ANALISIS REDAMAN SERAT OPTIK TERHADAP KINERJA JARINGAN SERAT OPTIK MENGGUNAKAN METODE LINK POWER BUDGET DI STO GOMBEL PT. TELKOM SEMARANG
Post on 13-May-2023
0 Views
Preview:
Transcript
ANALISIS REDAMAN SERAT OPTIK TERHADAPKINERJA JARINGAN SERAT OPTIK
MENGGUNAKAN METODE LINK POWER BUDGETDI STO GOMBEL PT. TELKOM SEMARANG
PROPOSAL TUGAS AKHIR
OLEH
Brilian Dermawan
21060111130041
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
TELEKOMUNIKASI
Proposal Tugas AkhirANALISIS REDAMAN SERAT OPTIK TERHADAP KINERJA JARINGANSERAT OPTIK MENGGUNAKAN METODE LINK POWER BUDGET DI STO
GOMBEL PT. TELKOM SEMARANG
yang diajukan olehBrilian Dermawan21060111130041
kepadaJurusan Teknik Elektro
Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro
telah disetujui oleh:
Pembimbing I
NIP. Tanggal: ………………
Pembimbing II
NIP. Tanggal: ………………
Mengetahui,Koordinator Tugas Akhir
NIP. Tanggal: ……..…………………
TELEKOMUNIKASI
ABSTRAK
Abstrak— Pada penelitian ini telah dilakukan analisis redaman serat opticmenggunakan metode optical link power budget.kabel serat optic yang di gunakan SingleMode, Alat bantu yang digunakan untuk pengambilan data pada penelitian ini adalahPower Meter, dan OTDR (Optikal Domain Time Reflec). Digunakan metode link power budgetuntuk mengetahui kinerja dari sistem komunikasi kabel serat optik akibat dari redamanyang terjadi di sepanjang kabel serat optik berdasarkan nilai daya output yang diterima diReceiver. Dari hasil penelitian ini didapatkan bahwa pada jalur STO 2 Mandonga sampaiUniversitas Haluoleo dengan jarak 4800 km, dengan nilai redaman total 2,7 dB danredaman perkilometernya 0,35 dB/km. berdasarkan hasil pengamatan menggunakan alatukur OTDR redaman tersebut di akibatkan oleh karena adanya kotak sambung (menhole)pada jarak 2.207 km. Dari nilai redaman serat optic, maka hasil analisis link power budgetyang didapatkan dengan menggunakan OTDR pada panjang gelombang 1310 nm redamantotal sebesar 1,61 dB dan pada panjang gelombang 1550 nm sebesar 1,27 dB. Dari Hasilperhitungan lebi kecil di banding dengan hasil pengukuran, maka kinerja dari systemkomunikasi serat optik pada jalur tersebut dalam keadaan normal dan dapat digunakanuntuk beroperasi karena daya output masih bisa diterima oleh Receiver di perangkat.
Kata kunci :
Abstract
This study has been carried out analysis of attenuation fiber -optic link using an optical
power in optical fiber budget.kabel use Single Mode , Tools used for data collection in this
study is the Power Meter and OTDR ( Optical Time Domain reflec ) . Link power budget
method is used to determine the performance of a fiber optic cable communication systems
due to rain attenuation along the fiber optic cable is based on the value of the received
power at the receiver output . From the results of this study found that the pathway to the
University STO 2 Mandonga Haluoleo to 4800 km distance , with a total value of 2.7 dB
attenuation and attenuation perkilometernya 0.35 dB / km . based on the observation using
OTDR measurement tools by comparing the attenuation due to the connection box
( menhole ) at a distance of 2,207 km . Of fiber optic attenuation values , the power link
budget analysis results obtained by using the OTDR at 1310 nm wavelength attenuation of
1.61 dB and a total of at a wavelength of 1550 nm of 1.27 dB . of The results of calculations
lebi small compared with the measurement results , the performance of optical fiber
communication systems in the pathway under normal circumstances and can be used to
operate because the power output can still be accepted by the receiver in the device .
Judul : ANALISIS REDAMAN SERAT OPTIK TERHADAP KINERJAJARINGAN SERAT OPTIK MENGGUNAKAN METODE LINK POWER BUDGET
DI STO GOMBEL PT. TELKOM SEMARANG
Konsentrasi keilmuan: Teknik Telekomunikasi
I. Latar Belakang Masalah
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. PT.
Telkom melakukan integrasi dari transmisi kabel tembaga
menjadi transmisi kabel serat optik secara perlahan.
Integrasi ini ditunjukkan dengan mengubah brand Speedy
menjadi Indihome. 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. PT.
