dasar-sko

i

PT. TELEKOMUNIKASI INDONESIA, Tbk PL 1.1 - Dasar Sistem Komunikasi Optik OPTICAL ACCESS NETWORK Kode dokumen : PL-1.1 Versi : 1.0 Tanggal : 18 September 2004

Diterbitkan oleh : PT TELEKOMUNIKASI INDONESIA, Tbk TELKOMRisTI (R & D Center) Jl. Gegerkalong Hilir No. 47 Bandung 40152 Hak cipta PT. TELEKOMUNIKASI INDONESIA, Tbk 2004

Dasar Sistem Komunikasi Serat Optik-PL-1 Optical Access Network

ii

Daftar Isi

Halaman Judul ………………………………………….………………………………………i Daftar Isi……………………………………………………… ……………………………….ii Daftar Gambar…………………….…………………………………. ……..………………...iv Daftar Tabel ………………………………..…………………………………………………..vi Tujuan Umum ............................................................................................................. 1 Tujuan Khusus ........................................................................................................... 1 A. PENDAHULUAN ..................................................................................................... 2 B. TEORI CAHAYA ....................................................................................................10 1. Cahaya Sebagai Gelombang Elektromagnetik ....................................................10 2. Tinjauan Geometrikal Optik Cahaya ....................................................................12 3. Tinjauan Teori Kuantum Cahaya ..........................................................................15 C. SERAT OPTIK........................................................................................................15 1. Gambaran Umum Serat Optik .................................................................................15 2. Material Serat Optik................................................................................................18 3. Karakteristik Transmisi Serat Optik.........................................................................19 3.1. Redaman/Atenuasi...............................................................................................19 3.2. Dispersi ................................................................................................................21

3.2.1. Dispersi Antar Mode (intermodal dispersion) ...............................................21 3.2.2. Dispersi bahan/kromatis (material/chromatic dispersion) ............................22 3.2.3. Dispersi bumbung gelombang (waveguide dispersion) ................................24 3.2.4. Dispersi Mode Polarisasi .............................................................................24

D. KABEL OPTIK ......................................................................................................25 1. Fungsi Dan Bagian-Bagian Kabel Optik Jenis Loose Tube :..................................27 2. Alur (Slot) ..............................................................................................................28 3. Spefisikasi Kabel Optik...........................................................................................29 4. Kode warna ............................................................................................................29 E. KOMPONEN SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK...........................................30 1. Sumber Optik ........................................................................................................30 1.1. Pita Energi............................................................................................................31 1.2. LED......................................................................................................................32 1.3. LASER .................................................................................................................33 1.4. Perbandingan LED dan LASER:...........................................................................34 2. Power Launching Dan Coupling ............................................................................35 3. Penyambungan Serat Optik....................................................................................36 3.1. Rugi-Rugi Penyambungan Antara Serat Optik .....................................................36

3.1.1. Ketidaktepatan mekanik..............................................................................36 3.1.2. Perbedaan Karakteristik Serat Optik ...........................................................37

3.2. Teknik-Teknik Splicing (Penyambungan).............................................................38 3.2.1. Peleburan (fusion splice). ............................................................................38 3.2.2. Mechanical Splice........................................................................................39

3.3. Konektor ......................................................................................................40 3.4. Detektor .......................................................................................................41

3.4.1. Detektor optik Dioda PIN .............................................................................41 3.4.2. Detektor Optik Dioda APD ...........................................................................43

F. SISTEM TRANSMISI DIGITAL .............................................................................44 1. Pendahuluan ..........................................................................................................44 2. Link Point To Point .................................................................................................44 3. Pengembangan Sistem ..........................................................................................46 3.1. Link Power Budget ………………………………………………………………..46


iii

3.2. Rise Time Budget …………………………………………………………………54 4. Line Coding ............................................................................................................50 G. JARINGAN LOKAL AKSES FIBER (JARLOKAF) ...............................................50 1. Pendahuluan ..........................................................................................................50 2. Definisi ...................................................................................................................51 3. Sistem Jarlokaf.......................................................................................................52 4. Aplikasi Jarlokaf .....................................................................................................52 4.1. Fiber To The Building (FTTB) ...............................................................................52 4.2. Fiber To The Zone (FTTZ)....................................................................................54 4.3. Fiber To The Curb (FTTC)....................................................................................54 4.4. Fiber To The Home (FTTH)..................................................................................54 5. Konfigurasi Sistem .................................................................................................55 5.1. Konfigurasi Single Star .........................................................................................55 5.2. Multiple Star .........................................................................................................55 5.3. Triple Star.............................................................................................................56 5.4. Kombinasi dengan Ring .......................................................................................56 6. Teknologi Jarlokaf ..................................................................................................57 6.1. Digital Loop Carrier (DLC) ...................................................................................58 6.2. Synchronous Digital Hierarchy (SDH)..................................................................60 6.3. Passive Optical Network (PON)...........................................................................62 6.4. Persyaratan Teknis Jarlokaf ................................................................................65


iv

Daftar Gambar

Gambar 1 Penggunaan Cahaya Sebagai Alat Komunikasi .......................................................... 2 Gambar 2 Sistem Komunikasi Digital............................................................................................ 3 Gambar 3 a. Panjang Gelombang Operasi Sistem Komunikasi Optik, b. Spektrum

Elektromagnetik Dalam Sistem Komunikasi ................................................................. 4 Gambar 4 Generasi Sistem Komunikasi Serat Optik.................................................................... 6 Gambar 5 Window Siskom Serat Optik......................................................................................... 7 Gambar 6 Elemen Utama Sistem Komunikasi Serat Optik........................................................... 8 Gambar 7 Instalasi Kabel Optik .................................................................................................... 9 Gambar 8 Contoh Jaringan Serat Optik ……………………………………………………………….9 Gambar 9 Ilustrasi Perambatan Gelombang Elektromagnetik ................................................... 10 Gambar 10 Ilustrasi Perambatan Gelombang Elektromagnetik Dalam Vakum …………………11 Gambar 11 Polarisasi Linier …………………………………………………………………………..11 Gambar 12 Polarisasi Eliptik …………………………………………………………………………..12 Gambar 13 Polarisasi sirkular …………………………………………………………………………12 Gambar 14 Ilustrasi Cahaya Yang Melewati 2 Medium Yang Berbeda...................................... 13 Gambar 15 Cahaya Yang Dibiaskan Mendekati Garis Normal .................................................. 13 Gambar 16 Cahaya Yang Dibiaskan Menjauhi Garis Normal ................................................... 14 Gambar 17 Ilustrasi Terjadinya Pantulan Sempurna .................................................................. 14 Gambar 18 Struktur Serat Optik.................................................................................................. 15 Gambar 19 Karakteristik Serat Optik Singlemode Step Index .................................................... 16 Gambar 20 Karakteristik Serat Optik Multimode Step Index ...................................................... 16 Gambar 21 Karakteristik Serat Optik Multimode Graded Index.................................................. 16 Gambar 22 Ilustrasi Numerical Aperture..................................................................................... 17 Gambar 23 Redaman Sebagai Fungsi Panjang Gelombang ……………………………………...19 Gambar 24 Proses Hilangnya Sebagai Daya Cahaya Akibat Bengkokan ……………………….20 Gambar 25 Rugi-Rugi Yang Terjadi Pada Serat Optik ............................................................... 21 Gambar 26 Karakteristik Serat Optik Gelas Untuk Berbagai Macam Panjang Gelombang ....... 21 Gambar 27 Perambatan Gelombang Pada Multi mode.............................................................. 22 Gambar 28 Pengaruh dispersi pada sinyal ................................................................................. 22 Gambar 29 Karakteristik Dispersi Serat Single Mode ……………………………………………...23 Gambar 30 Karakteristik Dispersi Berbagai Jenis Serat Optik Singlemode ……………………..23 Gambar 31 Pengaruh Dispersi Pada Bit Rate Transmisi ………………………………………….24 Gambar 32 Dispersi Mode Polarisasi ………………………………………………………………..25 Gambar 33 Konstruksi Kabel Fiber Optik Untuk Bermacam Aplikasi ......................................... 26 Gambar 34 Kabel Fiber Optik Loose Tube, Sloted Core, Dan Central Tube.............................. 27 Gambar 35 Penampang Kabel Jenis Slot ................................................................................... 28 Gambar 36 Kode Warna Serat.................................................................................................... 29 Gambar 37 Pita- Pita Energi Diskrit Suatu Atom ……………………………………………………30 Gambar 38 Karakteristik Energi Berbagai Tipe Bahan …………………………………………….31 Gambar 39 Berbagai Teknik Untuk Meningkatkan Efisiensi Kopling Daya Optik….…………….36 Gambar 40 Penggunaan Lensa Bola Kecil ………………………………………………………….36 Gambar 41 Pemisahan Longitudinal........................................................................................... 36 Gambar 42 Model Pergeseran Lateral........................................................................................ 37 Gambar 43 Pembentukan Sudut................................................................................................. 37 Gambar 44 Perbedaan Numerical Aperture ............................................................................... 38 Gambar 45 Teknik Fusion Splice ……………………………………………………………………..38 Gambar 46 Langkah-Langkah Fusion Splice ………………………………………………………..39 Gambar 47 Splice Mekanik ……………………………………………………………………………39 Gambar 48 Penggunaan Tabung Plastik Pada Splice Mekanik …………………………………..39 Gambar 49 Langkah-Langkah Splice Mekanik ........................................................................... 40 Gambar 50 Berbagai Tipe Konektor ........................................................................................... 41 Gambar 51 Skema Detektor Optik .............................................................................................. 41 Gambar 52 Mekanisme Deteksi Cahaya Dilihat Dari Energi Elektron ……………………………42 Gambar 53 Operasi Berbagai Tipe Sumber, Serat Dan Detektor Optik ..................................... 43


