110-171-2-pb.pdf

7/29/2019 110-171-2-PB.pdf

1/10

Jurnal Reka Elkomika Teknik Elektro | Itenas | Vol.1 | No.12337-439X Januari 2013Jurnal Online Institut Teknologi Nasional

Jurnal Reka Elkomika 42

Analisis Perhitungan dan PengukuranTransmisi Jaringan Serat Optik Telkomsel

Regional Jawa TengahFAZAR GUNTARA PRAJA , DWI ARYANTA, LITA LIDYAWATI.

Jurusan Teknik Elektro (Institut Teknologi Nasional)Email : [email protected]

ABSTRAK

Serat optik merupakan media transmisi yang banyak digunakan untuk jaringan local. Padaserat optik untuk media transmisi terdapat beberapa macam rugi-rugi seperti rugi-rugi

penyerapan, rugi-rugi pada inti dan cladding, rugi-rugi penyambungan dan rugi-rugikonektor. Pengujian jaringan dilakukan pada panjang gelombang= 1310 nm dan=1550

nm. Perancangan transmisi jaringan serat optik Telkomsel Regional JawaTengah terbentangdiantara Kota Bawen-Payaman yang terdiri dari empat link. Pengukuran dilakukan padapower link budget dan rise time budget dengan ketentuan standar KPI (Key PerformanceIndicator) Telkomsel yaitu untuk power link budget sebesar 4 dBm dan rise time budget

70 ps. Hasil pengukuran link jaringan diperoleh nilai power link budet rata-rata sebesar -0,33 dBm dan rise time budget rata-rata sebesar 45,76 Ps, yang mengindikasikan seluruhlink yang telah dibangun memiliki kinerja yang baik dan sesuai dengan standar minimal yangdiinginkan Telkomsel.

Kata kunci: serat optik, OTDR, power link budget, rise time budget.

ABSTRACT

Fiber optics is a transmission medium that is widely used for the local network. In fiberoptics for transmission media, there are several kinds of losses such as absorption losses,losses in the core and cladding, switching losses and connector losses. Tests carried out at awavelength network = 1310 nm and = 1550 nm. Design of fiber-optic transmissionnetwork stretching between the Central Java Regional Vodacom Bawen-Payaman Cityconsisting of four links. Measurements were taken on the power link budget and rise timebudget with the provisions of the standard KPI (Key Performance Indicator) Telkomsel is for

power link budget at

- 4 dBm and rise time budget

70 ps. The measurement resultsobtained by the network link budet link power value by an average of -0,33 dBm and risetime budget by an average of 45,76 Ps, indicating all links that have been built haveperformed well and in accordance with the desired minimum standards Telkomsel.

Key words: Fiber optics, OTDR, power link budget, rise time budget

7/29/2019 110-171-2-PB.pdf

2/10

Praja, Aryanta, Lidyawati

Jurnal Reka Elkomika - 43

1. PENDAHULUAN

Kebutuhan komunikasi berkecepatan tinggi dan berkapasitas besar dalam bidangtelekomunikasi saat ini sangat besar dan mendukung perkembangan teknologi informasiyang semakin berkembang di era masyarakat modern ini. Kemajuan perekonomian sertaberkembangnya teknologi telekomunikasi merupakan titik tolak dan potensi besar untukdapat meningkatkan dan mewujudkan berbagai jenis pelayanan komunikasi yang lebihcanggih dengan akses yang cepat dan murah.

Penerapan kabel serat optik sebagai media transmisi dalam dunia telekomunikasi merupakansalah satu solusi dari berbagai permasalahan diatas. Serat optik sebagai media transmisimampu meningkatkan pelayanan sistem komunikasi data, suara, dan video sepertipeningkatan jumlah kanal yang tersedia, tersedianya bandwidthyang besar, kemampuan

mengirim data dengan kecepatan yang tinggi, terjaminnya kerahasiaan data yangdikirimkan, dan tidak terganggu oleh pengaruh gelombang elektromagnetik, petir dan cuaca.

