14
ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT OPTIK BACKBONE LAN UNIVERSITAS HKBP NOMMENSEN Libianko Sianturi 1,2 , Tumpal Aprianto Silaen 1 1 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas HKBP Nommensen Jl. Sutomo No 4A, Medan 20234, Indonesia. 2 E-mail: [email protected] ABSTRACT Internet Backbone Network of HKBP Nommensen University has been made of optical fiber network. This implementation is the right thing for the optical fiber network known as a high information capacity, high reliability and its future proven ability. With optical fiber, growing demand for data transmission rates in the future will be accommodated. In the optical installation, there are challenges as it relates to the number of arch beams in construction in the building UHN. Optical fiber installation be followed every beams and arches (the contour of the building) because it is assumed that when the optical fiber is passed beam beams penetrate it threatened to reduce the resistance of structural beams and walls of the building itself. Optical fiber installation following the curve of the beam is thought to have resulted in a power loss in the optical fiber network itself in accordance with the nature and behavior of light which is distributed in the optical fiber. In this study, the result that the optical fiber that connects the server with multiple hub / swith in building I and building L, resulted in attenuation of 0.011 to 0.024 dB / Km caused by macrobending loss and assuming optimum 3 dB / km due to specification technical installation. Thus, the attenuation that appears in some of the optical fiber installations reached the threshold level allowable of 3.0 dB / km for a wavelength of 850 nm. In addition, based upon the measurement, the optical fiber that connects the server to the hub / switch in the building L, there is the phenomenon of dispersion. --------- Keywords: optical fiber, macrobending loss, power loss, attenuation, dispersion. 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Backbone (tulang punggung) jaringan LAN (Local Area Network) Universitas HKBP Nommensen berupa jaringan serat optik. Implementasi tersebut merupakan hal yang tepat karena jaringan serat optik dikenal dengan kapasitas informasi yang tinggi, realibilitas yang tinggi serta kemampuan future proven-nya. Dengan serat optik, pertumbuhan kebutuhan atas kecepatan transmisi data di masa yang akan datang, akan dapat terakomodir. Kinerja sistem komunikasi optik ditentukan oleh degradasi sinyal di dalamnya. Degradasi ini diakibatkan oleh 2 hal yaitu dispersi dan attenuasi. Dispersi adalah efek pelebaran pulsa yang terjadi sepanjang saluran pada serat optik. Dispersi disebabkan oleh perbedaan waktu propagasi antara mode - mode yang berbeda. Hal ini terjadi karena mode - mode tersebut merambat melalui arah dan panjang lintasan yang berbeda, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk tiba di ujung saluran akan berbeda. Attenuasi adalah fenomena penurunan level atau daya sinyal setelah sinyal tersebut melewati jarak tertentu. Attenuasi ini diakibatkan oleh beberapa faktor yaitu absorbsion, scattering loss, splicing, radiation Loss microbending dan macrobending (pembengkokan) pada saat instalasi. Di sisi lain, setiap serat optik memiliki attenuasi tertentu akibat ketidakmurnian material ketika proses produksi yang tidak sempurna (biasanya dinyatakan dalam bentuk spesifikasinya). Degradasi sinyal yang diakibatkan oleh attenuasi pada serat optik merupakan salah

ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

  • Upload
    others

  • View
    9

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT OPTIK BACKBONE

LAN UNIVERSITAS HKBP NOMMENSEN

Libianko Sianturi1,2, Tumpal Aprianto Silaen1

1Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas HKBP Nommensen

Jl. Sutomo No 4A, Medan 20234, Indonesia. 2E-mail: [email protected]

ABSTRACT

Internet Backbone Network of HKBP Nommensen University has been made of optical fiber network. This

implementation is the right thing for the optical fiber network known as a high information capacity, high reliability

and its future proven ability. With optical fiber, growing demand for data transmission rates in the future will be

accommodated.

In the optical installation, there are challenges as it relates to the number of arch beams in construction in the

building UHN. Optical fiber installation be followed every beams and arches (the contour of the building) because it

is assumed that when the optical fiber is passed beam beams penetrate it threatened to reduce the resistance of

structural beams and walls of the building itself. Optical fiber installation following the curve of the beam is thought

to have resulted in a power loss in the optical fiber network itself in accordance with the nature and behavior of light

which is distributed in the optical fiber.