v

Gambar 54 Struktur Link Point to Point ………………………………………………………………44 Gambar 55 Hubungan Jarak dan Bit Rate …………………………………………………………..44 Gambar 56 Diagram Alir Desain Link Point To Point ……………………………………………….46 Gambar 57 Link Point To Point dan Parameter-parameternya ……………………………………46 Gambar 58 Contoh Karakteristik Detektor Optik ……………………………………………………47 Gambar 59 Link Budget ………………………………………………………………………………..48 Gambar 60 Rise Time ................................................................................................................. 48 Gambar 61 Link Point To Point Dan Parameter Rise Time ………………………………………..49 Gambar 62 Berbagai Jenis Line Coding ……………………………………………………………..50 Gambar 63 Jaringan Akses......................................................................................................... 51 Gambar 64 Berbagai Teknologi Jaringan Akses ........................................................................ 52 Gambar 65 Modus Aplikasi FTTB Berbagai Konfigurasi ............................................................ 53 Gambar 66 Modus Aplikasi FTTZ ............................................................................................... 54 Gambar 67 Modus Aplikasi FTTC............................................................................................... 54 Gambar 68 Modus Aplikasi FTTH............................................................................................... 55 Gambar 69 Konfigurasi Single Star............................................................................................. 55 Gambar 70 Konfigurasi Multiple Star …………………………………………………………………55 Gambar 71 Konfigurasi Ring....................................................................................................... 57 Gambar 72 Berbagai Tipe Jaringan Lokal Akses Fiber …………………………………………….58 Gambar 73 Konfigurasi Umum DLC ........................................................................................... 59 Gambar 74 Konfigurasi DLC ...................................................................................................... 60 Gambar 75 Struktur akhir multiplexing SDH ............................................................................... 61 Gambar 76 Struktur Frame STM-n ............................................................................................. 61 Gambar 77 Topologi Passive Optical Network (PON) ................................................................ 62 Gambar 78 Konfigurasi Umum PON/AON.................................................................................. 63 Gambar 79 Berbagai Konfigurasi Umum DLC............................................................................ 64 Gambar 80 Perbandingan Berbagai Jenis Transmisi pada DLC................................................ 65 Gambar 81 Layanan.................................................................................................................... 66


vi

Daftar Tabel

Tabel 1 Laju Informasi Berbagai Layanan .................................................................................... 1 Tabel 2 Hirarki Transmisi Digital di Amerika Utara, Eropa dan Jepang........................................ 5 Tabel 3 Rate Transmisi SDH dan SONET.................................................................................... 7 Tabel 4 Diameter dan Berat Kabel Optik Slot (Di Jepang) ......................................................... 28 Tabel 5 Tipikal Karakteristik Kabel Serat Optik........................................................................... 30 Tabel 6 Contoh Karateristik Serat Single Mode.......................................................................... 30 Tabel 7 Bahan-Bahan Sumber Optik .......................................................................................... 31 Tabel 8 Energi Gap Berbagai Bahan LED .................................................................................. 33 Tabel 9 Perbandingan LED dan Laser........................................................................................ 34 Tabel 10 Perbandingan Tipe Transmisi ...................................................................................... 44 Tabel 11 Petunjuk Pemilihan Komponen Link Optik................................................................... 45 Tabel 12 Teknologi Jaringan Akses .......................................................................................... 588 Tabel 13 Splitter .......................................................................................................................... 66


1

PL-1 Dasar Sistem Komunikasi Serat Optik OPTICAL ACCESS NETWORK

Tujuan Umum ! Memberikan wawasan sistem komunikasi yang bekerja pada frekuensi optik

dengan menggunakan media transmisi serat optik ! Memberikan wawasan tentang implementasi sistem komunkiasi serat pada

jaringan akses Tujuan Khusus ! Memiliki pengetahuan dasar tentang Jarlokaf secara sistematis ! Mampu mengoperasikan sistem dasar Jarlokaf melalui supervisi


2

A. PENDAHULUAN Penggunaan cahaya untuk komunikasi bukanlah suatu hal yang baru. Komunikasi gerakan tangan sejak dulu telah digunakan dan mata sebagai detektor dan otak sebagai prosesor. Orang indian menggunakan asap sebagai alat komunikasi. Tahun 1880, Graham Bell menemukan sistem komunikasi cahaya disebut photophone. Photophone menggunakan cahaya matahari yang terpantul dari sebuah cermin tipis termodulasi voice. Di penerima cahaya matahari termodulasi itu jatuh pada cell selenium photoconducting yang langsung mengubahnya menjadi arus listrik.

Gambar 1 Penggunaan Cahaya Sebagai Alat Komunikasi Di samping itu, lampu dengan kode morse digunakan, yakni dengan mengedip-kedipkan lampu tersebut sesuai informasi yang dikirim. Tahun 1960, LASER dan serat optik ditemukan. Akan tetapi redaman dari serat optik tersebut masih terlalu besar untuk dijadikan saluran transmisi. Tahun 1970, terjadi penemuan serat optik yang mempunyai redaman rendah dan dapat digunakan sebagai saluran transmisi. Berikut adalah sejarah ringkas serat optik :

• 1970-an, Claude Chappe membangun telegraph optik di Perancis, dengan jarak 230 km berupa manusia yang memberi sinyal dari atas serangkaian menara.

• 1870, John Tyndall, English Natural Philosopher, mendemonstrasikan prinsip pembimbingan cahaya melalui pantulan internal.

• 1880, Alexander Graham Bell membuat sistem komunikasi photophone. • 1950-an, Brian O’Brien dan Narinder S. Kapany berhasil membuat serat

yang dapat mentransmisikan image dan digunakan sebagi fiberscope (alat kedokteran untuk melihat bagian dalam tubuh manusia).

• 1957, Gordon Gould, menjelaskan LASER sebagai sebuah sumber cahaya intens

• 1960, Charles Townes mendemonstasikan Helium Neon LASER • 1966, Charles Kao dan Charles Hockham, membuat teori bahwa serat

optik dengan redaman hingga 20 dB/km dapat dibuat dengan memurnikan bahan pembuat serat optik.

• 1970, Robert Maurer membuat serat optik pertama dengan redaman di bawah 20 dB/km dan 1972, serat optik 4 dB/km dibuat dan sekarang, redamannya mencapai 0,2 dB/km.


3

Elemen fundamental sebuah sistem komunikasi dapat digambarkan dalam diagram blok seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.

Gambar 2 Sistem Komunikasi Digital Transmitter merupakan elemen komunikasi yang mengubah informasi yang dihasilkan oleh source (bisa berupa speech, voice, atau data) ke dalam bentuk yang sesuai dengan kanal informasi (channel). Receiver merupakan elemen komunikasi yang bekerja berlawanan dengan transmitter, yaitu mengubah informasi dari kanal ke bentuk yang sesuai dengan destination disertai dengan proses pengolahan sinyal untuk mengurangi derau yang dihasilkan saat ditransmisikan melalui kanal. Kanal Informasi merupakan medium yang melewatkan informasi dari transmitter ke receiver. Ada dua kategori kanal, yaitu : a. Unguided channel; merupakan komunikasi di mana informasi dikirim tanpa

sebuah medium pengarah, contoh yang populer adalah udara (atmosfer). Kanal ini digunakan dalam komunikasi tanpa kabel seperti : komunikasi radio, link gelombang mikro, siaran televisi, dll.

b. Guided channel; merupakan komunikasi dengan menggunakan medium tertentu yang membuat arah informasi menjadi tertentu, contoh : saluran dua kawat, kabel koaksial, dan bumbung gelombang. Penggunaan yang populer pada jaringan telepon PSTN. Walaupun lebih mahal dalam infrastruktur namun mereka menawarkan keuntungan berupa privacy dan andal terhadap perubahan atmosfer.

Komunikasi elektrik dimulai ketika ditemukannya telegraph oleh F.B. Morse tahun 1838. Komunikasi elektrik berbasis pada pemanfaatan gelombang elektromagnetik untuk mengalirkan informasi. Kecenderungan dalam sistem komunikasi elektrik adalah penggunaan frekuensi tinggi yang ditawarkan berkaitan dengan meningkatnya bandwidth dan pada akhirnya, peningkatan kapasitas informasi.