Telkom membutuhkan analisis redaman serat optik seminimal
mungkin dalam rangka penambahan pemasangan kabel serat
optik di sekitar Gombel. Oleh karena itu dilakukan
penelitian untuk menganalisis kinerja jaringan serat
optik yang diakibatkan oleh redaman dan daya yang bekerja
di sepanjang kabel serat optik.
II. Batasan Masalah
Untuk menyederhanakan permasalahan dalam Tugas Akhir
ini maka diberikan batasan-batasan sebagai berikut :
- Parameter yang digunakan pada analisis 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.
- Analisis menggunakan link power budget yang
bertujuan untuk mencari nilai daya dari transmitter
(TX) hingga menuju ke receiver (RX).
- Penelitian ini hanya menganalisis 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.
- Data yang diambil adalah data redaman pada jalur
konfigurasi Rungkut-Malang ruas Gempol serta jalur
konfigurasi Rungkut-Sukodono, untuk titik ukur
redaman menggunakan jalur kontingensi Rungkut-
Gempol dan Rungkut – Sukodono, sedangkan titik ukur
daya dilakukan di jalur konfigurasi Rungkut-Gempol,
Rungkut-Sukodono serta Rungkut-Malang ruas gempol.
- Data redaman dari Gempol ke Malang menggunakan data
dari PT. Telkom yang berada di Malang, dan nilai Rx
Sensitivity adalah -27 dBm.
- Alat bantu pengukuran untuk redaman menggunakan
JDSU MTS-8000 sedangkan pengukuran daya menggunakan
optical 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).
- Analisis ini dilakukan menggunakan link power budget.
III. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang hendak dicapai dari pembuatan tugas
akhir ini adalah untuk menganalisis redaman serat optik
terhadap kinerja jaringan serat optik sehingga
didapatkan data redaman serat optik seminimal mungkin
pada jalur Rungkut ke Malang ruas gempol yang membantu
PT. Telkom dalam merencanakan penambahan pemasangan kabel
serat optik.
IV.Kajian Pustaka
4.1 Serat Optik
Serat optik adalah pandu gelombang dielektrik atau
media transmisi gelombang cahaya yang terbuat dari
bahan silica atau plastik berbentuk silinder. Serat
optik terdiri dari bagian core yang dikelilingi oleh
bagian yang disebut cladding. Bagian terluar dari
serat optik disebut coating yang berfungsi sebagai
pelindung. Bagian core merupakan jalur utama pemanduan
gelombang cahaya yang mempunyai indeks bias terbesar
n1. Sedangkan bagian cladding mempunyai indeks bias n2
yang nilainya sedikit lebih rendah daripada n1
(Keiser, 1991). Gambar 4.1 menunjukkan skema
penyusunan serat optik.
Gambar 4.1 Skema penyusun serat optik (Keiser, 1991)
Adapun karakteristik pada media transmisi serat
optik, yaitu :
- Ukuran kecil - Tidak dapat
dicabangkan
- Ringan - Tidak menggunakan bahan
tembaga
- Lentur - Rapuh.
- Tidak berkarat
- Rugi-rugi rendah
- Kapasitas tinggi
- Bebas induksi
- Cross Talk rendah
- Tahan temperatur tinggi
- Tidak menimbulkan bunga api
4.2 Konektor
Konektor fiber digunakan untuk menyambungkan dua
ujung fiber optik, yang digunakan pada titik-titik
dimana fiber berakhir pada pemancar dan penerima.
Karena sebuah fiber harus selalu berakhir pada sebuah
pemancar di salah satu ujungnya dan pada sebuah
penerima di ujung yang lain sehingga terdapat rugi
pada konektor. Faktor yang mempengaruhi rugi dalam
konektor pada suatu panjang kabel, yaitu :
- Ketidaksesuaian ukuran inti
- Kesalahan letak inti melintang
- Pemisahan celah memanjang
- Rugi-rugi celah optis
- Kesalahan letak sudut
- Persiapan ujung fiber yang tidak sempurna
- Kotoran. Redaman dari konektor serat optik didefinisikan
dengan rumus :
A = -10 log [Pout/Pin]
Dimana;
A = Atenuasi (dB)
Pin = daya optik sebelum titik koneksi (Watt)
Pout = daya optik setelah titik koneksi (Watt)
4.3 Parameter Serat Optik
Parameter serat optik antara lain, yaitu :
a. Kecepatan Propagasi
Propagasi dalam serat optik disebabkan oleh
adanya suatu refleksi (pantulan), sedangkan
refleksi terjadi akibat adanya perbedaan indeks
bias antara core dengan cladding. Bila berkas
cahaya datang dari suatu media yang lebih padat
(n1) ke media yang kurang padat (n2) dimana n1 >
n2 maka pada bidang batas antara kedua media akan
terjadi pantulan. Bila sudut datang melebihi
sudut kritis maka diperoleh pantulan total, dan
bila sudut datang lebih kecil dari sudut kritis
akan terjadi pembiasan dan pemantulan sebagian.
