Makalah Seminar Kerja Praktek
PENGUKURAN KABEL SERAT OPTIK DENGAN OTDR BESERTA POWER KALKULASI REDAMANNYA UNTUK WILAYAH PEKALONGAN Zuhrotul Maulida[1], Achmad Hidayatno ST, MT.[2] ¹Mahasiswa dan ²Dosen Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jalan Prof. Sudarto, S.H., Tembalang, Semarang Kode Pos 50275 Tel (024) 7460053, 7460055 Fax (024) 7460055
[email protected] Abstrak - Dalam perkembangan sistem informasi dan komunikasi yang demikian cepat, jaringan serat optik sebagai media transmisi banyak digunakan dan dipercaya dapat memenuhi kebutuhan layanan saat ini dan di masa mendatang. Serat optik merupakan media transmisi yang menggunakan media cahaya sebagai penyalur informasi (data) yang menawarkan kecepatan data yang lebih besar sepanjang jarak yang lebih jauh. Sistem komunikasi serat optik dengan cepat mampu bersaing menggantikan sistem-sistem lain dengan keunggulan yang dimilikinya yaitu memiliki bandwith yang besar, redaman transmisi kecil, ukuran kecil, kemudahan penambahan kapasitas, performansi yang lebih baik, tingkat ketersediaan yang tinggi dan jaringan transport yang handal. Keunggulan serat optik dalam mentransmisikan data dalam kapasitas yang besar tidak terlepas dari beberapa kendala yang dapat mengakibatkan terganggunya proses transmisi. Transmisi dengan menggunakan kabel optik mengalami banyak redaman. Permasalahan utama dan yang sering terjadi adalah banyaknya redaman-redaman dalam serat optik. Pada dasarnya redaman di dalam serat optik disebabkan oleh redaman kabel serat optik yang digunakan, redaman konektor ataupun redaman sambungannya. Beberapa redaman tersebut akan berpengaruh terhadap proses transmisi itu sendiri. Oleh karena itu untuk mengoptimalkan jaringan kabel serat optik yang terpasang, diperlukan sebuah alat yang digunakan untuk memonitor seberapa besar redaman yang terjadi di sepanjang saluran kabel optik yang dinamakan dengan OTDR (Optical Time Domain Reflectometer).Dalam Kerja Praktek ini penulis mempelajari tentang pengukuran kabel serat optik dengan OTDR untuk wilayah Pekalongan serta menghitung power kalkulasi redamannya. Kata kunci : serat optik, redaman, OTDR, power kalkulasi
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Seiring perkembangan teknologi pada bidang telekomunikasi saat ini banyak perusahaan di bidang telekomunikasi yang mulai menggunakan teknologi serat optik guna memberikan layanan yang terbaik, mudah dan cepat untuk masyarakat selain untuk persaingan yang kian ketat. Dengan teknologi serat optik maka bentuk layanan kepada masyarakat yang bervariasi mulai dari komunikasi suara, data, bahkan sampai konferensi video secara real time akan semakin baik lagi.
Dalam prosedur transmisi sinyal informasi ada dua aspek mendasar yang harus dipenuhi, yaitu ketepatan waktu penerimaan (time transperacy) dan penerimaan informasi dengan benar (information transparency), dan dengan menggunakan Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO) syarat mendasar dari transmisi dapat terpenuhi. Karakteristik dari media transmisi serat optik tersebut adalah mempunyai lebar bidang frekuensi (bandwith) yang besar, redaman rendah, ukuran lebih kecil dan lebih ringan, biaya murah, tahan terhadap noise dan minim terhadap percakapan silang (cross talk).
