahayaan, sensor, dan optik pencitraan. Serat optik terdiri dari 2 bagian, yaitu cladding dan core. Cladding adalah selubung dari core. Cladding mempunyai indek bias lebih rendah dari pada core akan memantulkan kembali cahaya yang mengarah keluar dari core kembali kedalam core lagi. Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas. Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik.
Serat Optik Pembagian Serat optik dapat dilihat dari 2 macam perbedaan : 1. Berdasarkan Mode yang dirambatkan : • Single mode : serat optik dengan core yang sangat kecil, diameter mendekati panjang gelombang sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantulpantul ke dinding cladding. • 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 : • Step indeks : pada serat optik step indeks, core memiliki indeks bias yang homogen. • Graded indeks : indeks bias core semakin mendekat ke arah cladding 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.
Serat Optik •
Reliabilitas dari serat optik dapat ditentukan dengan satuan BER (Bit Error Rate). Salah satu ujung serat optik diberi masukan data tertentu dan ujung yang lain mengolah data itu. Dengan intensitas laser yang rendah dan dengan panjang serat mencapai beberapa km, maka akan menghasilkan kesalahan. Jumlah kesalahan persatuan waktu tersebut dinamakan BER. Dengan diketahuinya BER maka, Jumlah kesalahan pada serat optik yang sama dengan panjang yang berbeda dapat diperkirakan besarnya.
Serat Optik •
Penggunaan cahaya sebagai pembawa informasi sebenarnya sudah banyak digunakan sejak zaman dahulu, baru sekitar tahun 1930-an para ilmuwan Jerman mengawali eksperimen untuk mentransmisikan cahaya melalui bahan yang bernama serat optik. Percobaan ini juga masih tergolong cukup primitif karena hasil yang dicapai tidak bisa langsung dimanfaatkan, namun harus melalui perkembangan dan penyempurnaan lebih lanjut lagi. Perkembangan selanjutnya adalah ketika para ilmuawan Inggris pada tahun 1958 mengusulkan prototipe serat optik yang sampai sekarang dipakai yaitu yang terdiri atas gelas inti yang dibungkus oleh gelas lainnya. Sekitar awal tahun 1960-an perubahan fantastis terjadi di Asia yaitu ketika para ilmuwan Jepang berhasil membuat jenis serat optik yang mampu mentransmisikan gambar.
Serat Optik •
•
•
Di lain pihak para ilmuwan selain mencoba untuk memandu cahaya melewati gelas (serat optik) namun juga mencoba untuk ”menjinakkan” cahaya. Kerja keras itupun berhasil ketika sekitar 1959 laser ditemukan. Laser beroperasi pada daerah frekuensi tampak sekitar 1014 Hertz-15 Hertz atau ratusan ribu kali frekuensi gelombang mikro. Pada awalnya peralatan penghasil sinar laser masih serba besar dan merepotkan. Selain tidak efisien, ia baru dapat berfungsi pada suhu sangat rendah. Laser juga belum terpancar lurus. Pada kondisi cahaya sangat cerah pun, pancarannya gampang meliuk-liuk mengikuti kepadatan atmosfer. Waktu itu, sebuah pancaran laser dalam jarak 1 km, bisa tiba di tujuan akhir pada banyak titik dengan simpangan jarak hingga hitungan meter. Sekitar tahun 60-an ditemukan serat optik yang kemurniannya sangat tinggi, kurang dari 1 bagian dalam sejuta. Dalam bahasa sehari-hari artinya serat yang sangat bening dan tidak menghantar listrik ini sedemikian murninya, sehingga konon, seandainya air laut itu semurni serat optik, dengan pencahayaan cukup kita dapat menonton lalu-lalangnya penghuni dasar Samudera Pasifik.
Serat Optik •
•
Seperti halnya laser, serat optik pun harus melalui tahap-tahap pengembangan awal. Sebagaimana medium transmisi cahaya, ia sangat tidak efisien. Hingga tahun 1968 atau berselang dua tahun setelah serat optik pertama kali diramalkan akan menjadi pemandu cahaya, tingkat atenuasi (kehilangan)-nya masih 20 dB/km. Melalui pengembangan dalam teknologi material, serat optik mengalami pemurnian, dehidran dan lain-lain. Secara perlahan tapi pasti atenuasinya mencapai tingkat di bawah 1 dB/km. Tahun 80-an, bendera lomba industri serat optik benar-benar sudah berkibar. Nama-nama besar di dunia pengembangan serat optik bermunculan. Charles K. Kao diakui dunia sebagai salah seorang perintis utama. Dari Jepang muncul Yasuharu Suematsu. Raksasa-raksasa elektronik macam ITT atau STL jelas punya banyak sekali peranan dalam mendalami riset-riset serat optik.