Kecepatan perambatan cahaya pada medium
memiliki kecepatan rambat yang lebih kecil dari
kecepatan rambat cahaya pada ruang hampa,
kecepatan tersebut dapat dirumuskan sebagai
berikut :
V=Cn
dimana :
V = kecepatan rambat cahaya pada media serat
optik
C = kecepatan rambat cahaya pada ruang hampa
n = indeks bias media yang dilalui berkas
cahaya
b. Numerical Aperture (NA)
Numerical Aperture adalah ukuran atau besarnya
sinus sudut pancaran maksimum dari sumber optik
yang merambat pada inti serat yang cahayanya
masih dapat dipantulkan secara total, dimana
nilai NA juga dipengaruhi oleh indeks bias core
dan cladding. Pada gambar 4.2 menunjukkan Numerical
Aperture. Besarnya nilai NA dapat diperoleh dengan
rumus :
NA=sinθmaks
¿√n12−n22
dimana :
NA = Numerical Aperture
θ = sudut cahaya yang masuk dalam serat
optik
n1 = indeks bias core > n2 = indeks
bias cladding
Gambar 4.2 Numerical Aperture
c. Dispersi
Dispersi adalah suatu berkas cahaya yang
melintas didalam serat optik dengan mode,
kecepatan atau panjang gelombang yang berbeda.
Dispersi dapat menyebabkan pelebaran pulsa pada
pulsa cahaya yang ditransmisikan pada serat optik
sehingga mengakibatkan jumlah pulsa/satuan waktu
(bit rate) dan jarak menjadi terbatas. Dispersi
dibedakan menjadi 2, yaitu :
- Dispersi Intermodal yang merupakan
penghamburan cahaya karena adanya perbedaan
kecepatan rambat cahaya.
- Dispersi Kromatik yang merupakan adanya
impulse cahaya yang melintas diserat optik
yang terdiri atas berbagai macam warna yang
merambat dengan kecepatan yang berbeda
sehingga menyebabkan terjadinya pelebaran
pulsa cahaya pada ujung serat.
d. Penghamburan Rayleigh (Rayleigh Scatterin)
Peristiwa ini terjadi karena adanya berkas
cahaya yang meengenai suatu materi dalam serat
optik yang kemudian menghamburkan ataupun
memancarkan berkas-berkas cahaya tersebut ke
segala arah. Hal ini disebabkan oleh ketidak-
homogenan materi yang terdapat dalam serat optik
tersebut yang mempunyai sifat menghamburkan suatu
berkas cahaya.
e. Pemantulan Fresnel
Ketika sinar cahaya menumbuk sebuah titik
perubahan indeks bias dan terpencar ke segala
arah, komponen pancaran yang merambat dengan
sudut datang mendekati garis normal (90°) akan
langsung lewat menembus bidang perbatasan. Akan
tetapi tidak semua bagian dari cahaya yang datang
dengan sudut mendekati garis normal akan menembus
bidang perbatasan. Sebagian kecil dari cahaya itu
akan terpantul balik di bidang perbatasan,
seperti pada gambar 4.3. Efek ini dapat menjadi
masalah untuk cahaya yang meninggalkan ujung
output serat optik. Seberapa besar proporsi cahaya
yang menembus bidang perbatasan dan seberapa
besar yang terpantul balik ditentukan oleh
besarnya perubahan indeks bias di bidang
perbatasan, dan dapat ditentukan menggunakan
rumus :
Daya terpantul = (n1−n2
n1+n2)2
dimana :
n1 = indeks bias core
n2 = indeks bias cladding
Gambar 4.3 Pemantulan Fresnel
f. Pemantulan dan Pembiasan
- Pemantulan
Pemantukan adalah suatu keadaan dimana berkas
cahaya dari suatu media yang rapat ke media
yang kurang rapat. Bila sudut datang dari suat
berkas cahaya lebih besa dari sudut kritisnya
maka akan terjadi pemantulan sempurna.
- Pembiasan
Pembiasan terjadi apabila sudut datang lebih
kecil daripada sudut kritis.