Akan tetapi pada saat serat optik dipilih sebagai media transmisi, maka perlu dilakukansuatau perhitungan dan analisi power link budgetdan rise time budgetsebelum serat optikdigunakan dalam sebuah jaringan telekomunikasi agar suatu sistem komunikasi optik dapatberjalan dengan lancar dan baik, seperti adanya rugi-rugi transmisi (loss) pada kabel seratoptik yang dapat menurunkan kualitas transmisi. Hal ini sangat penting dilakukan untukmengetahui kualitas suatu jaringan, biaya, dan prediksi lamanya usia suatu jaringantelekomunikasi serta mengetahui kelayakan suatau jaringan dalam mengirim informasi.

Serat optik adalah alat suatu media komunikasi yang berguna untuk mentransmisikaninformasi melalui media cahaya. Teknologi ini melakukan perubahan sinyal listrik kedalamsinyal cahaya yang kemudian disalurkan melalui serat optik dan selanjutnya di konversikembali menjadi sinyal listrik pada bagian penerima.

Gambar 1. Struktur Fiber Optic

Secara umum struktur serat optik terdiri dari 3 bagian, yaitu :1. Inti (Core)

Coreatau inti serat, merupakan bagian paling utama dari serat optik, karena pada bagianini informasi yang berupa pulsa cahaya ditransmisikan.

2. Bungkus (Cladding)Claddingmerupakan pelapis core, dan mempunyai bahan dasar yang sama dengan coretetapi mempunyai indeks bias yang lebih kecil daripada core.

3. Jaket (Coating)Coatingberfungsi sebagai pelindung coredan claddingdari tekanan fisik.

7/29/2019 110-171-2-PB.pdf

3/10

Analisis Perhitungan dan Pengukuran Transmisi Jaringan Serat OptikTelkomsel Regional Jawa Tengah


Prinsip kerja dari serat optic ini adalah sinyal awal/source yang berbentuk sinyal listrik inipada transmitter diubah oleh transducer elektrooptik (Dioda/Laser Dioda) menjadigelombang cahaya yang kemudian ditransmisikan melalui kabel serat optic menujupenerima/receiveryang terletak pada ujung lainnya dari serat optik, pada penerima/receiver

sinyal optik ini diubah oleh transducerOptoelektronik (Photo Dioda/Avalanche Photo Dioda)menjadi sinyal elektris kembali. Dalam perjalanan sinyal optic dari transmitter menujureceiver akan terjadi redaman cahaya di sepanjang kabel optik, sambungan-sambungankabel dan konektor-konektor di perangkatnya, oleh karena itu jika jarak transmisinya jauhmaka diperlukan sebuah atau beberapa repeater yang berfungsi untuk memperkuatgelombang cahaya yang telah mengalami redaman sepanjang perjalanannya.

Ada beberapa komponen yang menjadi bahan pertimbangan dalam mendesain suatujaringan. Salah satunya adalah rugi-rugi transmisi serat optik (attenuation). Rugi-rugitransmisi ini adalah salah satu karakterisktik yang penting dari serat optik. Rugi-rugi inimengahasilkan penurunan dari cahaya dan juga penurunan bandwidthdari sistem, transmisi

informasi yang dibawa, efisien, dan kapasitas sistem secara keseluruhan. Rugi-rugi seratoptik meliputi : Rugi-rugiAbsorpsi, Rugi-rugi Pada Inti dan Cladding, dan Rugi-rugi Konektordan Splice

Power link bugdetmerupakan perhitungan daya yang dilakukan pada suatu sistem transmisiyang didasarkan pada karakteristik saluran redaman serat optik, sumber optik dansensitivitas detektor.Perhitungan daya penerima diformulasikan dengan persamaan :

Keterangan := Daya Transmit (dBm)= Daya penerima (dBm)= Redaman konektor (dB)

= Redaman Splice(dB)= Redaman fiber(dB)