Namun dengan berbagai keunggulan itu bukan berarti Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO) yang ada saat ini sudahlah sempurna dan tidak memiliki permasalahan. Permasalahan utama dan yang sering terjadi adalah banyaknya redaman-redaman dalam serat optik. Pada dasarnya redaman di dalam serat optik disebabkan oleh redaman kabel serat optik yang digunakan, redaman konektor ataupun redaman sambungannya. Beberapa redaman tersebut akan berpengaruh terhadap proses transmisi itu sendiri. Oleh karena itu diperlukan sebuah alat yang digunakan untuk memonitor seberapa besar redaman yang terjadi di sepanjang saluran kabel optik yang dinamakan dengan OTDR (Optical Time Domain Reflectometer).
digunakan biasanya adalah laser atau LED. Bagian-bagian dari kabel optik meliputi core, cladding, dan buffer. Core adalah kaca tipis yang merupakan bagian inti dari fiber optik dimana pengiriman sinar dilakukan. Cladding merupakan materi yang mengelilingi inti yang berfungsi memantulkan sinar kembali ke dalam inti (core). Cladding mempunyai indek bias lebih rendah dari pada core yang akan memantulkan kembali cahaya yang mengarah keluar dari core kembali kedalam core lagi. Sedangkan buffer berfungsi melindungi fiber dari kerusakan.
1.2 Tujuan 1. Untuk mempelajari cara kerja OTDR dancara menggunakan OTDR untuk pengukuran serat optik. 2. Untuk mempelajari power kalkulasi radaman hasil pengukuran OTDR. 1.3 Batasan Masalah 1. Membahas mengenai penggunaaan OTDRuntuk mengukur redaman total dan panjang kabel serat optik 2. Power kalkulasi yang dihitung hanya total loss sesuai dengan spesifikasi yang digunakan di PT. Telekomunikasi Indonesia, Tbk. Access Area Pekalongan. II. DASAR TEORI 2.1 Kabel Serat Optik Serat optik adalah salah satu jenis saluran transmisi yang terbuat dari kaca yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang
Gambar 2.1Bagian-Bagian Kabel Optik
2.2Jenis-Jenis Kabel Optik Menurut cara perambatan cahaya di dalam core, ada dua jenis fiber optik yang umumnya digunakan, yaitu Single mode dan Multi Mode. a. Single mode fiber optik Dilihat dari faktor sistem transmisinya, Single mode adalah sebuah sistem transmisi data berwujud cahaya yang didalamnya hanya terdapat satu buah indeks sinar tanpa terpantul yang merambat di sepanjang media tersebut.
jauh dari segi harga dengan single mode.
Gambar 2.2 Kabel Optik Single Mode
Single mode dapat membawa data dengan lebih cepat dan 50 kali lebih jauh dibandingkan dengan multi mode. Tetapi harga yang harus dikeluarkan untuk penggunaannya juga lebih besar. Core yang digunakan lebih kecil dari Multi mode. b. Multi mode fiber optik Sinar yang berada di dalamnya lebih dari satu buah. Cahaya yang dibawanya tersebut akan mengalami pemantulan berkali-kali hingga sampai di tujuan akhirnya.
Gambar 2.3Kabel OptikMultimode
Sinyal cahaya dalam teknologi Multi mode fiber optik dapat dihasilkan hingga 100 mode cahaya. Dilihat dari faktor strukturalnya, teknologi Multi mode ini merupakan teknologi fiber optikyang menggunakan ukuran core yang cukup besar dibandingkan dengan single mode. Ukuran core kabel Multi mode secara umum adalah berkisar antara 50 sampai dengan 125 mikrometer. Keuntungan lainnya, teknologi ini memungkinkan pengguna untuk menggunakan LED sebagai sumber cahayanya, sedangkan Single mode harus menggunakan laser sebagai sumber cahayanya. Teknologi ini cukup berbeda
dibandingkan
Sedangkan menurut distribusi indeks bias core, kabel optik dibedakan atas Step Index dan Graded Index. a. Multimode Step Index Fiber Sama halnya dengan Single mode fiber, pada serat optik ini terjadi perubahan index bias dengan segera (step index) pada batas antara core dan cladding. Diameter core yang besar digunakan untuk menaikkan effisiensi coupling pada sumber cahaya yang tidak koheren seperti LED. b. Multimode Graded Index Multimode Graded Index dibuat dengan menggunakan bahan multi component glass atau dapat juga dengan silicaglass baik untuk core maupun claddingnya. Pada serat optik tipe ini, indeks bias berubah secara perlahan-lahan (Graded Index multimode). Indeks bias inti berubah mengecil perlahan mulai dari pusatcore sampai batas antara core dengan cladding. Makin mengecilnya indeks bias ini menyebabkan kecepatan rambat cahaya akan semakin tinggi dan akan berakibat dispersi waktu antara berbagai mode cahaya yang merambat akan berkurang dan pada akhirnya semua mode cahaya akan tiba pada waktu yang bersamaan di penerima (ujung serat optik). Diameter core jenis kabel serat optik ini lebih kecil dibandingkan dengan diameter core jenis kabel serat optik Multimode Step Index, yaitu 30–60 µm untuk core dan 100–150 µm untuk cladding-nya.