In this study, the result that the optical fiber that connects the server with multiple hub / swith in building I and

building L, resulted in attenuation of 0.011 to 0.024 dB / Km caused by macrobending loss and assuming optimum 3

dB / km due to specification technical installation. Thus, the attenuation that appears in some of the optical fiber

installations reached the threshold level allowable of 3.0 dB / km for a wavelength of 850 nm. In addition, based upon

the measurement, the optical fiber that connects the server to the hub / switch in the building L, there is the

phenomenon of dispersion.

---------

Keywords: optical fiber, macrobending loss, power loss, attenuation, dispersion.

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Backbone (tulang punggung) jaringan LAN (Local Area Network) Universitas HKBP

Nommensen berupa jaringan serat optik. Implementasi tersebut merupakan hal yang tepat karena

jaringan serat optik dikenal dengan kapasitas informasi yang tinggi, realibilitas yang tinggi serta

kemampuan future proven-nya. Dengan serat optik, pertumbuhan kebutuhan atas kecepatan

transmisi data di masa yang akan datang, akan dapat terakomodir.

Kinerja sistem komunikasi optik ditentukan oleh degradasi sinyal di dalamnya. Degradasi

ini diakibatkan oleh 2 hal yaitu dispersi dan attenuasi. Dispersi adalah efek pelebaran pulsa yang

terjadi sepanjang saluran pada serat optik. Dispersi disebabkan oleh perbedaan waktu propagasi

antara mode - mode yang berbeda. Hal ini terjadi karena mode - mode tersebut merambat melalui

arah dan panjang lintasan yang berbeda, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk tiba di ujung

saluran akan berbeda. Attenuasi adalah fenomena penurunan level atau daya sinyal setelah sinyal

tersebut melewati jarak tertentu. Attenuasi ini diakibatkan oleh beberapa faktor yaitu absorbsion,

scattering loss, splicing, radiation Loss microbending dan macrobending (pembengkokan) pada

saat instalasi. Di sisi lain, setiap serat optik memiliki attenuasi tertentu akibat ketidakmurnian

material ketika proses produksi yang tidak sempurna (biasanya dinyatakan dalam bentuk

spesifikasinya). Degradasi sinyal yang diakibatkan oleh attenuasi pada serat optik merupakan salah

Page 2: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

satu faktor yang membatasi jarak transmisi, karena penerima optik memerlukan level daya

minimum untuk memperoleh kembali sinyal dengan kualitas yang baik.

1.2. Tujuan Penelitian

Tujuan Penelitian ini adalah untuk mengetahui kinerja serat optik LAN UHN melalui

tahapan studi atas disain awal dan implementasi, survey, perhitungan, hingga analisis terhadap

degradasi sinyal pada serat optik di LAN Universitas HKBP Nommensen.

1.3. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini, pembahasan dan cakupannya dibatasi pada:

1. Degradasi sinyal dilihat berdasarkan dispersi dan attenuasi.

2. Jaringan LAN yang dianalisis adalah serat optik yang menghubungkan server (Gedung I Lt 2)

dengan beberapa Hub yang terdapat di gedung I dan Gedung L.

3. Jaringan LAN dimaksud adalah sesuai konfigurasinya berdasarkan realisasi disain LAN

tersebut.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pendahuluan

Sistem komunikasi serat optik adalah sistem komunikasi yang menggunakan serat optik

sebagai media komunikasi dan menggunakan cahaya sebagai pembawa (carrier). Serat optik

dalam hal ini adalah suatu helaian optik tipis berbentuk silinder yang terbuat dari optik transparan

yang dapat menyalurkan cahaya dari sumber (source) ke tujuan (destination) yang jaraknya relatif

jauh. Struktur serat optik terdiri dari inti (core), selubung (cladding), dan pembungkus luar (jacket)

seperti ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Struktur Kabel Serat Optik

Sistem komunikasi serat optik terdiri dari beberapa komponen seperti ditunjukkan pada

Gambar 2. Komponen utama jaringan optiknya dalah transmitter, serat optik, repeater, dan

receiver. Transmitter pada sistem komunikasi serat optik terdiri dari beberapa komponen seperti

drive circuit, light source, dari transmitter akan dilanjutkan ke repeater. Dari repeater akan di

lanjutkan ke receiver yang berfungsi sebagai penerima (receiver) yang terletak pada ujung lain

serat. Dalam sistem tersebut, modulasi gelombang cahaya dilakukan dengan merubah 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.