Rise time budget merupakan metoda untuk menentukan batasan dispersi pada salurantransmisi, tujuannya adalah untuk menganalisis kerja sistem secara keseluruhan danmemenuhi kapasitas kanal yang diinginkan. Rise time budget sistem secara keseluruhandiberikan dengan persamaan sebagai berikut :

tf= D.. Lsist

tsist2 = ttx

2 + trx2 + tf

2 =

Dengan :ttx = Rise timesumber optik(ps)trx = Rise time detectoroptik(ps)

Loss Fiber (Lf)f= L x Lf

Loss Splice (Ls)s = Nsx Ls

Loss Konektor (Lc)c = Ncx Lc

total= f - s - c

Perhitungan Power Link Budget

Pr = Pt - f- s - c

7/29/2019 110-171-2-PB.pdf

4/10



tf =Rise time fiber (ps)

D = Koefisiendispersi (ps/nm.km)

= Lebar spektral (nm)

L = Jarak (km)

Nilai Rise Time Budgetsistem untuk line coding berbeda dapat dirumuskan sebagai berikut :

untuk NRZ

untuk RZ

Dimana BR merupakan bit ratesistem

2. METODOLOGI PENELITIAN

Cakupan wilayah area yang dilakukan pada penelitian ini tergambar pada gambar 2 dibawah. Garis berwarna biru menunjukkan jalur yang dilalui oleh serat optik pada

perancangan ini.

Gambar 2. Peta Perancangan Jaringan Serat Optik Telkomsel Jateng Area

Di bawah ini adalah gambar synoptic kabel serat optik yang digunakan pada Link Bawen-Payaman. Pada setiap kabel memiliki 4 buah tube, dimana setiap tubenya terdiri dari 12Coresehingga 1 buah kabel tersebut terdiri dari 48 Core. Rute tube1 dan tube2 merupakandrop insert, sedangkan uelntuktube3 dan tube4 merupakan end to end(Bawen-Payaman).

Gambar 3. Synoptic Kabel Serat Optik

Penelitian yang dilakukan meliputi melakukan perhitungan dan pengukuran terhadap powerlink budgetdan rise time budgetuntuk semua coreyang digunakan pada setiap link-nya.

Hasil yang diperoleh dari perhitungan dan pengukuran lalu dibandingkan KPI yang diinginkanoleh Telkomsel.

7/29/2019 110-171-2-PB.pdf

5/10



3. HASIL DAN PEMBAHASANSebagai acuan data teknis yang digunakan dalam sistem transmisi jaringan serat optikLinkBawen Payaman dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Tabel 1. Tabel Data Parameter Link Bawen-Payaman

DATA PARAMETER LINK BAWEN PAYAMAN

Bit Rate 10 Gbps

Jarak dan Panjang kabel LinkBawen Payaman

42.25 km

BER (Bit Error Rate)

Format modulasi NRZ (Nero Return To Zero)

Panjanggelombang () 1310 nm & 1550 nm

Margin sistem 5 dB

RedamanKabel ( ) 0.35 dB (= 1310 nm)0.22 dB (= 1550 nm)

RedamanSplicing( ) 0.1 dB/spliceRedamanKonektor ( ) 0.5 dB/konektor

Rise time transmitter( ) 35 ps

Rise time receiver( ) 35 ps

Dispersikromatis (D) 4.3 ps/(nm.km)

Lebarspektral ( 0.1 nm

Daya Transmitter ( ) 4dBmDaya Receiver ( ) - 4 dBm

3.1. Perhitungan Power Link Budget dan Rise Time Budget

Pada perhitungan ini, sejumlah data diambil dari ketentuan dan data teknis yang ada,dimana dapat dilihat satu contoh perhitungan Link Bawen Ambarawa