2.3 Kuntungan dan Kerugian Kabel Serat Optik
2. Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan.
a. Keuntungan Serat Optik 1. Mempunyai lebar pita (bandwith yang lebar).
frekuensi
2. Redaman sangat rendah dibandingkan dengan kabel yang terbuat dari tembaga, terutama pada frekuensi yang mempunyai panjang gelombang sekitar 1300 nm yaitu 0,2 dB/km. 3. Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet. 4. Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi. 5. Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan. 6. Tidak mengalirkan arus listrik (terhindar dari terjadinya hubungan pendek). 7. Fiber optik bisa ditanam di tanah jenis apapun atau digantung di daerah manapun tanpa harus cemas mengalami korosi/berkarat. 8. Komunikasi menggunakan fiber optik lebih aman karena informasi yang lewat tidak mudah untuk disadap atau dikacaukan dari luar.
3. Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada pemasangan repeater.
III. PENGUKURAN KABEL SERAT OPTIK DENGAN OTDR BESERTA POWER KALKULASI REDAMANNYA UNTUK WILAYAH PEKALONGAN 3.1Pengukuran Kabel Serat Optik dengan OTDR 3.1.1 OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur suatu kabel serat optik. Sebuah serat optik yang telah dipasang dan berjalan dapat diukur oleh OTDR, baik kabel serat optik multimode atau single mode. OTDR dapat menganalisis jarak dan rugi-rugi yang muncul pada setiap titik, serta dapat menampilkan informasi pada layar tampilannya.
9. Sistem dapat diandalkan (20–30 tahun) dan mudah pemeliharaannya. b. Kerugian Serat Optik 1. Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan penguat sebagai proteksi.
Gambar 3.1 OTDR
3.1.2 Cara Kerja OTDR 1. OTDR memancarkan pulsa-pulsa cahaya dari sebuah sumber dioda laser kedalam sebuah serat optik. 2. Sebagian sinyal-sinyal dikembalikan ke OTDR, sinyal diarahkan melalui sebuahbeam splitter ke Detektor Optik dimana sinyal tersebut diubah menjadi sinyal listrik dan ditampilkan pada layar. 3. OTDR mengukur sinyal balik terhadap waktu. *Waktu tempuh dikalikan dengan kecepatan cahaya dalam serat digunakan untuk menghitung jarak atau l = v x t 4. Tampilan OTDR menggambarkan daya relatif dari sinyal balik terhadap jarak.
3. Menghitung faktor redaman serat optik Faktor redaman serat optik (dB/km) merupakan salah satu parameter yangmenjadi penentu kualitas suatu serat optik. OTDR dapat mengukur redaman sebelum dan setelah instalasi sehingga dapat memeriksa adanya ketidaknormalan seperti bengkokan (bend). 4. Evaluasi splicing dan konektor Dengan membandingkan redaman yang ditimbulkan terhadap referensi redamanyang ditoleransikan. Dapat diketahui suatu sambungan atau konektor berfungsidalam keadaan baik atau tidak. 3.1.3 Tata Cara Penggunaan OTDR Persiapan yang perlu dilakukan sebelum menggunakan OTDR adalah melakukan setting parameter diantaranya yaitu: 1. Distance range (rentang jarak) 2. Pulse width (lebar pulsa) 3. IOR (indeks bias) 4. Wavelength (panjang gelombang)
Gambar 3.2 Prinsip kerja OTDR
Beberapa fungsi utama OTDR antara lain sebagai berikut: 1. Fault localization OTDR dapat menunjukkan lokasi fault atau ketidaknormalan lain dalam suatuserat optik. Dengan mengevaluasi grafik redaman terhadap jarak yangditampilkan, dapat diketahui suatu serat optik dalam kondisi baik atau tidak. 2. Evaluasi power kalkulasi OTDR dapat digunakan untuk perhitungan dan pengecekan total Loss, dimanahasil tersebut akan digunakan untuk analisis power kalkulasi suatu serat optik.