Transmitter

Receiver

Transmission Channel

Message source

Destination

Noise


4

Gambar 3 a. Panjang Gelombang Operasi Sistem Komunikasi Optik, b. Spektrum

Elektromagnetik Dalam Sistem Komunikasi Gambar (3) memperlihatkan penggunaan spektrum elektromagnetik untuk sistem komunikasi. Di sini terdapat dua jalur komunikasi, yaitu : a. Jalur komunikasi wireline, yaitu : kabel pair (Audio, VLF, LF), kabel koaksial

(MF, HF, VHF, sebagian UHF), kabel pandu gelombang (UHF, SHF, mm Wave), dan Optical Fiber (visible and invisible light).

b. Jalur komunikasi wireless; Longwave radio, Shortwave radio, microwave radio, dan laser beam.

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 17001000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700Panjang Gelombang (nm)

0.1

1.0

10

Aten

uasi

(dB/

km)

Low water peak fiber

Standard water peak fiber

1625-1675 U-band1565-1625 L-band

1530-1565 C-band1460-1530 S-band

1360-1460 E-band1260-1360 O-band

DWDM

1310

Raman

CWDM (1270-1610 nm)

Moni

torin

g

EDFA

1550WWDM (>>>>50nm)


5

Pada periode 1990 an terjadi pertumbuhan demand yang sangat tinggi pada aset jaringan komunikasi untuk layanan seperti database, home shopping, video-on-demand, remote education, telemedicine, dan video conferencing. Berikut ini adalah contoh laju informasi untuk beberapa voice, video, dan layanan data.

Tabel 1 Laju Informasi Berbagai Layanan

Tipe layanan Data rate Video On Demand/interactive TV 1,5 – 6 Mb/s Video Games 1 – 2 Mb/s Remote Education 1,5 – 3 Mb/s Electronic Shopping 1,5 – 6 Mb/s Data transfer atau telecommuting 1 – 3 Mb/s Videoconferencing 0,384 – 2 Mb/s Voice (single channel) 64 kb/s

Untuk mengirimkan layanan ini dari satu user ke yang lainnya, penyedia jaringan menyatukan sinyal-sinyal dari berbagai user dan mengirim sinyal agregat melalui satu saluran transmisi. Skema ini dikenal sebagai Time Division Multiplexing (TDM). Di sini, N buah data stream masing-masing dengan laju R bps, di-interleaved secara elektris ke dalam satu information stream dengan laju N x R bps. Beberapa level multiplexing digunakan di berbagai daerah untuk mendapatkan laju data yang lebih besar.

Tabel 2 Hirarki Transmisi Digital di Amerika Utara, Eropa dan Jepang

Bit rate (Mbps) Digital multiplexing

level

Jumlah kanal voice (64 kbps) Amerika utara Eropa Japan

0 1 0.064 0.064 0.064 1 24 1.544 1.544 30 2.048 48 3.152 3.152

2 96 6.312 6.312 120 8.448

3 480 34.368 672 44.376 1344 91.053 1440 97.728

4 1920 139.264 4032 274.176 5760 397.200

Era berikutnya adalah era sistem komunikasi optik yang dimulai dengan penemuan serat optik sebagai media komunikasi ini, hal ini berkaitan dengan nilai lebih yang dimiliki oleh sistem komunikasi ini. Kelebihan serat optik dibandingkan dengan kabel logam : 1. Rugi-rugi transmisi rendah dan bandwidth lebar. Dengan demikian data

yang dapat dikirim akan lebih banyak dan jarak tempuh yang lebih jauh. Keuntungan ini akan mengurangi jumlah dan volume kabel dan repeater


6

yang dibutuhkan, sehingga dapat disimpulkan bahwa penggunaan serat optik akan mengurangi peralatan dan komponen yang pada akhirnya mengurangi biaya dan kompleksitas sistem.

2. Ukuran kecil dan ringan sehingga dapat digunakan di pesawat udara, satelit, dan kapal laut.

3. Tahan terhadap interferensi, terutama terhadap EMI (Electro Magnetic Interference) dan juga bebas EMP (Electro Magnetic Pulse) yang biasa terdapat dalam aplikasi militer.

4. Serat Optik merupakan isolator listrik, sehingga tidak ada kekhawatiran adanya ground loop, percikan api, dan crosstalk.

5. Tingkat keamanan yang baik, karena tidak dapat dicatu sembarangan dan juga anti sadap.

6. Bahan baku (SiO2) yang melimpah.

Evolusi 4 Generasi Sistem Komunikasi Serat Optik; menunjukkan perkembangan teknologi serat optik (lihat gambar 4)

Gambar 4 Generasi Sistem Komunikasi Serat Optik Bit rate-distance product BL, di mana B adalah bit rate transmisi dan L adalah spasi repeater, adalah ukuran kapasitas transmisi link serat optic. Generasi pertama beroperasi di 850 nm dengan serat multimode dan bit rate 45 s.d. 140 Mbps dengan spasi repeater 10 km. Berikutnya penggunaan serat Single Mode memungkinkan bit rate 155 Mbps, 622 Mbps, hingga 2,5 Gbps dengan spasi repeater 40 km. Sistem 1550nm memberikan kapasitas sampai 10 Gbps dengan spasi repeater hingga 90 km pada 2,5 Gbps. Window Sistem Komunikasi Serat Optik; menunjukkan perkembangan karakteristik redaman serat optik yang semakin rendah dan mencapai optimum pada tiga window sbb : • Window Pertama (800-900 nm) terutama digunakan pada tahun 1970-an • Window Kedua(1300 nm) awal 1980-an • Window Ketiga(1550 nm) akhir dekade 80-an

0.1

1.0

10

100

1000

19761974 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990

800 nm, multimode

1300 nm, singlemode

1550 nm, singlemode direct

detection

1550 nm, singlemode coherent detection

5 Gb/s, 233 km system with 5 optical

amplifiers


7

Gambar 5 Window Siskom Serat Optik

Dengan saluran transmisi serat optik penyedia layanan membangun sebuah standar format sinyal yang disebut Synchronous Optical Network (SONET) di Amerika Utara dan Synchronous Digital Hierarchy (SDH) di beberapa bagian dunia. Standar ini mendefinisikan sebuah struktur frame sinkron untuk mengirimkan trafik digital termultipleks melalui saluran trunk serat optik. Level pertama SONET disebut synchronous transport signal – level 1 (STS-1) dengan laju 51,84 Mbps. Level berikutnya diperoleh dengan sebuah byte-interleaving N frame STS-1 yang kemudian di-scramble dan dikonversi ke sebuah sinyal optical carrier-level N (OC-N). Pada sistem SDH, level pertama dari hirarkinya dalah Synchronous Transport Modul – level 1 (STM-1). Berikut ini adalah tabel lengkap laju transmisi SDH dan SONET.

Tabel 3 Rate Transmisi SDH dan SONET Level SONET Level Elektrik Laju (Mbps) SDH

OC-1 STS-1 51.84 – OC-3 STS-3 155.52 STM-1

OC-12 STS-12 622.08 STM-4 OC-24 STS-24 1244.16 STM-8 OC-48 STS-48 2488.32 STM-16 OC-96 STS-96 4976.64 STM-32

OC-192 STS-192 9953.28 STM-64 Link transmisi serat optik terdiri dari elemen-elemen seperti yang terlihat dalam gambar di bawah ini.

Kurva redaman mengalami perbaikan setelah konsentrasi ion pengotor, ion hydroxyl dan ion metallic, dalam bahan gelas dikurangi


8

Gambar 6 Elemen Utama Sistem Komunikasi Serat Optik

Elemen kunci dari sistem komunikasi optik adalah transmitter optik, kabel optik, dan receiver optik. Komponen tambahan adalah: optical amplifier, konektor, splice, kopler, dan regenerator. Kabel optik adalah salah satu elemen terpenting dalam link serat optik. Sebagai tambahan dalam melindungi serat gelas selama instalasi dan layanan, kabel berisi kawat tembagai untuk memberi daya pada amplifier atau regenerator sinyal. Seperti pada kabel tembaga, kabel serat optik dapat diinstal baik di udara, dalam duct, di bawah laut, atau dikubur langsung dalam tanah. Panjang segmen kabel terpendek, cenderung digunakan dalam duct. Untuk segmen yang lebih panjang digunakan dalam kabel udara, kubur langsung atau aplikasi bawah laut. Setelah kabel diinstal, sumber cahaya yang secara dimensi kompatibel dengan inti serat digunakan untuk memberikan daya optik ke dalam serat. Untuk itu dapat digunakan LED atau LASER. Input sinyal elektrik dapat berupa sinyal analog ataupun sinyal digital. Untuk sistem kecepatan tinggi ( > 1 Gbps), modulasi langsung dapat menyebabkan distorsi sinyal, untuk itu digunakan modulator eksternal. Di dalam serat optik sinyal akan mengalami redaman, dan dispersi. Desain penerima optik lebih kompleks dibandingkan pengirim optik. Figure of merit dari penerima optik adalah daya optik minimum yang dibutuhkan untuk mendapatkan probabilitas error yang cukup untuk sistem digital atau Signal to Noise ratio (SNR) yang cukup besar bagi sistem analog. Gambar (6) hanya menggambarkan link optik secara point-to-point. Sistem komunikasi serat optik yang lebih kompleks adalah jaringan komunikasi serat optik.