Tabel 2. Spesifikasi Link Bawen-Ambarawa () = 1310 nm

Parameter Bawen - Ambarawa

Jarak 7.270 km

JenisKabel Single Mode

TipeKabel G.655C

Jumlah Splice 2 splice

JumlahKabel 3 haspelLoss Fiber 0.35 dB

Loss Splice 0.1 dB

Loss konektor 0.5 dB

Loss Fiber ( )= L x = 7.270 km x 0.35 dB= 2.54 dB

Loss Splice ( )= x = 2 x 0.1 dB= 0.2 dB

Loss Konektor ( )= x = 2 x 0.5 dB= 1 dB

7/29/2019 110-171-2-PB.pdf

6/10



Perhitungan Power Link Budget= - - - = (4 dbm) 2.54 0.2 1 = 0.26 dBm

Perhitungan Rise Time Budget

= D. . = (4.3). 0.1 (7.270) = 3.13 ps

Maka nilai rise timesistem sebagai berikut := + + = + + = 2459.9225

= 49.59 ps

Dengan hasil ini dapat disimpulkan bahwa nilai ini berada di bawah ketentuan KPI yaitu 70ps.

3.2 Perhitungan Power Link Budget dan Rise Time Budget Berdasarkan hasilpengukuran OTDR

Hasil pengamatan melalui OTDR kemudian dipakai untuk melakukan perhitungan power linkbudget dan rise time budget. Sebagai satu contoh, berikut dilakukan pengolahan hasilpengukurna untuk link Bawen Ambarawa menggunakan Panjang gelombang () = 1310nm

Gambar 4. Tampilan hasil perngukuran OTDR Link Bawen-Ambarawa

7/29/2019 110-171-2-PB.pdf

7/10



Loss Fiber ( )= L x = 7,4185 km x 0.404 = 3 dB

Loss Splice ( )= x = 3 x 0,110 dB= 0,33 dB

Loss Konektor ( )= x = 2 x 0,5 dB= 1 dB

Perhitungan Power Link Budget= - - - = (4 dbm) 3 0.33 1 = - 0,33 dBm

Dengan cara yang sama dapat dihitung pula power link budgetpada linkyang lainnya.

Perhitungan Rise Time Budget= D. . = (4.3). 0.1 (7.4185) = 3.19 ps

Maka nilai rise timesistem sebagai berikut :

= + + = + + = 2460.1761

tsist= 49.60 ps

Dengan hasil ini dapat disimpulkan bahwa nilai ini berada di bawah ketentuan KPI yaitu 70ps. Dengan cara yang sama dapat dihitung pula rise time budgetpada link yang lainnya.

3.3 Analisis Nilai Redaman

Analisa redaman sangat diperlukan untuk mengetahui kelayakan jalur instalasi jaringan seratoptik linkBawen-Payaman. Penjelasan lebih lengkapnya dapat dilihat pada tabel di bawahini:

Tabel 3. Nilai redaman hasil perhitungan dan pengukuran

No Link

= 1310 nm = 1550 nm

Perhitungan(dB)

Pengukuran(dB)

Perhitungan(dB)

Pengukuran(dB)

Kabel Splice Kabel Splice Kabel Splice Kabel Splice

1 Bawen-Ambarawa 2.54 0.2 2.99 0.33 1.59 0.2 1.8 0.37

2 Ambarawa-Coffe Eva 4.21 0.4 5.05 0.48 2.65 0.4 5.48 0.35

3 Coffe Eva-Secang 5.18 0.4 5.4 0.2 3.27 0.4 2.91 0.17

4 Secang-Payaman 2.85 0.2 2.93 0.19 1.79 0.2 2.13 0.22

Redaman kabel hasil perhitungan nilanya berbeda dengan redaman kabel hasil pengukuraanOTDR. Bila dilihat pada seluruh linkBawen-Payaman dengan panjang gelombang (=1310nm) semua nilai redaman kabel hasil pengukuran OTDR nilainya lebih besar dibandingkanhasil perhitungan, hal ini disebabkan karena untuk perhitungan kabel diasumsikan baru(kondisi ideal), sedangkan pada saat pengukuran dilakukan terhadap kabel yang memangsudah digelar di lapangan, jadi sudah terpengaruh oleh berbagai kondisi lingkungan yangmenyebabkan redamannya bertambah. Sedangkan untuk redaman sambungan (splice)dengan panjang gelombang (=1550 nm) untuklinkBawen-Ambarawa dan Ambarawa-CoffeEva nilai hasil pengukuran lebih besar dibandingkan dengan nilai hasil perhitungan, hal ini

disebabkan oleh tidak sempurnanya pada saat penyambungan kabel (splicing).