Serat Optik Berdasarkan penggunaannya maka sistem komunikasi serat optik (SKSO) dibagi menjadi 4 tahap generasi yaitu : • 1. Generasi pertama (mulai 1975) Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistem generasi berikutnya, terdiri dari : alat encoding : mengubah input (misal suara) menjadi sinyal listrik transmitter : mengubah sinyal listrik menjadi sinyal gelombang, berupa LED dengan panjang gelombang 0,87 mm. serat silika : sebagai penghantar sinyal gelombang repeater : sebagai penguat gelombang yang melemah di perjalanan receiver : mengubah sinyal gelombang menjadi sinyal listrik, berupa fotodetektor alat decoding : mengubah sinyal listrik menjadi output (misal suara) Repeater bekerja melalui beberapa tahap, mula-mula ia mengubah sinyal gelombang yang sudah melemah menjadi sinyal listrik, kemudian diperkuat dan diubah kembali menjadi sinyal gelombang. Generasi pertama ini pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas transmisi sebesar 10 Gb.km/s.
Serat Optik 2. Generasi kedua (mulai 1981) • Untuk mengurangi efek dispersi, ukuran teras serat diperkecil agar menjadi tipe mode tunggal. Indeks bias kulit dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias teras. Dengan sendirinya transmitter juga diganti dengan diode laser, panjang gelombang yang dipancarkannya 1,3 mm. Dengan modifikasi ini generasi kedua mampu mencapai kapasitas transmisi 100 Gb.km/s, 10 kali lipat lebih besar daripada generasi pertama. 3. Generasi ketiga (mulai 1982) • Terjadi penyempurnaan pembuatan serat silika dan pembuatan chip diode laser berpanjang gelombang 1,55 mm. Kemurnian bahan silika ditingkatkan sehingga transparansinya dapat dibuat untuk panjang gelombang sekitar 1,2 mm sampai 1,6 mm. Penyempurnaan ini meningkatkan kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gb.km/s.
Serat Optik 4. Generasi keempat (mulai 1984) • Dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasinya yang dipakai bukan modulasi intensitas melainkan modulasi frekuensi, sehingga sinyal yang sudah lemah intensitasnya masih dapat dideteksi. Maka jarak yang dapat ditempuh, juga kapasitas transmisinya, ikut membesar. Pada tahun 1984 kapasitasnya sudah dapat menyamai kapasitas sistem deteksi langsung. Sayang, generasi ini terhambat perkembangannya karena teknologi piranti sumber dan deteksi modulasi frekuensi masih jauh tertinggal. Tetapi tidak dapat disangkal bahwa sistem koheren ini punya potensi untuk maju pesat pada masa-masa yang akan datang.
Serat Optik 5. Generasi kelima (mulai 1989) • Pada generasi ini dikembangkan suatu penguat optik yang menggantikan fungsi repeater pada generasi-generasi sebelumnya. Sebuah penguat optik terdiri dari sebuah diode laser InGaAsP (panjang gelombang 1,48 mm) dan sejumlah serat optik dengan doping erbium (Er) di terasnya. Pada saat serat ini disinari diode lasernya, atom-atom erbium di dalamnya akan tereksitasi dan membuat inversi populasi*, sehingga bila ada sinyal lemah masuk penguat dan lewat di dalam serat, atom-atom itu akan serentak mengadakan deeksitasi yang disebut emisi terangsang (stimulated emission) Einstein. Akibatnya sinyal yang sudah melemah akan diperkuat kembali oleh emisi ini dan diteruskan keluar penguat. Keunggulan penguat optik ini terhadap repeater adalah tidak terjadinya gangguan terhadap perjalanan sinyal gelombang, sinyal gelombang tidak perlu diubah jadi listrik dulu dan seterusnya seperti yang terjadi pada repeater. Dengan adanya penguat optik ini kapasitas transmisi melonjak hebat sekali. Pada awal pengembangannya hanya dicapai 400 Gb.km/s, tetapi setahun kemudian kapasitas transmisi sudah menembus harga 50 ribu Gb.km/s.
Serat Optik 6. Generasi keenam • Pada tahun 1988 Linn F. Mollenauer memelopori sistem komunikasi soliton. Soliton adalah pulsa gelombang yang terdiri dari banyak komponen panjang gelombang. Komponen-komponennya memiliki panjang gelombang yang berbeda hanya sedikit, dan juga bervariasi dalam intensitasnya. Panjang soliton hanya 10-12 detik dan dapat dibagi menjadi beberapa komponen yang saling berdekatan, sehingga sinyal-sinyal yang berupa soliton merupakan informasi yang terdiri dari beberapa saluran sekaligus (wavelength division multiplexing). Eksperimen menunjukkan bahwa soliton minimal dapat membawa 5 saluran yang masingmasing membawa informasi dengan laju 5 Gb/s. Cacah saluran dapat dibuat menjadi dua kali lipat lebih banyak jika dibunakan multiplexing polarisasi, karena setiap saluran memiliki dua polarisasi yang berbeda. Kapasitas transmisi yang telah diuji mencapai 35 ribu Gb.km/s.