Drive Circuit

Sumber Cahaya

Optical RX

Optical Tx

Electronic

Detektor cahaya

prosesor

Sinyal input elektrik

Transmitter

Receiver

Regenerator

Ke perangkat lain

Amplifier

Sinyal Output elektrik

coupler

splice

connector Serat optik

Optical amplifier


9

Gambar 7 Instalasi Kabel Optik Gambar 8 adalah salah satu contoh konfigurasi jaringan optic untuk Wide Area Network (WAN), regional network, dan local network dengan node yang berbeda-beda.

Aerial mounted cable

Directly buried Fiber in the

duct

Undersea optical cable

manhole

regenerator

regenerator

Fiber cable dalam gedung

E3

Remote Switch

E1

STM-1/4 /16

MetroDWDM

Central Office

64K

DCS

STM-64/STM-16 DWDM

Switch

64KE3

Remote Switch E1

E1

STM-1

10/100 Mbps

Access Network

Gambar 8 Contoh Jaringan Serat Optik


10

B. TEORI CAHAYA Secara umum, cahaya bisa dipandang dengan 3 pendekatan, yakni: melihat cahaya sebagai sebuah ray atau geometrical optic, melihat cahaya sebagai sebuah electromagnetic wave, dan melihat cahaya dengan sebuah pendekatan teori kuantum. 1. Cahaya Sebagai Gelombang Elektromagnetik Maxwell menyatakan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik terdiri dari distribusi medan elektrik dan medan magnetik yang bergerak saling tegak lurus. Dalam gambar 9 diilustrasikan bentuk gelombang elektromagnetik yang merambat dalam suatu medium.

Gambar 9 Ilustrasi Perambatan Gelombang Elektromagnetik Gelombang elektromagnetik terdiri dari medan elektrik, E

ρ, dan medan

magnetik, Hρ

. ( ) ( )( ) ( ) y

z

xz

azfteHtzH

azfteEtzEρρ

ρρ

θβπ

βπα

α

−−=

−=−

−

2cos,

2cos,

0

0

Persamaan di atas merupakan gelombang elektromagnetik yang merambat ke arah z positif, merambat dalam medium konduktif.

Beberapa karakteristik gelombang elektromagnetik: a. Gelombang elektromagnetik adalah transversal, artinya medan listrik dan

medan magnetik bergetar tegak lurus terhadap arah perambatan b. Kecepatan fasa gelombang elektromagnetik di dalam vakum (udara)

adalah c = 3 x 108 m/s. c. Gelombang elektromagnetik di udara tidak mengalami redaman

α = 0

x

y

z

e-αz

Eρ

Hρ


11

d. Parameter-parameter gelombang dinyatakan dengan: λ = panjang gelombang (m) α = konstanta redaman (Np/m) β = konstanta propagasi (rad/m) f = frekuensi gelombang (Hz)

e. Gelombang elektromagnetik yang merambat dalam suatu medium konduktif akan mempunyai karakteristik sbb: vf < c λ < λ di udara f tetap α ≠ 0

f. Karakteristik penting dari gelombang elektromagnetik adalah polarisasi, yaitu: pola pergerakan medan elektrik yang diamati dari arah perambatan. Polarisasi gelombang elektromagnetik ada 3 jenis, yakni: polarisasi linier,

polarisasi eliptik, dan polarisasi sirkular.

Gambar 11 Polarisasi Linier

Gambar 10 Ilustrasi Perambatan Gelombang Elektromagnetik Dalam Vakum


12

2. Tinjauan Geometrikal Optik Cahaya Parameter optik sebuah material adalah indeks bias. Di udara kecepatan fasa cahaya adalah 3 x 108 m/s. Kecepatan fasa berkaitan dengan frekuensi dan panjang gelombang, c = f λ. Indeks bias didefinisikan sbb:

phvcn =

Nilai n adalah 1.00 untuk udara, 1.33 untuk air, 1.50 untuk gelas, dan 2.42 untuk berlian.

Gambar 12 Polarisasi Eliptik

Gambar 13 Polarisasi sirkular


13

Dengan melihat cahaya sebagai sinar, maka konsep pantulan dan pembiasan dapat diinterpretasikan dengan mudah. Ketika sebuah sinar memasuki perbatasan dua media yang berbeda, sebagian sinar dipantulkan kembali.

Gambar 14 Ilustrasi Cahaya Yang Melewati 2 Medium Yang Berbeda Prinsip pantulan dan pembiasan dijelaskan oleh Snell dalam hukumnya.

ti nn θθ sinsin 21 = Hukum pantulan Snell,

1) sudut datang sama dengan sudut pantul, ri θθ = 2) sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada bidang yang

sama, yang tegak lurus terhadap permukaan batas, yang disebut sebagai plane of incidence.

Hukum pembiasan Snell: 1) Cahaya merambat dari medium 1 (n1) ke medium 2 (n2) dengan n2 > n1,

maka cahaya akan dibiaskan mendekati garis normal

Gambar 15 Cahaya Yang Dibiaskan Mendekati Garis Normal

2) Cahaya merambat dari medium 2 (n1) ke medium 1 (n1) dengan n2 > n1,

maka cahaya akan dibiaskan menjauhi garis normal

n1

n2

θi θr

θt

θi = θr

Cahaya terus

Cahaya pantul Cahaya datang Garis normal

n1

n2


14

Gambar 16 Cahaya Yang Dibiaskan Menjauhi Garis Normal

Total Internal Reflection (TIR)

Gambar 17 Ilustrasi Terjadinya Pantulan Sempurna Besarnya sudut kritis diturunkan dari hukum Snell adalah:

1

2sinnn

c =φ

Sebagai tambahan, jika cahaya terpantul secara total, fasa akan berubah δ terjadi pada gelombang pantul. Perubahan fasa ini bergantung pada sudut φ1 < π/2 - θc

1

122

1

122

sin1cos

2tan

sin1cos

2tan

φφδ

φφδ

−=

−=

nn

nn

p

N

n2

n1

1

2

3 4

Kondisi ini sudut datang disebut sudut kritis

Bila sudut datang > sudut kritis terjadi TIR

Cahaya datang dari medium dengan indeks bias yang

lebih tinggi

Sudut datang semakin besar, cahaya yang terus makin

menjauhi normal

Sudut pantul = 90o

Berikut ini proses terjadinya TIR (Total Internal

Reflection)

θ1

φ1

θi φ1θI > θc θi = θc

φ1


15

Di sini, δN dan δP adalah perubahan fasa componen medan elektrik normal dan paralel terhadap plane of incidence. n = n1/n2.

3. Tinjauan Teori Kuantum Cahaya Teori gelombang untuk cahaya cukup untuk menjelaskan semua fenomena yang melibatkan transmisi cahaya. Akan tetapi, dalam menjelaskan hubungan cahaya dan materi, seperti dispersi, emisi dan absorpsi cahaya, teori gelombang dan teori partikel tidak cukup. Teori kuantum mengindikasikan bahwa radiasi optik mempunyai karakteristik partikel sebagaimana karakteristik gelombang. Energi cahaya selalu mengeluarkan atau menyerap foton atau quanta. Energi foton bergantung pada frekuensi f. Hubungan energi dan frekuensi adalah sbb:

hfE = di mana h adalah konstanta Planck, besarnya = 6.625 x 10-34 J.s. Ketika cahaya jatuh pada sebuah atom, sebuah foton dapat mentransfer energinya ke sebuah electrón dalam atom tsb, sehingga membuatnya meloncat ke level energi yang lebih tinggi. Dalam proses ini sebagian atau seluruh energi foton diberikan pada elektron. Energi yang diserap electrón harus sama besar dengan energi yang dibutuhkan elektron untuk melompat ke level energi yang lebih tinggi. Sebalikya elektron yang telah tereksitasi dapat turun ke level energi yang lebih rendah dengan mengeluarkan energi yang sama dengan energi yang digunakan untuk eksitasi. C. SERAT OPTIK 1. Gambaran Umum Serat Optik Serat optik adalah suatu bumbung gelombang yang berisi dielektrik dengan indeks bias tertentu yang digunakan untuk merambatkan energi elektro magnetik pada frekuensi antara 300 – 600 Tera Hertz (frekuensi optik). Serat optik terdiri dari core (inti) dan cladding (selubung inti).

Gambar 18 Struktur Serat Optik

core

cladding

coat

Dari gelas atau plastik

Dari plastik & diberi warna, bisa > 1 lapisan


16

Fungsi inti adalah sebagai penyalur gelombang cahaya, dan cladding berfungsi untuk memperkecil rugi-rugi permukaan serta mengarahkan gelombang cahaya tersebut. Beberapa tipe Serat optik adalah sbb :

1. Serat optik singlemode step-index.

Gambar 19 Karakteristik Serat Optik Singlemode Step Index 2. Serat optik multimode step-index.

Gambar 20 Karakteristik Serat Optik Multimode Step Index 3. Serat optik multimode graded-index.