Page 3: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

Gambar 2. Sistem Transmisi Serat Optik [1].

2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik Dan Cahaya

Pada bagian transmitter, sinyal elektrik diubah menjadi sinyal optik oleh optoelektronik

berupa LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) seperti LED (Light

Emiting Diode) atau LD (Laser Diode). Cahaya tersebut akan tiba di receiver dan diubah kembali

menjadi sinyal elektrik oleh detektor atau photodiode.

Gambar 3. Spektrum Gelombang Elektromagnetik [1].

Page 4: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

Mengacu pada Gambar 3, gelombang electromagnetik yang digunakan pada sistem

komunikasi serat optik adalah band diantara infrared (IR) dan Variable Light, yaitu: Near IR (λ =

0,77 µm – 2 µm) dan Red (Visible Light) (λ = 0,77 µm – 2 µm).

2.3. Jenis Serat Optik

Jenis serat optik dapat dibagi berdasarkan beberapa hal antara lain: berdasarkan profil indeks

bias, berdasarkan mode, berdasarkan sifat optik, dan berdasarkan materialnya.

2.3.1. Serat Optik Berdasarkan Indeks Bias

Berdasarkan indeks bias maka serat optik itu dapat dibagi menjadi 2 yaitu serat optik step

indeks dan serat optik graded indeks. Serat optik step indeks cahaya yang menjalar pada sumbu

dipantulkan dengan sudut tertentu hingga sampai pada ujung lainnya. Sedangkan pada serat graded

indeks serat optik mempunyai indeks bias cahaya yang merupakan fungsi dari jarak terhadap

sumbu/poros serat optik.

2.3.2. Serat Optik Berdasarkan Mode

Berdasarkan mode, serat optik dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu singlemode dan

multimode. Singlemode adalah sebuah sistem transmisi data berwujud cahaya yang didalamnya

hanya terdapat satu buah indeks sinar tanpa terpantul yang merambat sepanjang media. Single

mode dapat membawa data dengan lebih cepat dengan multi mode. Serat optik multimode

mempunyai ukuran/diameter inti yang lebih besar dengan rekomendasi dari CCITT G.651 sebesar

50 µm dan dilapisi oleh jaket selubung (cladding) dengan diameter 125 µm, berkas sinar yang

masuk dengan sudut yang berbeda - beda akan mempunyai tingkat kelengkungan yang berbeda.

2.3.3. Serat Optik Berdasarkan Sifat Optik

Sedangkan berdasarkan sifat optik itu sendiri maka serat optik terdiri atas : Active Fiber,

Passive Fiber, Hi-bi Fiber, Photo Sensitive Fiber, Photomic Crystal Fiber.

2.3.4. Serat Optik Berdasarkan Material

Berdasarkan material pembuatannya, serat optik dibagi atas: serat optik silika, serat optik

plastik, serat optik kaca halida. Serat optik silica dimana pembawa cahaya (core/inti) terdiri dari

komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor

(P) yang mengendalikan indeks penyebaran atau membantu proses pembuatan serat optik.

2.4. Degradasi Sinyal Serat Optik

Degradasi sinyal pada sistem komuniksasi serat optik diakibatkan oleh 2 hal yaitu dispersi

dan attenuasi. Dispersi adalah efek pelebaran pulsa yang terjadi sepanjang saluran pada serat optik.

Dispersi disebabkan oleh perbedaan waktu propagasi antara mode - mode yang berbeda. Hal ini

terjadi karena mode - mode tersebut merambat pada serat melalui arah dan panjang lintasan yang

berbeda, dengan demikian waktu yang dibutuhkan akan mencapai tujuan berbeda pula.