Secara umum, prosedur pengoperasian OTDR ada dua macam yaitusecara otomatis dan manual. Prosedur pengoperasian OTDR adalah sebagai berikut : 1. Pilih mode SETUP 2. Pilih menu MEASUREMENT (Putar tombol rotary untuk memilih menu) 3. Window pengaturan pengukuran akan ditampilkan. Pilih Auto setup untukmengatur cara pengoperasian. Untuk pengukuran otomatis pilih AUTO RANGE (AUT), untuk pengukuran manual pilih OFF. 4. Untuk Pengukuran manual, atur range jarak (DISTANCE RANGE),
lebarpulsa (PULSE WIDTH), dan menekannya pada item yang dipilih. 5. Akhiri Setup Kondisi pengukuran dengan memilih item CLOSE danMenekan tombol rotary pada item tersebut. 6. Mulai averaging atau pendeteksian saluran dengan menekan tombolAVERAGING [START/STOP]. 7. Untuk melihat daftar kondisi saluran, tekan tombol AUTO SEARCH.Akan segera ditampilkan table kejadian pada saluran yang dideteksi pada display OTDR. Peralatan yang digunakan untuk pengukuran kabel serat optik adalah sebagai berikut :
beberapa jaringan lokal dengan menggunakan kabel utama atau khusus sebagai lintasan utama dalam sebuah jaringan. Sedangkan sampel lainnya menggunakan jaringan RMJ (Regional Metro Junction) yaitu layanan instalasi jaringan kabel antara kota di satu wilayah atau provinsi. Pengukuran kabel serat optik dengan menggunakan OTDR untuk wilayah Pekalongan dilakukan antara STO Pekalongan-Weleri, PekalonganTegal, Pekalongan Comal, PekalonganKajen dan Pekalongan-Kedungwuni. Berikut merupakan salah satu hasil pengukuran OTDR:
1. Alat ukur Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) AQ7275Sumber Listrik 2. Pig tail conector 3. Optical cleaner 4. OTB (Optical Termination Box : Kotak tempat menaruh hasil terminasi/splicing)
Gambar 3.4 Hasil Pengukuran PekalonganKajen (RMJ G655 kabel tanah)
Gambar 3.3OTB
3.2Hasil Pengukuran OTDR Dalam pengukuran OTDR untuk wilayah Pekalongan, diambil 9 sampel pengukuran dengan dua tipe kabel yang berbeda yaitu kabel tanah (KT) dan kabel udara (KU). Dari sampel yang diambil, satu diantaranya menggunakan jaringan backbone, yaitu penggabungan dari
Gambar 3.5Hasil Pengukuran Pekalongan-Kajen (RMJ G652 kabel udara)
Dari hasil pengukuran di atas, diperoleh data-data sebagai berikut:
Total Loss = (Panjang KabelxLoss
Tabel 3.1 Hasil pengukuran OTDR wilayah Pekalongan
splice) + (Jumlah Connector x
Kabel) + (Jumlah splice x loss
Loss Connector) = (25,27202 km x 0,35 dB) + (5 x 0,1 dB) + (6 x 0,5 dB) = (8,845207) + (0,5) + (3) = 12,345207 dB
3.3 Power Kalkulasi Redaman Kabel Serat Optik Perhitungan power kalkulasi redaman kabel serat optikini hanya menghitung besarnya total Loss yang terjadi pada setiap jalur. 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, dapat bekerja dengan baik atau sebaliknya. Untukmenghitungredaman (loss) fiber, harusdiketahuikarakteristikatau spesifikasi kabel fiber yang digunakan,