Gambar 21 Karakteristik Serat Optik Multimode Graded Index

Cladding

Core 8-12µm

n1 n2

Profil Indeks bias

Cladding Core 50-200µm

n1

125-400µm

n2 Profil Indeks

Cladding

Core 50-100µm

n1

125-140µm

n2

Profil Indeks bias


17

• Numerical Aperture (NA)

Gambar 22 Ilustrasi Numerical Aperture Dalam inti :

Pada saat φ = φc cahaya sejajar sumbu serat optik, dan pada saat φ > φc terjadi pantulan. Sehingga sin φc = n2/n1. Perhatikan segitiga ABC : θI = 90 - φ → sin θI = sin (90 - φ) → sin θI = cos φ. Dengan demikian pada saat φ = φc

1

22

21cos

nnn

c

−=φ

Dihubungkan dengan sudut masuk luar n0 sin θ0 = n1 sin θ1 → sin θ0 = (n1 / n2) cos φ pada saat θ0 maksimum, sudut φ adalah sudut kritis (φc) sehingga :

−= −

0

22

211

0 sinn

nnmaksθ

dan NA adalah sin (θ0 maks) atau bila n0 adalah nudara maka n0 = 1 dan NA menjadi : sin θ0 = √(n1

2 – n22).

Numerical Aperture pada serat optik Graded Index berbeda karena indeks bias inti serat optik GI merupakan fungsi jari-jari, n1 = n(r).

NA(r) = √(n(r)2 – n22),

untuk 0 ≤ r ≤ a

( )

21

22

21

1

2

21

nnn

arnrn

−=∆

∆−=

α

di mana : r adalah jarak radial dari sumbu serat, a adalah jari-jari inti dan α adalah konstanta profil indeks bias. Bila cahaya melintasi sumbu inti (r = 0) maka NA(0) = √(n(0)2 – n2

2) = √(n12 –

n22) atau NA(0) = n1 √(2∆).

NA lokal : NA(r) = NA(0) √(1 – (r/a)α)

θ0 φ

n2

n1

θ1

n2

n1 θc


2. Material Serat Optik Dalam memilih material untuk serat optik, kriteria yang harus dipenuhi ada beberapa, diantaranya : 1. Memungkinkan untuk membuat serat yang panjang, tipis, dan fleksibel. 2. Material harus transparan pada panjang gelombang optik tertentu untuk

membimbing cahaya secara efisien. 3. Secara fisik material harus mempunyai perbedaan indeks bias antara inti-

selubung. Material yang cocok dengan kriteria di atas adalah plastik dan gelas.

Serat optik ada tiga jenis bila dikelompokkan berdasarkan materi pembentuknya : • Inti dan selubung terbuat dari gelas. Bahan dasar serat gelas adalah silika (SiO2) dengan indeks bias = 1,458 pada panjang gelombang 850 nm. Indeks bias dapat dimodifikasi dengan menambahkan dopant pada silika berupa : GeO2 , P2O5 dll. Keunggulan serat gelas terletak pada absorbsi-nya yang sangat rendah.

Gambar 22. Pengaruh Berbagai Jenis Dopant Pada Indeks Bias

18

Akan tetapi kelemahannya terutama pada fabrikasinya. • Inti terbuat dari gelas, dan Selubung terbuat dari plastik. Bahan untuk inti adalah quartz, sedangkan bahan untuk selubung adalah: (1) resin silikon, dengan indeks bias = 1,405 pada panjang gelombang = 850 nm. (2) bahan teflon FEP pun dapat digunakan dengan indeks bias = 1,338. Kegunaan serat optik jenis ini adalah untuk jarak yang agak pendek (~ 100 m) karena ia lebih murah dan atenuasinya masih dalam batas toleransi untuk jarak agak pendek. Diameter inti 150 –600 µm. Perbedaan inti-selubung lebih besar dari jenis pertama. • Inti dan selubung terbuat dari plastik Kegunaan serat optik jenis ini adalah untuk jarak yang pendek maksimal 100 m. NA-nya dapat mencapai 0,6. Sudut penerimaan sampai 700. Diameter inti : 110 – 1400 µm. Contoh : (1) Inti polysterene (n1 = 1,6) dan selubung methyl methacrylate (n2 = 1,49). NA

= 0,6. (2) Inti polymethyl methacrylate (n1 = 1,49) dan selubung copolymer (n2 = 1,4).

NA=0,5. Fabrikasi serat optik mempunyai dua teknik dasar, yaitu :

a. Vapor phase oxidation processes; merupakan proses pelapisan (deposisi) pada preform (batang silinder dengan distribusi indeks bias yang sama dengan serat optik yang akan dibuat). Preform selanjutnya dipanaskan dan ditarik menjadi serat optik.


19

b. Direct-melt methods; yaitu metoda yang mengikuti cara-cara membuat gelas secara tradisional yaitu serat optik dibuat dari keadaan meleleh komponen-komponen yang sudah gelas silikat yang telah dimurnikan.

3. Karakteristik Transmisi Serat Optik

3.1. Redaman/Atenuasi Dalam desain sistem komunikasi serat optik, redaman mempunyai peranan yang sangat penting. Redaman menentukan jarak transmisi maksimum antara transmitter dan receiver, juga akan menentukan banyaknya repeater dan margin daya yang dibutuhkan dalam sebuah link. Redaman (α) sinyal atau rugi-rugi serat didefinisikan sebagai perbandingan antara daya output optik (Pout) terhadap daya input optik (Pin) sepanjang serat L. Redaman dalam serat optik untuk berbagai panjang gelombang tidak selalu sama karena redaman ini merupakan fungsi panjang gelombang (α(λ)).

mdB

PP

L out

in

= log10α

Mekanisme redaman dalam serat optik ada tiga, yaitu : • Absorpsi/penyerapan

Redaman ini disebabkan oleh 3 mekanisme : a. Absorpsi oleh kerusakan atomik dalam komposisi gelas. Kerusakan ini

merupakan ketidaksempurnaan struktur atomik bahan serat, misalnya molekul yang hilang, kerusakan oksigen dalam struktur gelas. Biasanya redaman absorpsi jenis ini cukup kecil bila dibandingkan dengan jenis lain tetapi akan sangat berarti apabila tercemari oleh adanya ledakan nuklir.

b. Extrinsic absorption oleh atom pengotoran dalam bahan gelas. Hal ini disebabkan oleh adanya pencampuran silika dengan bahan doping dan uap oksihidrogen selama pembuatan serat. Berikut kurva redaman terhadap panjang gelombang serat silika diproses UBAD dengan OH yang sangat rendah.

c. Intrinsic absorption oleh atom unsur pokok bahan serat. Hal ini berhubungan dengan bahan serat (misalnya SiO2 murni) dan faktor-faktor prinsip yang menentukan transparency window bahan pada daerah spektrum tertentu. Absorpsi terjadi pada saat foton berinteraksi dengan elektron di pita valensi dan mendorong ke level energi yang lebih tinggi.

• Scattering/hamburan Redaman ini timbul dari variasi

mikroskopik dalam densitas bahan, dari fluktuasi komposisional dan dari ketidakhomogenan struktur dari kerusakan

Gambar 23 Redaman Sebagai Fungsi Panjang Gelombang


20

yang terjadi selama manufaktur.

( ) Np 138 22

4

3

TfBscat Tkn βλπα −=

di mana : βT = Kompresibilitas isotermal bahan dan Tf adalah temperatur fiktif yaitu temperatur pada saat membeku setelah ditarik. Pendekatan rumus di atas adalah sbb :

Np 38 28

4

3

TfBscat Tkpn βλπα =

dengan p adalah koefisien fotoelastik. • Bending/pembengkokan Redaman akibat pembengkokan ada dua jenis, yaitu : macrobending dan microbending. Macrobending adalah pembengkokan serat optik dengan radius yang panjang bila dibandingkan dengan radius serat optik. Redaman ini dapat diketahui dengan menganalisis distribusi modal pada serat optik. Pada saat serat optik melengkung, medan pada sisi yang jauh harus bergerak lebih cepat untuk mengimbangi kecepatan medan di inti. Pada saat kritis dengan jarak xc dari pusat serat, medan harus bergerak lebih cepat. Karena tidak bisa, maka energi teradiasi. Banyaknya modal efektif yang masih dapat terbimbing adalah Meff sbb :

( ) ∆+

=

+

∆+−=

∞

∞

21

32

2

2

232

221

kanM

kRnRaMM eff

αα

αα

di mana M∞ adalah jumlah total mode yang ada pada serat optik yang tidak melengkung. k = 2π/λ, R adalah radius pembengkokan, α adalah profil graded index, ∆ adalah perbedaan indeks bias inti-selubung, dan a adalah radius serat optik. Microbending adalah pembengkokan-pembengkokan kecil pada serat optik akibat ketidakseragaman dalam pembentukan serat atau akibat adanya tekanan yang tidak seragam pada saat pengkabelan. Salah satu cara untuk menguranginya adalah dengan menggunakan jacket yang tahan terhadap tekanan.