7/29/2019 110-171-2-PB.pdf

8/10



3.4 Analisis Power Link Budget

Dengan menghitung Power LinkBudget, maka akan dapat diketahui kelayakan performansiSistem Komunikasi Serat Optik (SKSO). Di bawah ini adalah tabel daya terima ( hasil

perhitungan dan pengukuran berdasarkan OTDR untuk panjang gelombang 1310 nm dan1550 nm :

Tabel 4. Nilai daya terima hasil perhitungan dan pengukuran

No Link=1310 nm =1550 nm

Perhitungan(dBm)

Pengukuran(dBm)

Perhitungan(dBm)

Pengukuran(dBm)

1 Bawen-Ambarawa 0,26 -0.307 1,21 0.851

2 Ambarawa-Coffe Eva - 1,61 -2.442 0,05 -2.81

3 Coffe Eva-Secang - 2,58 -2.578 - 0,66 -0.152

4 Secang-Payaman -0,05 -0.052 0,88 0.268

Daya terima hasil pengukuran OTDR berbeda nilainya dengan nilai hasil perhitunganberdasarkan data spesifikasi Telkomsel.Hal ini disebabkan karena pada daya terima hasilpengukuran memiliki nilai redaman yang besar baik dari redaman kabel maupun redamansambungan. Akan tetapi nilai total keseluruhan hasil power link budget berdasarkanpengukuran nilainya masih dibawah standar KPI (Key Performance Indicator) Telkomselsebesar 4 dBm, maka dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran nilainya masihmemenuhi ketentuan dari Telkomsel

3.5 Analisis Rise Time Budget

Evaluasi terhadap parameter ini diperlukan karena dalam Sistem Komunikasi Serat Optik(SKSO) terdapat dispersi yang harus diperhatikan agar informasi dalam jaringan serat optiktetap terjamin dan system dapat melewatkan bit rate yang ditransmisikan. Denganperhitungan rise time budget dapat ditentukan batasan dispersi maksimum suatu jaringantransmisi dan dapat diketahui kemungkinan terjadinya degradasi (penurunan) sinyal digitalsepanjang jaringan transmisi yang disebabkan oleh komponen yang digunakan.

Tabel 5. Rise time budgethasil perhitungan dan pengukuran =1310 nm dan 1550 nm

No Link

=1310 nm =1550 nm

Perhitungan

(ps)

Pengukuran

(ps)

Perhitungan

(ps)

Pengukuran

(ps)

1 Bawen-Ambarawa 49.5961 49.6 49.5961 49.6

2 Ambarawa-Coffe Eva 49.767 49.78 49.767 49.777

3 Coffe Eva-Secang 49.9052 49.92 49.9052 49.921

4 Secang-Payaman 49.6213 49.6264 49.6213 49.6262

Hasil rise time budget pengukuran OTDR disemua link apabila dibandingkan dengan hasilperhitungan berdasarkan data spesifikasi Telkomsel, memiliki perbedaan selisih yang sangatkecil. Dari hasil perhitungan dan pengukuran OTDR didapat bahwa semua linkmemenuhisyarat 70 ps artinya adalah dispersi yang ada pada sistem tersebut masih dalam batasnormal yang berarti tidak menggangu kinerja sistem.