Serat Optik •
Cara kerja sistem soliton ini adalah efek Kerr, yaitu sinar-sinar yang panjang gelombangnya sama akan merambat dengan laju yang berbeda di dalam suatu bahan jika intensitasnya melebihi suatu harga batas. Efek ini kemudian digunakan untuk menetralisir efek dispersi, sehingga soliton tidak akan melebar pada waktu sampai di receiver. Hal ini sangat menguntungkan karena tingkat kesalahan yang ditimbulkannya amat kecil bahkan dapat diabaikan. Tampak bahwa penggabungan ciri beberapa generasi teknologi serat optik akan mampu menghasilkan suatu sistem komunikasi yang mendekati ideal, yaitu yang memiliki kapasitas transmisi yang sebesar-besarnya dengan tingkat kesalahan yang sekecil-kecilnya yang jelas, dunia komunikasi abad 21 mendatang tidak dapat dihindari lagi akan dirajai oleh teknologi serat optik.
Serat Optik
Kabel Bawah Laut (SKKL) • •
•
Kabel komunikasi bawah laut adalah kabel yang diletakkan di bawah laut untuk menghubungkan telekomunikasi antar negara-negara. Komunikasi kabel bawah laut pertama membawa data telegrafi. Generasi berikutnya membawa komunikasi telepon, dan kemudian data komunikasi. Seluruh kabel modern menggunakan teknologi optik fiber untuuk membawa data digital, yang kemudian juga untuk membawa data telepon, internet, dan juga data pribadi. Operator telekomunikasi di Indonesia pada era 1990-an sudah menggunakan kabel laut untuk menghubungkan pulau-pulau di Nusantara. Penggunaan kabel laut serat optik memiliki banyak keuntungan dibandingkan menggunakan Digital Micro wave (Radio Terrestrial) yang memiliki keterbatasan pada bandwidth, sehingga trend kedepan penggunaan kabel serat optik akan semakin banyak baik di darat maupun di laut.
Kabel Bawah Laut (SKKL) •
• •
Penggelaran kabel laut dilakukan oleh kapal kabel (Cableship) yang dirancang khusus untuk menggelar kabel laut, Cableship memiliki keistimewaan, karena tidak dapat menggelar pada lokasi air dangkal, sehingga untuk area air dangkal (Shore End) biasanya menggunakan Barge Cable, yang mampu sampai pada ke dalam air 1 meter. Sejak 2003, kabel bawah laut telah menghubungkan seluruh benua dunia kecuali Antartika. Selain itu, kabel laut juga telah terpasang antara Jakarta dan Singapura (Kabel Laut ASEAN), kemudian juga dari Jawa (Banyuwangi) ke Australia (Darwin) yang dikenal dengan nama Kabel Laut A-I-S, dan South East Asia-Middle East-Western Europe (SKKL Sea-Me-We).
Kabel Bawah Laut (SKKL) •
•
Kabel transatlantik pada abad ke-19 memiliki lapisan luar terbuat dari besi dan kemudian kawat baja, lalu dibungkus dengan karet India, lapisan gutta-percha, yang menutupi kawat-kawat tembaga pada inti kabel. Bagian yang berada dekat dengan bibir pantai memiliki tambahan kawat pelindung. Gutta-percha sendiri merupakan polimer alami yang sama dengan karet, dan memiliki karakteristik penghantar ideal untuk kabel selam. Ketika polythylene mulai diperkenalkan pada tahun 1930an, Gutta-percha mulai ditinggalkan. Pada tahun 1980an, kabel optik fiber mulai dikembangkan. Kabel telepon transatlantik pertama yang menggunakan fiber adalah TAT-8, yang mulai beroperasi pada tahun 1988.Fiber optic digunakan untuk kabel dibawah laut karena kejernihan transmisi yang memperbolehkan arus komunikasi sepanjang 100 kilometer antar repeater untuk meminimalisir jumlah gangguan yang timbul. Mulanya, kabel selam ini secara sederhana merupkan sambungan dari titik ke titik. Namun, dengan berkembangnya unit pencabangan kabel selam (submarine branching units - SBUs), lebih dari satu destinasi dapat dilayani dengan hanya satu sistem kabel.
