MODERNISASI JARINGAN AKSES TEMBAGA DENGAN FIBER OPTIK SAMPAI DENGAN KE PELANGGAN Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Jurusan Teknik Telekomunikasi
Oleh :
ASTRID HARERA ROYANI HSB (100422002)
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
1
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR MODERNISASI JARINGAN AKSES TEMBAGA DENGAN FIBER OPTIK SAMPAI DENGAN KE PELANGGAN Disusun Oleh : ASTRID HARERA ROYANI HASIBUAN NIM. (100422002)
DISETUJUI DAN DISYAHKAN OLEH : PEMBIMBING TUGAS AKHIR
IR.M.ZULFIN, MT NIP : 196401251991031001 DIKETAHUI OLEH KETUA DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK USU
IR. SURYA TARMIZI KASIM, M.SI NIP. 19540531 198601 1 002 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
2
ABSTRAK
Untuk mengirimkan layanan ke pelanggan diperlukan jaringan akses. Jika menggunakan kabel tembaga kecepatan akses yang didapat hanya mampu menyalurkan maksimal hingga 4 Mbps, sementara kebutuhan pelanggan terhadap layanan mengalami peningkatan dan bandwidth kabel tembaga tidak mampu menyalurkannya. Dengan serat optik mampu menyalurkan bandwidth hingga 100 Mbps dengan teknologi berbasis multi-service access node (MSAN) dan gigabit passive optical network (GPON) dan mampu memenuhi kebutuhan pelanggan. Oleh karena itu dilakukan modernisasi jaringan akses tembaga dengan fiber optik. Setelah modernisasi jaringan akses tembaga menjadi fiber optik, fiber optik dapat memenuhi kebutuhan pelanggan dengan kualitas layanan meningkat. Setelah dimodernisasi bandwidth nya lebih besar dan kecepatannya tinggi dari 4 Mbps menjadi 100 Mbps. Aplikasi yang diperoleh pelanggan juga bervariasi. Instalasi fiber optik lebih mudah, pada serat optik kebutuhan alat ukur menggunakan 2 jenis alat ukur saja. Dengan serat optik biaya lebih murah daripada kabel tembaga dan kapasitas serat optik juga besar. Kemudian sistem menjadi lebih sederhana, penempatan kabel optik lebih kecil akan kelihatan lebih mudah dan lebih rapi, tidak membutuhkan dimensi dan lahan yang luas.
3
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Adapun Tugas Akhir ini berjudul “ Modernisasi Jaringan Akses Tembaga dengan Fiber Optik ke Pelanggan.“ Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar kesarjanaan pada Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dalam proses penulisan tugas akhir ini, penulis banyak mengalami kesulitan dan hambatan namun berkat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa material, spiritual, tenaga, informasi serta waktu yang diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Ir. M. Zulfin, MT selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang selalu dengan ikhlas dan penuh kesabaran memberikan bimbingan, pengarahan, masukan serta semangat dalam penulisan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Warno, selaku Pembimbing Kerja Praktek di Access Area Medan DIVA Regional 1 PT. Telekomunikasi Indonesia Tbk. Yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan serta semangat dalam penulisan Tugas Akhir ini.
4
5. Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis selama perkuliahan. 6. Untuk Ayahanda dan Ibunda tercinta Darman Hsb S.Sos dan Dra. Robiatul Adawiyah Hrp yang telah memberi banyak dukungan, semangat, dan doa kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 7. Buat adik yang penulis sayangi yaitu Anggita Vela Hsb, Meilinda Putri Hsb, Faisal Nanda Utama Hsb. 8. Buat sahabat yang penulis sayangi yaitu Fadhila Hani dan Ginda Utama Putri. 9. Teman-teman Ekstensi Teknik Elektro Telekomunikasi stambuk 2010. Berbagai usaha telah penulis lakukan demi terselesaikannya Tugas Akhir ini dengan baik, tetapi penulis menyadari akan kekurangan dan keterbatasan penulis. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis.
Medan, Desember 2012 Penulis
Astrid Harera Hsb NIM : 100422011
5
DAFTAR ISI
ABSTRAK................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ..............................................................................
ii
DAFTAR ISI ............................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ....................................................................................
x
DAFTAR SINGKATAN ..........................................................................
xi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................
1
1.1 Latar Belakang ...........................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah .......................................................................