4.4 Rugi-Rugi di Dalam Serat Optik
Pada umumnya rugi-rugi serat optik dibagi
berdasarkan dari mana rugi-rugi tersebut ditimbulkan,
yaitu :
a. Rugi-rugi yang timbul dari bahan serat optik itu
sendiri.
b. Rugi-rugi yang timbul akibat penggunaan serat
optik tersebut sebagai media transmisi.
4.4.1 Rugi-Rugi yang Timbul dari Bahan Serat Optik
itu Sendiri
1. Absorption Loss
Rugi-rugi yang disebabkan karena masih banyaknya
kotoran-kotoran pada bahan gelas (terutama yang
terbuat dari glass multi komponen). Kotoran-
kotoran tersebut dapat berupa logam (besi,
tembaga) atau air dalam bentuk ion-ion yang dapat
menyerap sinar yang melaluinya akan berubah
menjadi energi panas. Energi panas ini akan
menyebabkan daya berkurang.
2. Rugi-rugi Penyebaran Rayleigh
Penyebaran Rayleigh terjadi sebagai akibat tidak
homogennya indeks bias pada core serat optik.
Bilamana pada core serat optik terjadi perubahan
indeks bias yang lebih pendek daripada panjang
gelombang sinar yang dirambatkan, maka akan
terjadi hamburan.
Rumus yang digunakan untuk rugi-rugi penyebaran
rayleigh, sebagai berikut:
∞S=34.748π2¿¿
dimana;
∞S = Rugi-rugi Rayleigh (dB)
βt = Koefisien kemampatan isothermis bahan
(7.10-11 m2/N)
n = Indeks bias inti (1.46)
kb = konstanta Boltzman (1.38 x 10-
23Joule/oK)
Tf = suhu dimana fluktuasi kerapatan
melebur dalam glass (1400 oK)
λ = panjang gelombang (m)
4.4.2 Rugi-Rugi Penggunaan Serat Optik Sebagai Media
Transmisi
1. Rugi-rugi Pelengkungan (Bending Losses)
Rugi-rugi ini terjadi pada saat sinar melalui
serat optik yang dilengkungkan, dimana sudut
datang sinar lebih kecil dari pada sudut kritis
sehingga sinar tidak dipantulkan sempurna tapi
dibiaskan. Gambar 4.4 menunjukkan rugi-rugi
karena pelengkungan.
Gambar 4.4 Rugi-rugi karena pelengkungan
Untuk mengurangi rugi-rugi karena pelengkungan
maka harga Numerical Arpature (NA) dibuat besar.
2. Rugi-rugi Penggandengan Ragam (Mode Coupling Losses)
(1)
(2)
Daya yang sudah dilepaskan dengan baik ke dalam
suatu ragam yang merambat mungkin kemudian
digandengkan ke dalam suatu ragam bocor atau
ragam radiasi pada sebuah titik yang agak jauh
pada serat optik. Efek penggandengan ini dapat
terjadi karena rugi-rugi ini timbul pada saat
serat optik yang dikopel/disambungkan dengan
sumber cahaya atau photo detector. Rugi-rugi
coupling dapat diperkecil dengan penambahan lensa
di depan sumber cahaya atau pembentukan permukaan
tertentupada sumber cahaya atau ujung serat
optik. optik. Gambar 4.5 menunjukkan rugi-rugi
karena penggandengan ragam.
Gambar 4.5 Rugi-rugi karena penggandengan ragam
Rugi-rugi (Loss) penggandengan ragam secara
umum sebagai berikut:
μ= P¿
PoutMaka:
L=−10logƞdimana;
Pin = Daya yang dimasukkan ke dalam serat
optik (Watt)
Pout = Daya yang dipancarkan oleh sumber
cahaya (Watt)
(3)
(4)
μ = Efisiensi penyambungan
atau
L=−10logƞDengan;
ƞ=2π [cos−1 d
2a−d2a √[1−( d
2a )2]]
dimana :
L = Rugi-rugi (dB)
d = lebar antara sambungan (μm)
a = lebar kabel fiber (cm)
ƞ = effisiensi
3. Rugi-rugi Penyambungan (Splicing Losses)
Rugi-rugi penyambungan dengan fusion splice. Rugi-
rugi ini ditimbulkan sebagai akibat tidak
sempurnanya kegiatan penyambungan (splice) sehingga
sinar dari serat optik yang satu tidak dapat
dirambatkan seluruhnya ke dalam serat yang
lainnya. Beberapa kesalahan penyambungan yang
menimbulkan rugi-rugi :
- Sambungan kedua serat optik membentuk sudut
- Sumbu kedua serat optik tidak sejajar
- Sumbu kedua serat optik berimpit namun masih
ada celah diantaranya
- Ada perbedaan ukuran antara kedua serat optik
yang disambung.