jumlahsambungan (splice) danjumlahkonektor.Berikutspesifikasidari
kabeloptik yang digunakan: Tabel 3.2 Spesifikasi kabel serat optik
Perhitungan total loss kabel serat optik dapat dinyatakan dengan persamaan berikut: Total Loss = (Panjang Kabel x Loss Kabel) + (Jumlah splice x loss splice) + (Jumlah Connector x Loss Connector)
Sampel perhitungan total loss kabel serat optik antara STO Pekalongan-Kajen:
3.4 Analisis Hasil Pengukuran dan Perhitungan OTDR Power kalkulasi total loss kabel serat optik untuk wilayah Pekalongan adalah sebagai berikut: Tabel 3.3 Power kalkulasi total loss wilayah Pekalongan
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa secara umum besarnya redaman (loss) total dipengaruhi oleh panjang kabel serat optik, banyaknya jumlah sambungan dan banyaknya jumlah konektor. Kualitas saluran kabel serat optik dikatakan “Baik” jika total loss hasil pengukuran di lapangan lebih kecil daripada total loss hasil perhitungan sesuai spesifikasialat dan kabel serat optik yang digunakan. Kabel serat optik dikatakan “Baik” artinya adalah kabel tersebut dalam keadaan normal dan dapat digunakan untuk beroperasi. Sebaliknya saluran kabel serat optik dikatakan “Jelek” jika total loss hasil pengukuran di lapangan lebih besar dari total loss spesifikasinya. Hal ini
menunjukkan bahwa kabel serat optik tersebut memiliki total lossyang sudah tidak dapat ditoleransi lagi, sehingga harus menggantinya dengan kabel serat optik yang baru agar dapat beroperasi dengan baik. Dari 9 sampel hasil pengukuran dan perhitungan kabel serat optik untuk wilayah Pekalongan, menunjukkan bahwa 7 sampel dalam keadaan “Baik” dan 2 sampel dalam keadaan “Jelek”. Berikut salah satu pembahasannya: Saluran kabel serat optik Pekalongan-Kajen menggunakan jaringan RMJ dengan tipe kabel yang berbeda, yaitu G655 kabel tanah dan G652 kabel udara. Berdasarkan analisis hasil pengukuran dan perhitungan, untuk kabel tanah Pekalongan-Kajen total loss hasil pengukurannya 10,664 dB sementara total loss perhitungan sesuai spesifikasinya sebesar 12,345207 dB, sehingga saluran ini dikatakan dalam keadaan “Baik”. Sedangkan untuk kabel udara, total loss pengukuran di lapangan yang dihasilkan sebesar 18,98 dB sedangkan total loss hasil perhitungan sesuai spesifikasinya adalah 13,750028 dB. Sehingga total loss hasil pengukurannya ini melebihi batas normal total loss yang bisa ditoleransi. Saluran kabel udara tersebut dikatakan dalam keadaan “Jelek”. Hal ini disebabkan oleh karakteristik kabel udara itu sendiri, dimana kabel udara lebih rentan terhadap gangguan dibandingkan dengan kabel tanah. Kabel udara mudah dipengaruhi oleh keadaan cuaca, seperti cuaca buruk, hujan, angin, bahaya petir dan sebagainya. Sedangkan kabel tanah tidak mudah mengalami gangguan.
2.
3.
4.
5.
6.
IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan 1. OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur
7.
suatu kabel serat optik untuk mendapatkan gambaran visual dari redaman serat optik (loss sambungan, loss konektor, lokasi gangguan dan loss antara dua titik). Pada dasarnya OTDR memiliki prinsip kerja sebagai berikut: sinyalsinyal cahaya dimasukan ke dalam serat, sebagian sinyal dipantulkan kembali dan diterima oleh penerima, sinyal balik yang diterima akan dinyatakan sebagai loss, waktu tempuh sinyal digunakan untuk menghitung jarak. Perhitungan total loss kabel serat optik dapat dinyatakan dengan persamaan berikut: Total Loss = (Panjang Kabel x Loss Kabel) + (Jumlah splice x loss splice) +(Jumlah Connector x Loss Connector) Dari 9 sampel hasil pengukuran dan perhitungan kabel serat optik untuk wilayah Pekalongan, menunjukkan bahwa 7 sampel memiliki nilai hasil pengukuran yang jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan hasil perhitungan spesifikasi, sehingga dapat disimpulkan bahwa redamannya dalam keadaan normal dan dapat digunakan untuk beroperasi. Dari hasil pengukuran dan perhitungan, saluran kabel optik yang dalam keadaan “Baik” antara lain: Pekalongan-Weleri, PekalonganTegal, Pekalongan-Comal, Pekalongan-kajen dan PekalonganKedungwuni, yang semuanya menggunakan tipe kabel G655 kabel tanah. Saluran kabel optik yang dalam keadaan “Jelek” terlihat pada saluran Pekalongan-Comal dan PekalonganKajen dengan tipe kabel G652 kabel udara. Kabel udara lebih rentan terhadap gangguan dibandingkan dengan kabel tanah. Kabel udara mudah
dipengaruhi oleh keadaan cuaca, seperti cuaca buruk, hujan, angin, bahaya petir dan sebagainya. Sedangkan kabel tanah tidak mudah mengalami gangguan.
[5]
Nugraha, R. –A.2006. Serat Optik. Yogyakarta : Penerbit Andi
[6]
http://gudangpatchcord.blogspot.com/2013/02/p atchcord.html, diakses pada tanggal 29 Agustus 2013
[7]
http://ilmukomputer.org/wpcontent/uploads/2012/11/endiFO7.pdf, diakses pada tanggal 27 Agustus 2013
4.2 Saran 1. Dalam mendesain awal kabel serat optik harus diperhatikan perencanaan baik kedalamannya dan penempatan lokasinya, hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya kerusakan atau kabel putus akibat pekerjaan PU. 2. Sebaiknya dilakukan perawatan (maintenance) terhadap alat ukur (OTDR) agar dalam penggunaannya memperoleh hasil yang tetap akurat. 3. Sebaiknya dilakukan praktek mengukur kembali rugi-rugi kabel optik setelah adanya perbaikan/penyambungan kabel optik dan membandingkan hasilnya dengan keadaan sebelum terjadinya penyambungan.
[8] http://www.jombangkab.go.id/egov/satkerda/page/1.2.4.1/Page481 1.htm, diakses pada tanggal 28 Agustus 2013
BIODATA PENULIS
[1]
Anonim. 2004. Dasar Alat Ukur dan Penyambungan. PT. Telekomunikasi Indonesia, Tbk. Bandung
[2]
Anonim. Dasar-Dasar Serat Optik. PT. Telekomunikasi Indonesia, Tbk.
Zuhrotul Maulida(2106011014 1055)lahir di Pekalongan, 21April 1992. Menempuh pendidikan dari MII Pringlangu 2 Pekalongan, SMP Negeri 2Pekalongan, SMA Negeri 1 Pekalongan dan saat ini melanjutkan studi S1 di JurusanTeknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Konsentrasi Teknik Telekomunikasi.
[3]
Anonim. 2000. Kabel Serat Optik : Standard Operation Procedure dan Standard Maintenence Procedure Edisi Pertama. PT. Telekomunikasi Indonesia, Tbk. Bandung
Semarang, September 2013 Mengetahui dan Mengesahkan, Dosen Pembimbing
DAFTAR PUSTAKA
[4]
Anonim. 2009. ModulPengukuran Kabel Serat Optik dengan OTDR. PT. Telekomunikasi Indonesia, Tbk. ACHMAD HIDAYATNO ST,MT NIP. 196912211995121001