Gambar 24 Proses Hilangnya Sebagai Daya Cahaya Akibat Bengkokan


21

Gambar 25 Rugi-Rugi Yang Terjadi Pada Serat Optik

Gambar 26 Karakteristik Serat Optik Gelas Untuk Berbagai Macam Panjang Gelombang

3.2. Dispersi Ada tiga macam dispersi pada serat, yang disebabkan oleh tiga mekanisme yang berbeda, yaitu :

3.2.1. Dispersi Antar Mode (intermodal dispersion) Cahaya dari sumber masuk ke dalam serat optik multimode dirambatkan dalam beberapa mode. Setiap mode menempuh alur yang berbeda-beda, ada yang merambat sejajar sumbu inti dan ada pula yang merambat zigzag. Dengan

Coupling loss with emitting element

Fresnel reflection

Absorbtion lossScattering due to structure disuniformity

Micro bending loss

Radiation loss due to bends

Rayleigh scattering

Pressure from the side (Lateral pressure)

Splicing loss

Fresnel reflection

Coupling loss with receiving element

Dayakirim

Daya tr

Rugi-rugi Optik

0.1

0.5

1

5

50

100

0.8 1.0 1.2 1.4 1.6

(0.94 um)

(1.24 um)

(1.38 um)

1977

1978Absorbtion due to OH ion

19791984 Infrared absorption

Rayleigh scattering loss

Ultraviolet absorption loss

�1st window�

�3rd window��2nd

window�

Light wavelength (um)

Opt

ical

loss

(dB

/Km

)

Karakteristik Redaman Optik Mewakili Serat Optik SilikaKarakteristik Redaman Optik Mewakili Serat Optik Silika


22

demikian Jarak yang ditempuh oleh tiap mode akan berbeda-beda. Jarak terpendek adalah yang sejajar dengan sumbu inti. Karena kecepatan tiap mode sama, maka tiap mode akan mempunyai waktu tempuh yang berbeda.

Gambar 27 Perambatan Gelombang Pada Multi mode Zt = z/sin φ ; Z adalah panjang serat. Jika φ = φmaks = 90o adalah mode terendah, dan φ = φmin = φc adalah mode tertinggi. Maka Zt maks = z/sin φc = z n1/n2 sedangkan Zt min = z/sin 90o = z.

∆Z = Zt maks – Zt min = Z(n1/n2 – 1) atau

∆−∆=∆

1ZZ

Jadi selisih maksimum keterlambatan waktu antara mode terendah dan tertinggi adalah :

∆−∆=∆=∆

11

cZn

vZtp

Khusus untuk Graded Index :

cZntGI 8

21 ∆

=∆

Dispersi intermodal disebut juga pelebaran pulsa. Dispersi intermodal bergantung pada panjang gelombang, efeknya pada distorsi sinyal meningkat sebanding dengan lebar spektrum dari sumber optik.

Gambar 28 Pengaruh dispersi pada sinyal

3.2.2. Dispersi bahan/kromatis (material/chromatic dispersion) Dispersi material terjadi karena indeks bias bervariasi sebagai fungsi panjang gelombang optik.

Bit rate rendah

Bit rate tinggi

Tiap pulsa masih dapat dibedakan

Dianggap satu pulsathreshold

Range spektrum sempit

Range spektrum lebar

Dispersi spektrum kecil

Panjang gelombang berbeda tiba pada waktu

berbedaLebar input

Dispersi Intermodal

Dispersi Material

φ2

φ1

M2

M1 Vg1 Vg2


Dispersi yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan sbb :

Ld

ndcZt dB32

2

0 λλ

λ

−=∆ ;

atau dengan menghitung koefisien dispersi (ps/nm.km) sbb :

Lt

dnd

cZD

dBm

32

2

0 λλλ ∆=−=

Berikut ini adalah tokromatis.

Disp

ersio

n (p

s/nm

km)

Wavelength (nm)1100110011001100

20202020

0000

−20−20−20−20

10101010

−10−10−10−10

1200120012001200 1300130013001300 1400140014001400 1500150015001500 1600160016001600

material dispersiongiven waveguide

dispersion unshiftedwaveguidedispersion unshifted

wave

guid

e disp

ersio

n co

ntro

llabl

e

waveguidedispersion shifted

Gamb

Gambar 29 Karakteristik Dispersi Serat Single Mode

23

leransi maksimum penerima optik terhadap adanya dispersi

Disp

ersio

n (p

s nm

km)

Wavelength λ λ λ λ (nm)1100110011001100

20202020

0000

−20−20−20−20

10101010

−10−10−10−10

1200120012001200 1300130013001300 1400140014001400 1500150015001500 1600160016001600

non-zero dispersion

dispersion unshifteddispersion unshifted

non-zero dispersion

dispersion shifteddispersion shifted

ar 30 Karakteristik Dispersi Berbagai Jenis Serat Optik Singlemode


24

3.2.3. Dispersi bumbung gelombang (waveguide dispersion) Dispersi ini terjadi akibat dari karakteristik perambatan mode sebagai fungsi perbandingan antara jari-jari inti serat dan panjang gelombang.

( )

( )2

210

ln14V

VD

DnncLt

w

w

−=

∆−=∆ λλ

Dw adalah koefisien dispersi (tanpa dimensi).

3.2.4. Dispersi Mode Polarisasi Penyebab utamanya adalah ketidaksimetrisan bentuk serat optik akibat adanya tekanan saat pengkabelan, ataupun saat instalasi. Dispersi ini pun akan meningkat dengan bertambahnya usia kabel optik.

fast axisfast axisfast axis

z, tslow axis

∆τ∆τ∆τ∆τ

t∆τ∆τ∆τ∆τ

T0 T

Gambar 31 Pengaruh Dispersi Pada Bit Rate Transmisi


25

Dispersi total (akibat berbagai sebab di atas) adalah :

222ntermoda wgbahanlitotal tttt ∆+∆+∆=∆

Pada serat optik mode tunggal yang masih tersisa adalah dispersi material dan dispersi pemandu gelombang. Dispersi intermodal tidak terdapat di serat optik single mode karena mode yang berjalan hanya satu mode yaitu yang sejajar dengan sumbu inti. Modifikasi serat optik single mode untuk mengatur dispersi adalah sbb : • Serat optik Single mode 1300 nm optimized; dalam serat optik ini dispersi

material dibuat = 0, dan dispersi pemandu gelombang dibuat sekecil-kecilnya. • Matched-selubung; mempunyai indeks bias uniform pada selubung. MFD

: 9,5µm dan pebedaan indeks bias inti-selubung = 0.37 %. • Depressed-selubung; bagian selubung yang terdekat dengan inti

mempunyai indeks yang lebih rendah daripada bagian selubung terluar. MFD 9µm.

• Serat optik Single mode Dispersion-shifted; panjang gelombang = 1550 nm menghasilkan atenuasi minimum namun dispersi material tidak sama dengan 0. Prinsip dispersion-shifted adalah membuat dispersi pemandu gelombang dibuat sama tapi berlawanan tanda dengan dispersi material.

• Serat optik Single mode Dispersion-flattened; dalam modifikasi ini harga minimum dispersi diusahakan merata pada panjang gelombang antara 1300 nm sampai 1550 nm.

Karakteristik dispersi ini menentukan batas kapasitas informasi serat optik. Sebuah ukuran kapasitas informasi dari sebuah bumbung gelombang optik biasanya dinyatakan sebagai bandwidth distance product (perkalian antara jarak dan lebar pita) dalam MHz.km. Untuk step index bandwidth distance product-nya 20 MHz.km. Sedangkan serat optik graded index dapat mencapai 2,5 GHz.km.

D. KABEL OPTIK Berbeda dengan kabel metalik, kabel serat optik ukurannya kecil, + 3 cm, dan lebih ringan sehingga instalasi kabel serat optik dapat dilakukan melalui beberapa span secara sekaligus. Panjang kabel serat optik dalam satu haspel biasanya mencapai 2 s/d 4 km.

fast axisfast axisfast axis

z, tslow axis

∆τ∆τ∆τ∆τ

t

∆τ∆τ∆τ∆τ∆τ∆τ∆τ∆τ

Gambar 32 Dispersi Mode Polarisasi


26

Konstruksi kabel optik sangat dipengaruhi oleh peruntukkannya : a. Kabel duct b. Kabel tanah c. Kabel atas tanah d. Kabel rumah

Duct Cable Direct Buried Cable

Aerial Cable

Indoor Cable

Submarine Cable

Outer Sheath

Corrugated Steel

Inner Sheath

Strength Member

Buffered Fiber

Polyaramid

Outer Jacket

Steel Messengger

Outer Sheath

Slotted Core

Optical Fiber

Optical Fiber

Slotted Core

Steel Wire

Copper Sheath

Outer Sheath

Gambar 33 Konstruksi Kabel Fiber Optik Untuk Bermacam Aplikasi

Pada saat ini, untuk mengatasi keterbatasan kapasitas kabel tembaga, maka pembangunan junction menggunakan kabel serat optik jenis single mode. Ada dua jenis kabel optik, yaitu loose tube dan slotted: Pipa Longgar (Loose Tube). Serat optik ditempatkan di dalam pipa longgar (loose tube) yang terbuat dari bahan PBTP (Polybutylene Terepthalete) dan berisi jelly. Saat ini sebuah kabel optik maksimum mempunyai kapasitas 8 loose tube, di mana setiap loose tube berisi 12 serat optik. Penampang kabel jenis Loose Tube di Gambar (34).