4.5 Prinsip Kerja pada Media Transmisi Serat Optik
Berlainan dengan telekomunikasi yang mempergunakan
gelombang elektromagnetik, maka pada serat optik
gelombang cahayalah yang bertugas membawa sinyal
informasi. Pertama-tama microphone merubah sinyal suara
menjadi sinyal listrik. Kemudian sinyal listrik ini
dibawa oleh gelombang pembawa cahaya melalui serat
optik dari pengirim (transmitter) menuju alat penerima
(receiver) yang terletak pada ujung lainnya dari serat.
Modulasi gelombang cahaya ini dapat dilakukan dengan
mengubah sinyal listrik termodulasi menjadi gelombang
cahaya pada transmitter dan kemudian merubahnya
kembali menjadi sinyal listrik pada receiver. Pada
receiver sinyal listrik dapat dirubah kembali menjadi
gelombang suara.
Tugas untuk merubah sinyal listrik ke gelombang
cahaya atau kebalikannya dapat dilakukan oleh komponen
elektronik yang dikenal dengan nama komponen
optoelectronic pada setiap ujung serat optik. Dalam
perjalanannya dari transmitter menuju ke receiver akan
terjadi redaman cahaya disepanjang kabel serat optik
dan konektor-konektornya (sambungan). Karena itu bila
jarak ini terlalu jauh akan diperlukan sebuah atau
beberapa repeater yang bertugas untuk memperkuat
gelombang cahaya yang telah mengalami redaman.
4.6 Sumber Cahaya Serat Optik
Sumber cahaya disebut sebagai komponen aktif dalam
sistem komunikasi serat optik. Fungsinya mengubah arus
listrik menjadi energi optik (cahaya) sehingga dapat
dikopling ke serat optik. Selanjutnya sinyal optik
yang dihasilkan sumber ini akan membawa informasi
sampai ke receiver.
Laser Diode (LD) dan Light Emitting Diode (LED) merupakan
sumber optik yang cocok untuk sistem serat optik.
Kedua sumber ini mempunyai dimensi yang sesuai dengan
diameter serat optik sehingga dapat mengemisikan
cahaya dengan spectral width yang sempit pada panjang
gelombang dimana redaman dan dispersi serat, kecil,
dan dapat memodulasi sinyal dengan bandwidth yang lebar
dan menghasilkan daya optik output yang cukup besar.
LED dapat memodulasi bandwidth sinyal sampai 300MHz,
sedangkan Laser mampu mencapai 2,5GHz. Dalam
aplikasinya, LED banyak dipakai untuk komunikasi
dengan jarak sedang (kurang dari 10 km) dan Laser
untuk komunikasi jarak jauh (hingga 100 km).
4.7 OTDR (Optical Time Domain Reflectometer)
OTDR dipakai untuk mendapatkan gambaran visualisasi
dari redaman serat optik sepanjang sebuah link yang
di-plot pada sebuah layar dengan jarak yang digambarkan
pada sumbu X dan redaman pada sumbu Y.
OTDR berfungsi juga untuk mengetahui redaman serat,
loss sambungan, loss konektor dan lokasi gangguan /
letak titik putus serat optik seperti pada gambar.
(Idealnya nilai loss tidak boleh lebih besar dari 0.4
dB). Gambar 4.6 dan 4.7 menunjukkan visual loss. Gambar
4.8 menunjukkan tampilan OTDR.
Gambar 4.6 Visual Loss 1
Gambar 4.7 Visual Loss 2
Gambar 4.8 Tampilan OTDR
4.8
V. Jadwal Penelitian
Tabel 6.1 Jadwal Pelaksanaan Pembuatan Tugas Akhir
Kegiatan
2015Septembe
r
Oktober November Desember Januari
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Pembelaja
ranPerang
kat TEMSPengambila
n Data
Di 10 BTSPengkajian
DataPengolahan
DataPenulisan
laporan
VII. Daftar Pustaka
[1]Harri Holma and Antii Toskala. HSDPA/HSUPA for
UMTS: High Speed Radio Access for Mobile
Communications. England: John Wiley and Sons,
Ltd.2006.
[2]Kariono. Pengenalan Drive Test.
Http ://pengepulilmu.blogspot.com (diakses tanggal
10 April 2014).
[3]Anurag,Kumaret.al. WirelessNetworking. USA:
Morgan Kaufmann. 2008.
[4] Tiphon.“Telecommunicationsand Internet Protocol
Harmonization Over Networks (TIPHON)General Aspects
of Quality of Service(QoS)”, DTR/TIPHON-05001.2008.
top related