2
1.3 Tujuan Penulisan .........................................................................
2
1.4 Batasan Masalah..........................................................................
2
1.5 Metode Penulisan ........................................................................
3
1.6 Sistematika Penulisan ..................................................................
3
BAB II JARINGAN AKSES TEMBAGA DAN SERAT OPTIK .........
5
2.1 Umum .........................................................................................
5
2.2 Jaringan Lokal Akses Tembaga ...................................................
5
2.2.1 STO (Sentral Telepon Otomat) ..........................................
6
2.2.2 Kabel Primer.......................................................................
7
2.2.3 RK ( Rumah Kabel) ............................................................
8
2.2.4 Kabel Sekunder ..................................................................
9
6
2.2.5 Kotak Pembagi atau DP (Distribution Point) ......................
10
2.2.6 Kabel Penanggal ( Drop Wire) .............................................
11
2.2.7 KTB (Kotak Terminal Batas) ...............................................
11
2.2.8 IKR/G (Instalasi Kabel Rumah/ Gedung) .............................
12
2.3 Struktur Dasar Kabel Serat Optik.................................................
13
2.4 Jenis-Jenis Serat Optik.................................................................
14
2.5 Cara Kerja Serat Transmisi Optik ................................................
16
2.5.1 Transmisi Cahaya pada Serat Optik ....................................
17
2.5.2 Perambatan Cahaya dalam Serat Optik................................
17
2.5.3 Indeks Bias .........................................................................
18
2.5.4 Hukum Snellius ..................................................................
19
2.5.5 Sudut Kritis ........................................................................
20
2.5.6 Refraksi (Pembiasan) Cahaya .............................................
20
2.5.7 Difraksi Cahaya ..................................................................
25
2.5.8 Dispersi Cahaya ..................................................................
26
2.6 Sistem Relay Serat Optik .............................................................
27
2.6.1 Transmitter .........................................................................
27
2.6.2 Konektor.............................................................................
27
2.6.3 Receiver .............................................................................
28
2.6.4 Konsep Kerugian dalam Serat Optik ...................................
29
2.6.5 Lebar Jalur Serat Optik .......................................................
30
BAB III PERANGKAT YANG DIGUNAKAN .....................................
31
3.1 Umum .........................................................................................
31
7
3.2 Perangkat yang Digunakan ..........................................................
31
3.2.1 MSAN (Multi Services Access Network) .............................
31
3.2.2 DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer)........
34
3.2.2.1 Cara Kerja DSLAM ................................................
35
3.2.3 Metro Ethernet ....................................................................
36
3.3 Parameter yang
Dihitung Untuk Mengetahui Baik Buruknya Suatu
Sistem Setelah Dimodernisasi......................................................
38
3.3.1 Redaman.............................................................................
38
3.3.2 Signal To Noise Ratio .........................................................
40
3.4 Langkah – Langkah Modernisasi dari Kabel Tembaga Menjadi Fiber Optik ..........................................................................................
BAB IV MODERNISASI
JARINGAN
AKSES
TEMBAGA
41
DENGAN
FIBER OPTIK SAMPAI DENGAN KE PELANGGAN ........
44
4.1 Umum .........................................................................................
44
4.2 Analisis Kebutuhan Bandwidth ....................................................
44
4.3 Analisis Kebutuhan Alat Ukur .....................................................
45
4.4 Analisis Biaya .............................................................................
48
4.5 Analisis Konfigurasi Sistem ........................................................
52
BAB V PENUTUP...................................................................................
65
5.1 Kesimpulan .................................................................................
65
5.2 Saran ..........................................................................................
65
8
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................
66
LAMPIRAN
68
.........................................................................................
9
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Jaringan Lokal Akses Tembaga ...............................
6
Gambar 2.2 Sentral Telepon Otomat ........................................................
7
Gambar 2.3 Kabel Primer.........................................................................
8
Gambar 2.4 Rumah Kabel ........................................................................
8
Gambar 2.5 Kotak Pembagi atau DP ........................................................
10
Gambar 2.6 Kabel Penanggal ...................................................................
11
Gambar 2.7 KTB......................................................................................
12
Gambar 2.8 Struktur Dasar Serat Optik ....................................................
13
Gambar 2.9 Perambatan Gelombang pada Single Mode Fibers .................
15
Gambar 2.10 Perambatan Gelombang pada Multi Mode Fibers .................
15
Gambar 2.11 Perambatan
Gelombang
pada
Multi
Mode
Graded
Index
Fibers...................................................................................
16
Gambar 2.12 Pemantulan Cahaya Menurut Hukum Snellius......................