Page 5: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

z = 0 z = L

Dispersi

Gambar 4. Ilustrasi dispersi pada serat optik [3].

Pada Gambar 4, efek negatif dispersi adalah munculnya ISI (intersymbol interference)

mengakibatkan munculnya error dalam transmisi data. Cara mengatasi dispersi adalah dengan

memberikan jarak (waktu) sebelum pengiriman data berikutnya yang pada akhirnya akan

mengakibatkan pada lambatnya transmisi data.

Attenuasi merupakan fenomena pelemahan sinyal ketika sinyal tersebut berpropagasi

melalui serat optik. Jika sinyal mengalir terlalu jauh, maka level sinyal akan menurun dan jika

menurun hingga dibawah batas ambang, maka komunikasi akan terganggu.

z = 0 z = L

Attenuasi

Gambar 5. Ilustrasi attenuasi pada serat optik [3].

Attenuasi dapat terjadi karena beberapa faktor dan dapat dibagi didalam beberapa bagian

yaitu absorbsion, scattering loss, splicing, radiation Loss. Absorbtion terjadi karena kerusakan

atomic dalam komposisi bahan gelas, biasanya disebabkan oleh sinar gamma, absorbtion dapat

juga terjadi karena Extrinsic Absorbtion oleh atom pengotoran dalam bahan gelas, dan juga karena

Intrinsic Absorbtion oleh atom unsure pokok bahan. Scattering Loss terjadi akibat

ketidakhomogenan struktur material pembuatan bahan serat optik, atau karena perbedaan indeks

bias bahan. Radiation Loss dapat terjadi karena 2 hal yaitu: macrobanding dan microbanding.

Macrobending dapat terjadi karena pembengkokan pada sebuah kabel serat optik. Pembengkokan

ini dapat terjadi karena instalasi serat optik mengikuti disain bagunan dan inilah yang dapat

menyebabkan timbulnya rugi daya yang cukup serius, dan lebih jauh lagi kemungkinannya

terjadinya kerusakan mekanis (pecahnya serat optik).

3. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Pendahuluan

Pada penelitian dengan judul Analisis Rugi-rugi Pada Backbone Jaringan Internet Di

Universitas HKBP Nommensen Medan, Peneliti melakukan beberapa hal seperti: melakukan studi

terhadap serat optik dan rugi-rugi yang terjadi didalamnya, melakukan riset untuk pengamatan

kondisi dan spesifikasi serat optik dijaringan LAN UHN, melakukan observasi termasuk

pengukuran lengkungan kabel serat optik pada beberapa batang penyangga di gedung I dan

gedung L UHN Medan.

ISI

Page 6: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

3.2. Menghitung Macrobending Loss

Untuk mendapatkan besar macrobending loss pada serat optik, terdapat beberapa parameter

yang dibutuhkan seperti:

- Sumber cahaya/laser yang digunakan dan spesifikasinya.

- Kabel serat optik yang digunakan beserta karakteristiknya seperti: jenis serat optik, ukuran

serat optik, konstanta attenuasi (redaman), Numerical Aperture, panjang kabel serat optik, dan

lain – lain.

- Jumlah lengkungan yang dilewati kabel saluran serat optik dari server ke suatu Hub/Swicth.

- Jari – jari lengkungan dan banyaknya tiang penyanggah (menyatakan banyaknya lengkungan).

Secara teori, macrobending Loss dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

αbend = c 𝑒𝑥𝑝[− 𝑅

𝑅𝑐] ………………………………………………… (2)

Rc = 𝑟

𝑁𝐴 ……………………………………………………………… (3)

Redaman = 10 Log 𝑃𝑖𝑛

𝑃𝑜𝑢𝑡 dB =

1

2 ln

𝑃𝑖𝑛

𝑃𝑜𝑢𝑡 Neper …… (4)

1 neper = 8,686 dB

Faktor Redaman = α = 𝑅𝑢𝑔𝑖 𝑟𝑢𝑔𝑖

𝐿 dB/Km …………………… (5)

NA = √𝑛12 − 𝑛2

2 …………………………………………………… (6)

dimana: αbend adalah redaman karena lengkungan, L merupakan panjang serat dalam kilometer,

C adalah konstanta attenuasi (dB/Km) dan R menyatakan jari-jari lengkungan. rcore sebesar 25 µm,

rcladding sebesar 62,5µm dan NA adalah Numerical Aperture, dan n1 serta n2 masing masing

menyatakan indeks bias core dan cladding.