27

Central Strength Member

Buffer Tube

Optical Fiber

Polyaramid

Alluminium Tape

Outer Sheath

Central Tube

Optical Fiber

Strength Member

Steel Tape

Outer Sheath

Central Strength Member

Sloted Core

Optical Fiber

Polyaramid

Alluminium Tape

Outer Sheath

Central Loose Tube

Sloted Core

S-Z Stranded Loose Tube

Gambar 34 Kabel Fiber Optik Loose Tube, Sloted Core, Dan Central Tube

1. Fungsi Dan Bagian-Bagian Kabel Optik Jenis Loose Tube : a. Loose tube, berbentuk tabung longgar yang terbuat dari bahan PBTP

(Polybuty leneterepthalete) yang berisi thixotropic gel dan serat optik ditempatkan didalamnya. Konstruksi loose tube yang berbentuk longgar tersebut mempunyai tujuan agar serat optik dapat bebas bergerak, tidak langsung mengalami tekanan atau gesekan yang dapat merusak serat pada saat instalasi kabel optik. Thixotropic gel adalah bahan semacam jelly yang berfungsi melindungi serat dari pengaruh mekanis dan juga untuk menahan air. Sebuah loose tube dapat bersisi 2 sampai dengan 12 serat optik. Sebuah kabel optik dapat bersisi 6 sampai dengan 8 loose tube.

b. HDPE Sheath atau High Density Polyethylene Sheath yaitu bahan sejenis polyethylene keras yang digunakan sebagai kulit kabel optik berfungsi sebagai bantalan untuk melindungi serat optik dari pengaruh mekanis pada saat instalasi.

c. Alumunium tape atau lapisan alumunium ditempatkan diantara kulit kabel dan water blocking berfungsi sebagai konduktivitas elektris dan melindungi kabel dari pengaruh mekanis.

d. Flooding gel adalah bahan campuran petroleum, synthetic dan silicon yang mempunyai sifat anti air. Flooding gel merupakan bahan pengisi yang digunakan pada kabel optik agar kabel menjadi padat.

e. PE Sheath adalah bahan polyethylene yang menutupi bagian central strength member.

f. Central strength member adalah bagian penguat yang terletak ditengah-tengah kabel optik. f Central Strength Member dapat merupakan: pilinan kawat baja, atau Solid Steel Core atau Glass Reinforced Plastic.


28

Central Strength member mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi yang diperlukan pada saat instalasi.

g. Peripheral Strain Elements terbuat dari bahan polyramid yang merupakan elemen pelengkap optik yang diperlukan untuk menambah kekuatan kabel optik. Polyramid mempunyai kekuatan tarik tinggi.

2. Alur (Slot) Serat optik ditempatkan pada alur (slot) di dalam silinder yang terbuat dari bahan PE (Polyethyiene). Pada saat ini di Jepang telah dibuat kabel jenis slot dengan kapasitas 1.000 serat dan 3.000 serat. Contoh diameter dan berat kabel optik jenis slot produk Jepang dan Penampang kabel optik jenis Slot terdapat di tabel x dan Gambar (35).

Gambar 35 Penampang Kabel Jenis Slot

Tabel 4 Diameter dan Berat Kabel Optik Slot (Di Jepang) Tipe Kabel Diameter (mm) Berat

400-fiber cable 600-fiber cable 800-fiber cable

1.000-fiber cable

24 (25) 24 (25) 30 (31) 30 (31)

0.57 (0.65) 0.57 (0.65) 0.85 (1.02) 0.85 (1.02)

2.1. Fungsi dan Bagian-Bagian Kabel Optik Jenis Slot : a. Kulit kabel, terbuat dari bahan sejenis polyethylene keras, berfungsi

sebagai bantalan untuk melindungi serat optik dari pengaruh mekanis saat instalasi.

b. Aluran (slot) terbuat dari bahan polyethylene berfungsi untuk menempatkan sejumlah serat. Untuk kabel optik jenis slot dengan kapasitas 1000 serat, diperlukan 13 aluran (slot) dan 1 slot berisi 10 fiber ribbons. 1 fiber ribon berisi 8 serat.


29

c. Central strength member adalah bagianpenguat yang terletak ditengah-tengah kabel optik. Central strength member terbuat dari pilinan kawat baja yang mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi yang diperlukan pada saat instalasi.

3. Spefisikasi Kabel Optik Karakteristik Mekanis :

1. Fibre Bending (tekukan Serat) Tekukan serat yang berlebihan (terlalu kecil) dapat mengakibatkan bertambahnya optical loss.

2. Cable Bending (tekukan Kabel) Tekukan kabel pada saat instalasi harus di jaga agar tidak terlalu kecil, karena hal ini dapat memerusak serat sehingga menambah optical loss.

3. Tensile Strength Tensile strength yang berlebihan dapat merusakkan kabel atau serat.

4. Crush Crush atau tekanan yang berlebihan dapat mengakibatkan serat retak / patah, sehingga dapat menaikkan optical loss

5. Impact Impact adalah beban dengan berat tertentu yang dijatuhkan dan mengenai kabel optik. Berat beban yang berlebihan dapat mengakibatkan serat retak / patah, sehingga dapat menaikkan optical loss.

6. Cable Torsion Torsi yang diberikan kepada kabel dapat merusak selubung kabel dan serat

4. Kode warna Untuk memudahkan instalasi, coating masing-masing serat diberi warna. Demikian pula dengan selongsong kabel baik pada jenis loose tube maupun pada slotted cable. Kode warna tertera pada gambar (36).

Gambar 36 Kode Warna Serat

KodeKode warnawarna seratserat

11 22 33 44 55 66BiruBiru OranyeOranye HijauHijau CoklatCoklat AbuAbu--abuabu PutihPutih

77 88 99 1010 1111 1212MerahMerah Hitam Hitam KuningKuning UnguUngu PinkPink TurquoiseTurquoise


30

Tabel 5 Tipikal Karakteristik Kabel Serat Optik

Tabel 6 Contoh Karateristik Serat Single Mode

E. KOMPONEN SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK

1. Sumber Optik Ada dua jenis sumber optik yang sering digunakan, yakni LED (Light Emitting Diode) dan LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Beberapa karakteristik yang harus dipenuhi oleh sumber optik adalah sbb : • Ukuran dan konfigurasi kompatibel dengan cahaya yang dimasukkan ke

dalam serat. • Mempunyai akurasi yang tinggi dalam mengkonversi sinyal listrik masukan

untuk mengurangi distorsi dan derau. • Cahaya yang dihasilkan berada pada panjang gelombang di mana serat

mempunyai redaman dan dispersi rendah, dan di mana detektornya dapat bekerja secara efisien.

• Kemudahan dalam memodulasi sinyal. • Cahaya yang dihasilkan harus dapat di-couple ke dalam serat dengan

efisien agar menghasilkan daya optik yang cukup. • Menghasilkan cahaya dengan lebar pita frekuensi yang cukup sempit untuk

meminimumkan dispersi. • Cukup stabil terhadap pengaruh luar. • Mempunyai keandalan tinggi dan harga yang cukup murah agar dapat

menandingi teknik transmisi konvensional. Bahan sumber optik mempunyai kriteria antara lain merupakan formasi p-n junction, efisien dalam transisi radioaktif dan panjang gelombang yang

Number Characteristic Value1 Maximum Attenuation at 1310 nm 0.4 dB/Km2 Maximum Attenuation at 1550 nm 0.3 dB/Km*3 Maximum chromatic dispersion at 1310 nm 3.5 ps/ (nm.km)4 Maximum chromatic dispersion at 1550 nm 20 ps/ (nm.km)5 Min. Bending radius at full tensile strength 20 x cable OD6 Maximum cut-off wavelength at 1310 nm (λ cc) 1270 nm

7 Zero Dispersion Wavelength (λ 0) 1300 - 1324 nm8 Slope at Zero Dispersion Wavelength (S0) ≤ 0.093 ps/ (nm² km)

Number Characteristic Value1 Fibre type Single mode2 Mode Field diameter

(1550 nm)7.0 - 8.3 ± 0.5 µm

3 Mode field concentricity error Not exceed 1 µm4 Cladding diameter 125 ± 2 µm5 Cladding non circularity < 2%


31

dihasilkan digunakan sepenuhnya. Bahan yang cocok dengan kriteria ini adalah golongan III dan golongan IV dalam sistem periodik. Sebelum memasuki pembahasan mengenai LED dan LASER, peninjauan mengenai semikonduktor perlu dilakukan.

1.1. Pita Energi Dalam benda padat, atom-atom berada dalam jarak yang berdekatan. Dengan demikian, karena elektron merupakan bagian dari atom, maka elektron pun berada dalam kondisi yang berdekatan. Prinsip Pauli menyatakan bahwa dua elektron tidak boleh mempunyai keadaan yang identik. Atom dalam pendekatan modern digambarkan dengan pita-pita energi yang diskrit.