Kabel Bawah Laut (SKKL)
Gambar Penampang Kabel Komunikais Selam. 1. Polyethylene. 2. "Mylar" tape. 3. Stranded steel wires. 4. Penahan air berbahan aluminium. 5. Polycarbonate. 6. Tabung tembaga atau aluminium. 7. Petroleum jelly. 8. Fiber Optik
Palapa Ring •
•
•
Palapa Ring adalah suatu proyek pembangunan jaringan serat optik nasional yang akan menjangkau sebanyak 33 provinsi, 440 kota/kabupaten di seluruh Indonesia dengan total panjang kabel laut mencapai 35.280 kilometer, dan kabel di daratan adalah sejauh 21.807 kilometer. “Selama aku belum menyatukan Nusantara, aku takkan menikmati palapa. Sebelum aku menaklukkan Pulau Gurun, Pulau Seram, Tanjungpura, Pulau Haru, Pulau Pahang, Pulau Dompo, Pulau Bali, Sunda, Palembang, Tumasik, aku takkan mencicipi palapa.“ (Sumpah Palapa - Patih Gajah Mada) Rencana pemerintah, Palapa Ring merupakan jaringan serat optik pita lebar yang berbentuk cincin yang mengitari tujuh pulau, yakni Sumatera, Jawa, Kalimantan, Nusa Tenggara, Sulawesi, Maluku, dan Papua, serta delapan jaringan penghubung dan satu cincin besar yang mengelilingi Indonesia baik lewat dasar laut atau pun lewat daratan.
Palapa Ring Berdasarkan tulisan Direktur Jendral Pos dan Telekomunikasi, Basuki Yusuf Iskandar, pada Desember 2007, “Perkembangan Teknologi Komunikasi”, manfaat Palapa Ring bagi pembangunan Indonesia adalah : • ketersediaan layanan komunikasi dari voice hingga broadband sampai seluruh kota/kabupaten • akan terjadi efisiensi investasi yang akan mendorong tarif telekomunikasi semakin murah • terjadi percepatan pembangunan dalam sektor komunikasi khususnya di Indonesia Bagian Timur, dan akan mendorong bertumbuhnya varian penyelenggara jasa telekomunikasi dan jasanya. • keberadaan aplikasi seperti distance learning, telemedicine, e-government, dan aplikasi lainnya, dapat diimplementasikan hingga mencapai kota/kabupaten. • Sebagai tambahan, harapan pemerintah adalah setelah pembangunan Palapa Ring selesai, kapasitas e-learning sebesar 155 mega meningkat hingga 300 giga.
Palapa Ring •
•
Sebelumnya, proyek Palapa Ring dimulai dengan penandatangan hasil konsorsium untuk pembangunan jaringan serat optik di Kawasan Indonesia Timur (KIT) pada Jumat 5 Juli 2007 oleh tujuh operator telekomunikasi. Perusahaan operator telekomunikasi yang terlibat itu PT Bakrie Telecom Tbk, PT Excelcomindo Pratama Tbk, PT Indosat Tbk, PT Infokom Elektrindo, PT Macca System Infocom, PT Powertek Utama Internusa, dan PT Telekomunikasi Indonesia Tbk (Telkom). Pembanguna serat optik di KIT adalah sepanjang 10.000 kilometer yang dimulai pada 2008 dan memakan biaya Rp 4 triliun. Setelah itu, tender Palapa Ring skala nasional dibuka kembali oleh pemerintah pada Oktober 2007 yang sebelumnya di dahului oleh penyelesaian dokumen tender pada September. Setelah penandatanganan kontrak dengan para pemenang tender pada November 2007, pembangunan dilakukan pada pertengahan 2008 dan diprediksikan selesai 2013.
Palapa Ring •
•
Investasi pembangunan Palapa Ring sepenuhnya berasal dari operator telekomunikasi anggota konsorsium, tidak ada dana yang berasal dari Anggaran Pembangunan dan Belanja Negara (APBN). Dalam proyek pembangunan Palapa Ring tersebut porsi investasi Telkom sebesar 40%, sedangkan anggota konsorsium lainnya sebesar 13,3%, kecuali satu anggota konsorsium sekitar 6,4%. Dengan penyertaan dana 40%, Telkom mendapatkan kuota kapasitas terbesar yakni setara 40 Gbps dari total kapasitas Palapa Ring sekitar 85 Gbps. Sistem komunikasi di era digital ini, menuntut adanya efisiensi dalam pengiriman informasi dari narasumber kepada penerima. Efisiensi itu berupa kecepatan waktu dalam pengiriman pesan. Perkembangan komunikasi yang menuntut adanya efisiensi waktu ini, kemudian mendorong para ahli untuk menemukan teknologi-teknologi perantara baru yang dapat memfasilitasi keinginan-keinginan tersebut. Kabel menjadi salah satu benda yang disorot. Pengembangan tembaga menjadi serat optik menjadi salah satu temuan mutakhir yang meningkatkan efisiensi waktu dalam sistem komunikasi. Dengan serat optik, narasumber dapat mengirimkan informasi dengan kapasitas yang besar baik itu besaran data maupun kecepatan.
Terima Kasih Yani Pratomo, S.S, M.Si.