3.3. Mengukur Lengkungan Serat Optik

Untuk mendapatkan nilai lengkungan serat optik, beberapa cara yang dilakukan adalah

dengan mengukur jari – jari setiap lengkungan sebagai berikut:

1. Menyediakan alat bantu seperti tangga, meter, alat tulis dan peralatan lainnya.

2. Sudut balok penyangga yang dilewati oleh instalasi serat optik yang akan diukur, seperti pada

Gambar 6.

3. Gambar 6, menunjukkan instalasi optik mengikuti konstruksi bangunan. Pada masing - masing

lengkungan terdapat radius lengkungan yaitu R1, R2, R3, dan R4, yang analoginya dapat

ditunjukkan pada Gambar 7.

Page 7: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

Gambar 6. Lengkungan Kabel Serat Optik

4. Dengan demikian, maka pada masing masing lengkungan dapat dihitung besar

macrobendingloss yang terjadi. Lengkungan di setiap sudut dapat dibuat dalam segmen seperti

di ilustrasikan pada Gambar 7.

R2 R3

R1 R4

Gambar 7. Ilustrasi Lengkungan Pada Satu Balok

Jari – jari pada lengkungan Gambar 7, diasumsikan sama dengan jari – jari pada semua sisi

lengkungan, sehingga panjang jari - jari lengkungan di setiap lengkungan dapat ditentukan.

Gambar 8. Desain Instalasi Serat Optik di UHN Medan.

Page 8: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

Instalasi kabel serat optik yang akan diamati seperti Gambar 6, Gambar 7, dan Gambar 8

diperoleh pernyataan bahwa disain instalasi kabel serat optik di UHN Medan mengikuti desain

interior dan kontur bangunan.

Gambar 9. Peta sistem jaringan serat optik UHN Medan.

3.4. Peta Jaringan Serat Optik UHN

Secara peta fisik sistem jaringan serat optik di UHN dapat dilihat pada Gambar 9 berikut ini:

Dari gambar peta fisik diketahui bahwa instalasi serat optik di UHN Medan dimulai dari

ruang server utama yang berada di lantai 2 Gedung I ke beberapa switch yang berada di beberapa

gedung yang berada di UHN Medan, seperti :

1. Server ke swicth yang berada di Gedung Bahasa dan Seni Lt.1 Ruang PD II.

2. Server ke swicth yang berada di Gedung Bahasa dan Seni Lt.2 Ruang Tata Usaha.

3. Server ke swicth yang berada di Gedung Hukum Lt.1 Ruang PD III.

4. Server ke swicth yang berada di Gedung Hukum Lt.2 Ruang Perpustakaan.

5. Server ke swicth yang berada di Gedung Teknik Lt.1.

6. Server ke swicth yang berada di Gedung Dosen Lt.1.

7. Server ke swicth yang berada di Gedung Dosen Lt.2.

8. Server ke swicth yang berada di Gedung Rektorat Lt.1.

9. Server ke swicth yang berada di Gedung Rektorat Lt.3.

10. Server ke swicth yang berada di Gedung Rektorat Lt.4.

11. Server ke swicth yang berada di Gedung L Lt.3 Ruang 13 A.

Page 9: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

Dari gambar peta fisik diperoleh pemahaman bahwa selain serat optik yang digunakan

sebagai LAN di UHN ada kabel UTP, kabel UTP digunakan dibeberapa bagian bangunan seperti

yang berada di Gedung L Lt.1 Ruang Beton, Gedung L Lt 2 Ruang Lab.Bioteknologi, Gedung L

Lt.4 Ruang L 4A. kabel UTP di Gedung L di hubungkan ke Swicth yang berada di Gedung L Lt.3

Ruang 13 A.