19
Gambar 2.13 Refraksi Cahaya ...................................................................
24
Gambar 2.14 (a) Refraksi Mendekati (b) Menjauhi Garis Normal .............
25
Gambar 2.15 Difraksi Cahaya pada Celah Tunggal ....................................
25
Gambar 2.16 Dispersi Cahaya ....................................................................
26
Gambar 3.1 Perangkat MSAN ..................................................................
33
Gambar 3.2 Perangkat DSLAM ...............................................................
35
Gambar 3.3 Perangkat Metro Ethernet .....................................................
37
Gambar 4.1 OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) .......................
47
Gambar 4.2 Sumber Cahaya dan Power Meter .........................................
47
10
Gambar 4.3
Layanan Bandwidth FTTx Perumahan .................................
50
Gambar 4.4
Konfigurasi Dasar Jaringan Akses Tembaga ........................
53
Gambar 4.5
Konfigurasi Jaringan Akses Fiber Optik ...............................
54
Gambar 4.6
Arsitektur FTTx dan Kabel Tembaga ...................................
55
Gambar 4.7
Elemen Jaringan Akses Fiber Optik .....................................
56
Gambar 4.8
OLT .....................................................................................
57
Gambar 4.9
Kabel Feeder ........................................................................
58
Gambar 4.10 ODC ....................................................................................
58
Gambar 4.11 ODP.....................................................................................
59
Gambar 4.12 Kabel Drop ..........................................................................
60
Gambar 4.13 OTP atau KTB Optic ...........................................................
60
Gambar 4.14 Kabel Indoor ........................................................................
61
Gambar 4.15 Roset ...................................................................................
61
Gambar 4.16 ONU/ONT ...........................................................................
62
11
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kapasitas Maksimum Kabel Primer dan Sekunder dalam RK ...
9
Tabel 2.2 Indeks Bias Beberapa Medium yang Berbeda ...........................
23
Tabel 4.1 Kebutuhan Bandwidth Aplikasi yang Ada.................................
45
Tabel 4.2 Perbedaan Antara Kebutuhan Biaya dan Bandwidth Kabel Tembaga dan Fiber Optik ........................................................................
48
Tabel 4.3 Perbandingan Bandwidth Untuk Setiap Teknologi ....................
49
Tabel 4.4 Perbandingan Tipe Arsitektur Aktif dan Pasif ...........................
51
Tabel 4.5 Asumsi Harga Sewa Bulanan Triple Play .................................
52
Tabel 4.6 Korelasi Antara Struktur/ Konfigurasi Jaringan Kabel ke Optik....................................................................................
63
Tabel 4.7 Perbandingan Jaringan Akses Tembaga dengan Fiber Optik .....
64
12
DAFTAR SINGKATAN
ADSL
: Asymmetric Digital Subscriber Line
ATM
: Asynchronous Transfer Mode
CCC
: Cross Connect Cabinet
CO
: Central Office
CE
: Customer Equipment
DP
: Distribution Point
DW
: Drop Wire
DSLAM
: Digital Subscriber Line Access Multiplexer
DLC
: Digital Loop Carrier
FTTx
:Fiber To The Exchange
FTTC
: Fiber To The Curb
GPON
: Gigabit Passive Optical Network
HSIA
: High Speed Internet Access
IP
: Internet Protocol
IKR
: Instalasi Kabel Rumah
JARLOKAT
: Jaringan Lokal Akses Tembaga
JARLOKAF
: Jaringan Lokal Akses Fiber Optik
KTB
: Kotak Terminal Batas
LAN
: Local Area Network
LED
: Light Emitting Diodes
LD
: Laser Diode
MSAN
: Multi Services Access Node
13
MDF
: Main Distribution Frame
MPLS
: Multi Protocol Label Switching
MEN
: Metro Ethernet Network
NG-NBN
: Next Generation Nationwide Broadband Network
NGN
: Next Generation Netwrok
OAN
: Optical Access Network
ONU
: Optical Network Unit
POTS
: Plain Ordinary Telephone Services
RK
: Rumah Kabel
RPU
: Rangka Pembagi Utama
STO
: Sentral Telepon Otomat
TPAT
: Titik Pembagi Atas Tanah
TPBT
: Titik Pembagi Bawah Tanah
TDM
: Transfer Digital Mode
UNI
: User Network Interface
PVC
: Permanent Virtual Circuit
PSTN
: Public Switch Telephone Network
WAN
: Wireless Area Network
14