7/29/2019 110-171-2-PB.pdf

9/10



4.KESIMPULAN

Dalam penelitian ini yang telah dilakukan berdasarkan hasil analisis redaman kabel seratoptik terhadap kinerja sistem komunikasi serat optik menggunakan metoda power link

budgetdan rise time budget, maka didapat kesimpulan sebagai berikut :1. Nilai redaman kabel hasil perhitungan berdasarkan data Telkomsel, sebagai contoh untuklink Bawen-Ambarawa dengan =1330 nm memiliki redaman kabel sebesar 2,54 dBsedangkan hasil pengukuran nilainya 2,99 dB. Untuk=1550 nm nilai redaman kabelhasil perhitungan link Bawen-Ambarawa sebesar 1,59 dB sedangkan hasil pengukurannilainya 1,80 dB, maka dapat disimpulkan bahwa redaman kabel dengan =1330 nm dan=1550 nm hasil perhitungan nilainya lebih kecil dibandingkan redaman kabel hasilpengukuran OTDR, hal ini disebabkan karena untuk perhitungan kabel diasumsikan baru(kabel ideal), sedangkan pada saat pengukuran dilakukan kabel yang memang sudahdigelar di lapangan, jadi sudah terpengaruh oleh berbagai kondisi lingkungan yangmenyebabkan redamannya bertambah. Hal yang sama terjadi pada perhitungan danpengukuran linkyang lainnya.

2. Nilai redaman sambungan (splicing) hasil perhitungan berdasarkan data Telkomsel,sebagai contoh untuklinkBawen-Ambarawa dengan =1330 nm memiliki redaman splicesebesar 0,2 dB sedangkan hasil pengukuran nilainya 0,33 dB. Untuk=1550 nm nilairedaman splicehasil perhitungan linkBawen-Ambarawa sebesar 0,2 dB sedangkan hasilpengukuran nilainya 0,37 dB, maka dapat disimpulkan bahwa redaman splicedengan=1330 nm dan =1550 nm hasil perhitungan nilainya lebih kecil dibandingkan redamankabel hasil pengukuran OTDR, hal ini disebabkan karena tidak sempurnanya pada saatpenyambungan kabel (splicing) yang diakibatkan oleh kotor kabel serat optik, temperatursuhu dan kualitas kabel yang tidak baik. Hal yang sama terjadi pada perhitungan danpengukuran linkyang lainnya.

3. Hasil perhitungan power link budgetsebagai contoh untuklinkBawen-Ambarawa dengan=1330 nm sebesar 0,26 dBm sedangkan hasil pengukuran nilainya -0,31 dBm. Untuklink Bawen-Ambarawa dengan =1550 nm nilaipower link budgetnya sebesar 1,21 dBm,sedangkan hasil pengukuran nilainya sebesar 083 dBm. Nilai total keseluruhan hasilpower link budgetberdasarkan pengukuran nilainya masih memenuhi standar KPI (KeyPerformance Indicator) Telkomsel sebesar 4 dBm. Hal yang sama juga terjadi padalinkyang lainnya.

4. Hasil perhitungan dan pengukuran rise time budgetuntuk semua linkdengan =1330nm dan =1550 nm hasilnya rata-rata sebesar 49 ps. Hasil ini masih memenuhi syarat

70 ps artinya adalah dispersi yang ada pada sistem tersebut masih dalam batasnormal yang berarti tidak menggangu kinerja sistem.

7/29/2019 110-171-2-PB.pdf

10/10



DAFTAR RUJUKAN

Meyer, Jurgen. R.(1989).Introduction to Classical and Modern Optics. Prentice Hall, IncUnitedStates of America.

Keiser, Gerd. (1989).Optical Fiber Communication,Mc Grow Hill.PT. Telkom, Tbk, Dasar Sistem TransmisiSerat Optik, Bandung , 2000Penelitian oleh Akhmad Ludfy Engineer Lab Transport Telkom Risti. Divisi R n D

denganjudul Redaman dan Dispersi : Parameter Budget Link Transmisi NGN.Manolakis. Dimitris G and John G. Proakis, (1995). Digital Signal Processing; Principle,

Algoritms, and Applications, Third Edition, Prentice Hall inc.Mooney. William J, Optoelectronic devices and Principles, Prenticce Hall International inc

110-171-2-pb.pdf

Documents