Berdasarkan Gambar 10, peta fisik dapat dilihat sistem jaringan LAN UHN dari server ke

beberapa switch yaitu dari server ke switch Gedung I, dan kemudian dari server ke switch Gedung

L. Data penelitian ini berdasarkan batasan masalah di sub bab 1.4 ; maka yang harus diteliti adalah

Gedung I dan Gedung L yang di lewati oleh kabel serat optik antara lain: server ke gedung I lantai

1, server ke gedung I lantai 3, server ke gedung I lantai 4, dan server ke gedung L lantai 3.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pendahuluan

Berdasarkan pengamatan yang dilakukan terhadap saluran pada sistem instalasi serat optik

di UHN pangkal saluran yang dimaksud adalah pada panel utama yang terdapat pada Ruangan PSI

(Pusat Sistem Informasi) seperti ditunjukkan pada Gambar 10.

Gambar 10. Pangkal Saluran Pada Panel Utama.

Gambar 11. Pangkal Saluran Pada Panel Utama dan pembagiannya

Gigab

it

O

Page 10: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

Titik beban sistem yang diasumsikan pada ujung saluran terdapat pada masing-masing hub/

switch, seperti diperlihatkan pada Gambar 12.

Gambar 12. Ujung Saluran (Switch/ Hub) Serat Optik.

Berdasarkan Gambar 12, dijelaskan bahwa titik beban sistem yang disalurkan diasumsikan

pada ujung saluran yaitu switch. Dalam switch biasanya terdapat routing, dan routing berfungsi

sebagai media utama untuk melakukan koneksi dengan computer lain dalam LAN (Local Area

Network).

4.2. Pengaruh Lengkungan Serat Optik

Serat optik yang diteliti adalah serat optik dari server ke switch, setelah diperoleh data

hasil pengamatan sebagai berikut :

Tabel 1. Jumlah Lengkungan di Setiap Gedung

Jaringan Jumlah balok Banyak lengkungan

Server – Gedung I Lantai 1 12 48

Server – Gedung I Lantai 3 12 48

Server – Gedung I Lantai 4 12 48

Server – Gedung L Lantai 3 22 88

Pada Tabel 1. Diperoleh data bahwa jumlah balok dan banyaknya lengkungan yang terdapat pada

setiap lantai adalah sesuai dengan hasil penelitian di lokasi.

Page 11: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

4.3. Data Spesifikasi Serat Optik

Adapun data-data dari hasil pengamatan dan mencari dari sumber informasi sebagai saluran

pada sistem penyaluran serat optik di UHN dapat dinyatakan pada Tabel 2, dimana beberapa data

pendukung seperti :

Core diameter (diameter inti) = 50µm.

rcore = ½ d = ½ x 50 = 25µm.

Cladding diameter (diameter selubung) = 125µm.

rcladding = ½ x 125 = 62,5µm

Panjang gelombang (λ) = 850 nm

Tabel 2. Data spesifikasi kabel serat optik

Fiber Attribute MM 50/125

Cladding Diameter 125 ± 1 µm

Cladding Non-Cicularity ≤ 1 %

Core/Cladding Concentricity error ≤ 1,5 µm

Cladding/Coating Concentricity error ≤ 6 µm

Core Diameter 50 µm

Coating Diameter 245 ± 10 µm

Colored Fiber Diameter 255 ± 10 µm

Proff test stress

(Equivalent to 1% starain for 1s dwell time) 0,69 GN/m2(100 kpsi)

Zero-Dispersion Wavelength 1297 – 1361 nm

Zero-Dispersion Slop ≤ 0,101 ps/(nm2.km)

Numerical Aperture (NA) 0,200 ± 0,015

Bandwidth ≥ 500 MHz.km @ 850 nm

≥ 500 MHz.km @ 1300 nm

Macrobend Attenuation

(100 turns- 75 mm Diameter)

≤ 0,5 dB @ 850 nm

≤ 0,5 dB @ 1300 nm

Coating Strip Force

(@ 00C to + 45 0C) 2,2 N ≤ F ≤ 4,4 N

Attenuation at 850 nm (Cabled) ≤ 3,0 dB/km

Attenuation at 1300 nm (Cabled) ≤ 1,0 dB/km Attenuation difference between 1300 nm and 1380 nm ≤ 1,5 dB/km

4.4. Data Pendukung

Dalam perhitungan rugi - rugi pada backbone jaringan internet diperoleh data sebagai

berikut :

1. Serat optik di UHN adalah tipe multimode.

2. Ukuran diameter dari setiap kabel serat optik sama, maka jari-jari (r) yang dipakai adalah

rcore = 25µm.

3. Jari-jari setiap lengkungan (R) yang di bagi atas 4 bagian yaitu R1, R2, R3, R4 = 57 cm.

4. Panjang kabel serat optik disetiap blok atau jarak antara blok ke blok yang lainnya rata -

rata (4, 81m).

5. Panjang setiap blok penyangga yang di lewati serat optik sama.

Page 12: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

Tabel 3. Jumlah Blok di Setiap Gedung

Jaringan Jumlah blok Panjang kabel

Server – Gedung I Lantai 1 11 52,91 m

Server – Gedung I Lantai 3 11 52,91 m

Server – Gedung I Lantai 4 11 52,91 m

Server – Gedung L Lantai 3 21 101,01 m

4.5. Analisis Perhitungan Macrobending Untuk menghitung besar macrobending, maka: Perhitungan bending loss pada titik R1 :

Data: C = 3,0 dB/km

R = 57cm = 0,0057 Km

rcore = 25 µm

Rc = 25.10−6

0,200= 125.10−6

Sehingga dapat diperoleh bahwa bending loss sebesar:

αbend = Cexp[−𝑅

𝑅𝑐]

αbend = 3,0 dB/Km exp [−0,00057 Km

125.10−6 ]

αbend = 3,0 dB x exp [ - 0,456.10-3]

αbend = 3,0 dB x 0,00063

αbend = 0,0019 dB/Km

Maka dalam satu lengkungan αbend = 0,0019dB, Jadi dalam satu balok terdapat 4 buah lengkungan,

sehingga αbend dalam satu balok:

αbend x 4 lengkungan

0,0019dB x 4 = 0,0076dB

Jadi, αbend/site = 0,0076dB/Km

Analisis perhitungan αbend di Gedung I terdapat 11 balok yang dilewati instalasi serat optik maka

αbend yang terdapat di gedung I :

αbendGI = αbend/site x 11 balok

αbendGI = 0,0076dB x 11 balok

αbendGI = 0,0836dB/Km

Dari hasil perhitungan macrobending yang terjadi maka dapat dihitung αbend di Gedung I dari lantai

1, lantai 3, lantai 4 dapat dilihat dalam tabel berikut :

Tabel 4. Rugi - rugi macrobending Gedung I.

Jaringan αbend/GI

Server – Lantai 1 Gedung I 0,0836 dB

Server – Lantai 3 Gedung I 0,0836 dB

Server – Lantai 4 Gedung I 0,0836 dB

Instalasi serat optik di gedung L melewati 21 balok maka αbend di gedung L :

αbendGL = αbend/site x 21 balok

Page 13: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

αbendGI = 0,0076 x 21 balok

αbendGL = 0,1596dB/Km

dari hasil perhitungan untuk selanjutnya terdapat dalam Tabel 5.

Tabel 5. Rugi - rugi macrobending Gedung L

Jaringan αbend/GL

Server – Lantai 3 Gedung L 0,1596 dB

Dari hasil perhitungan maka macrobending loss yang terjadi di UHN Medan, dapat

disimpulkan bahwa macrobending loss di Gedung I sebesar 0,0836 dB dan untuk macrobending

loss yang terjadi di ke Gedung L sebesar 0, 1596 dB.

4.6. Analisa Hasil Perhitungan

Dari hasil perhitungan, loss yang terjadi dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut

:

Untuk perhitungan Loss pada Gedung I adalah :

a. Server – Lantai 1 Gedung I:

αbend = 0,0019dB/Km dan L (panjang kabel) = 77,75 m = 0,07775 Km

α = 𝐿𝑜𝑠𝑠

𝐿 , maka Loss = α . L

Loss = 0,0019dB/Km x 0,07775 Km

Loss = 0,02443 dB.

b. Server – Lantai 3 Gedung I

α = 0,0019dB

L (panjang kabel) = 0,07832 Km

Loss = 0,0019dB x 0,07832 Km

Loss = 0,02425 dB.

c. Server – Lantai 4 Gedung I

α = 0,0019dB dan L (panjang kabel) = 82,08 m = 0,08208 Km

Loss = 0,0019 dB x 0,08208 Km

Loss = 0,02314 dB.

Untuk perhitungan Loss pada gedung L adalah :

αbend di gedung L = 0,0019 dB

L (panjang kabel) = 161,27 m = 0,16127 Km

Loss = 0,0019 dB x 0,16127Km

Loss = 0,01178 dB

Dari perhitungan di atas maka rugi - rugi lekungan total (αTotal) dinyatakan dalam Tabel 6 berikut:

Tabel 6. Data macrobending loss.

Jaringan Panjang

(Km)

αbend/Km Loss (dB)

Server – Lantai 1 Gedung I 0,07775 0,0836 dB/Km 0,02443

Server – Lantai 3 Gedung I 0,07832 0,0836 dB/Km 0,2425

Server – Lantai 4 Gedung I 0,08208 0,0836 dB/Km 0,02314

Page 14: ANALISIS DEGRADASI SINYAL PADA JARINGAN SERAT …...komposisi Silikon (SiO2) yang dimasukkan sejumlah kecil Germanium (Ge), Flour (F) atau Fospor (P) yang mengendalikan indeks penyebaran

Server – Lantai 3 Gedung L 0,16127 0,1596 dB/Km 0,01178

5. KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan dan analisis yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut :

1. Total attenuasi sama dengan batas threshold attenuasi yang diijinkan. Hal ini terjadi pada

beberapa jaringan penghubung server ke switch/ hub yang diakibatkan oleh lengkungan

akibat instalasi serta spesifikasi jaringan dan sistem yang diimplementasikan.

2. Terdapat jaringan antara server dengan switch/ hub yang tidak dihubungkan dengan

menggunakan serat optik, akan tetapi dihubungkan dengan menggunakan jaringan kabel

koaksial.

3. Pada rugi – rugi backbone yang terdapat di UHN Medan mengakibatkan rugi – rugi skala

macro, dan rugi – rugi lengkungan tersebut menyebabkan daya yang sampai pada ujung

switch semakin melemah.

4. Dari data perhitungan dan analisis yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa attenuasi yang

muncul pada jaringan serat optik penghubung server dengan switch/ hub adalah 0,08

dB/km hingga 0,16 db/ Km dan loss sebesar 0,11 dB hingga 0,02 dB. Attenuasi dan loss

ini masih akan semakin bertambah melewati batas redaman konstanta kabel serat optik.

6. DAFTAR PUSTAKA Gerd Keiser,1983 ”Optical Fiber Communications”, Mc Graw Hill Int.

Book Co., Tokyo.

Joseph C. Palais, 2005, “Fiber Optics Communications”, Prentice Hall, New

Jersey, 2005.

Regis J.”Bud” Bates, 2001, “Optical Switching and Networking Handbook”,

Mc Grow Hill Telecom.

Corning, “Fiber Optic Technology” The International Engineering

Consortium.

Nortel Networks, “Introduction to Optical Transmission in a

Communications Network” The International Engineering Consortium.

Phaethon Communications, “Light without limits: Taming dispersion in

tomorrow’s high speed networks”, The International Engineering

Consortium forum tutorials.

LuxN, “Optical Access”, The International Engineering Consortium forum

tutorials.

Luxpath Network, “Optical Ethernet”, The International Engineering

Consortium forum tutorials.

Alcatel, “Optical Networks”, The International Engineering Consortium

forum tutorials.

Yafo Networks, “Polarizations Mode Dispersion”, The International

Engineering Consortium forum tutorials.

Jason P. Joe, Vinod M. Vakkarane, 2005, “Optical Burst Switched

Network”, Springer Science.