Untuk menentukan sifat elektrik bahan, apakah suatu benda termasuk isolator atau konduktor yang baik, ditentukan oleh 2 pita energi teratas yaitu : pita konduksi dan pita valensi. Selisih antara pita konduksi dan pita valensi adalah Egap (band_gap energy).

Egap = h f = h c/λ = 6,625 . 10-34 . 3 . 108 / 1,6 . 10-19 λ = 1,24/λ eV (λ dalam µm)

Energi thermal rata-rata elektron : kT ~ 1/40 eV Contoh bahan-bahan sumber optik

Tabel 7 Bahan-Bahan Sumber Optik Bahan Singkatan Bandgap energi

(eV) Aluminium phosphide AlP 3,0 Aluminium arsenide AlAs 2,3

3 Atom yang sangat berdekatan

Zat Padat

Energi gap

Pita energi

Egap ~ 4 eV Egap ~ 1 eV

Pita konduksi

Pita Valensi

Logam Isolator Semikonduktor

Elektron Hole

Gambar 37 Pita- Pita Energi Diskrit Suatu Atom

Gambar 38 Karakteristik Energi Berbagai Tipe Bahan


32

Gallium phospide GaP 2,25 Gallium arsenide GaAs 1,34 Aluminium antimonide AlSb 1,52 Indium phospide InP 1,27 Silicon Si 1,1 Germanium Ge 0,72 Gallium Antimonide GaSb 0,7

Semikonduktor, merupakan bahan yang mempunyai karakteristik khusus sehingga ia sangat baik digunakan sebagai sumber optik. Ada dua tipe semikonduktor, yaitu : semikonduktor intrinsik dan semikonduktor ekstrinsik. Semikonduktor intrinsik merupakan semikonduktor tanpa pengotoran (impurities), sehingga konsentrasi elektron (n) = konsentrasi hole (p) = nI. Untuk silikon pada temperatur kamar, nI ~ 1,6 x 1016 m-3 (bandingkan dengan logam yang mempunyai 1028 m-3 elektron bebas). Semikonduktor ekstrinsik merupakan semikonduktor yang telah ditambah impurities, sehingga hubungan hole dan elektron memenuhi persamaan sbb : np = ni

2. Ada dua tipe : (1) Tipe n : pembawa muatan mayoritas elektron. Contoh : silikon (valensi 4)

yang diberi atom fosfor (valensi 5). (2) Tipe p : pembawa muatan mayoritas hole. Contoh : silikon yang diberi boron

(valensi 3)

1.2. LED Bagian utama dari LED adalah p-n junction yang disebut sebagai daerah aktif. LED memerlukan bias maju agar dapat beroperasi. Proses emisi cahaya pada LED adalah sbb : bila p-n junction mendapatkan bias maju maka elektron dan hole diinjeksikan ke daerah p dan n. Masing-masingnya sebagai pembawa minoritas akan dapat bergabung kembali (rekombinasi) dengan melepaskan : energi radiasi berupa foton memberikan cahaya keluaran dan energi non radiasi berupa foton didisipasikan sebagai panas. Hasil cahaya keluaran inkoheren dengan : spektrum lebar dan emisi tidak terarah. Jenis LED yang digunakan : a. Surface Emitter (dioda burrus) LED

Karakteristiknya : tipe high radiance, radiasi keluaran dengan sudut pancar 180o, bersifat lambertian source, memerlukan bias maju, emisi cahaya melalui permukaan, daerah aktif berbentuk lingkaran dengan diameter 50

Pita Valensi

Pita konduksi Ec

Ed ED

Ec = energi terendah pada pita konduksi Ed = tingkat energi donor ED = Ec – Ed = energi untuk mengeksitasi elektron.

Pita konduksi

Pita Valensi

Ea

Ev

EA

Ev = energi tertinggi pada pita valensi Ea = tingkat energi akseptor EA = Ea – Ev = energi untuk membebaskan hole.


33

µm, kemasan pigtail dengan serat optik langsung pada daerah aktif sepanjang 30 cm.

b. Edged Emitter LED. Karakteristiknya : radiasi keluaran lebih terarah, daerah aktif berbentuk pipih segi empat (stripe), spektrum pancaran berbentuk ellips, emisi cahaya ke arah samping atau ujung, memerlukan bias maju, lebar spektrum keluaran sudut paralel : 120o dan sudut yang tegak lurus = 25o – 35o. Panjang gelombang emisi puncak ditentukan oleh bahan yang digunakan dengan dopan yang ditambahkannya. Dengan mengatur komposisi bahan dapat merubah harga Eg.

Tabel 8 Energi Gap Berbagai Bahan LED

Bahan LED Panjang gelombang (µm)

Energi band gap (Eg)

GaAs 0,9 1,4 AlGaAs 0,8-0,9 1,4-1,55 InGaAs 1,0-1,3 0,95-1,24

InGaAsP 0,9-1,7 0,73-1,35 Terlihat bahwa menambah Al akan menurunkan panjang gelombang. Sedangkan menambah In dan P akan memperbesar panjang gelombang. Karakteristik penting LED adalah : (1) kurva daya optik keluaran terhadap arus pacu (2) kecepatan respon atau rise time, dan (3) BWlistrik = 0,35 GHz/tr ns. Biasanya harga rise time LED = 5 s.d. 250 ns.

1.3. LASER Laser merupakan sumber optik yang koheren. Bahan dasarnya berupa gas, cairan, kristal dan semikonduktor. Pengoperasian laser harus menggunakan arus bias yang besar di atas arus threshold. Proses pembentukan laser : 1. Absorpsi foton; proses perpindahan elektron dari energi valensi ke energi

konduksi. 2. Emisi Spontan; proses di mana elektron dalam keadaan tereksitasi di energi

konduksi kembali ke energi dasar dengan melepas foton. 3. Emisi terangsang (stimulated); proses saat keadaan inversi populasi

elektron tereksitasi yang mendapat rangsangan (pacu) akan serentak melepaskan foton dalam jumlah banyak.

Panjang gelombang emisi keluaran :

qnL2=λ

λ adalah panjang gelombang cahaya keluaran, n adalah indeks bias daerah aktif, L adalah panjang rongga resonansi optik dan q adalah jumlah mode yang berosilasi. Jarak antar komponen cahaya keluaran :

( )nL2

2λλ =∆


34

Komunikasi jarak jauh memerlukan laser monomode (single mode). Perkembangan lases monomode adalah sbb : - DFB : Distributed Feedback Laser - DBR : Distributed Bragg Reflector Laser - DR : Distributed Reflector Laser - SEL : Surface Emitting Laser. Keluaran Laser bersifat : mendekati monokromatik (hanya mempunyai 1 panjang gelombang), koheren (panjang gelombang berada dalam 1 fasa), dan sangat terarah (diagram arahnya sangat konvergen). Karakteristik dioda laser adalah sbb : • daya optik keluarannya besar. • ada penguatan optik. • harus bekerja di atas arus threshold. • memiliki rongga resonan optik (Fabry Perrot Resonator). • Disipasi panas besar, sehingga diperlukan stabilitasi temperatur. • Arus threshold dipengaruhi temperatur.

1.4. Perbandingan LED dan LASER: Tabel 9 Perbandingan LED dan Laser

Karakteristik LED LASER DIODE Spektrum keluaran Tidak koheren Koheren

Daya Optik keluaran Lebih rendah (0,4-4,0 mW)

Lebih tinggi (1,5-8,0 mW)

Kestabilan operasi terhadap temperatur

Lebih stabil Kurang stabil

Penguatan cahaya Tidak ada Ada Arah pancaran cahaya Kurang terarah Sangat terarah

Arus pacu Kecil Besar Rongga resonansi opti Tidak ada Ada

Disipasi panas Kecil Besar Harga Lebih murah Lebih mahal

Kemudahan penggunaan Lebih mudah Lebih sulit NA Lebih tinggi Lebih rendah

Kecepatan (rise time) Lebih lambat (2 – 10 ns) Lebih cepat (0,3 – 0,7 ns)

Lifetime Lebih lama Cukup lama Kompatibilitas dengan SMF Tidak Ya

Panjang gelombang 800-850, 1300 nm 800-850, 1300, 1500 nm Lebar pita (nm) 30-60 (λ = 800-850 nm)

50-150 (λ=1300) 1-2 (λ = 800-850 nm)

2-5 (λ = 1300 nm) 2-10 (λ = 1500 nm)

Daya ke serat 0,03 – 0,15 mW 0,4 – 3,0 mW Frekuensi modulasi 0,08 - 0,3 Ghz 2 – 3 GHz

Kepekaan - elektrostatik


35

Optical source

Cos180θ

Cos θ

50o

50o

0o

Optical source

Cos180θ

Cos θ

50o

50o

0o

2. Power Launching Dan Coupling Power launching adalah memasukkan daya dari sumber optik ke dalam serat optik. • Serat Step Index

PLED,step = Ps (NA)2 rs ≤ a PLED,step = (a/rs)2 Ps (NA)2 rs > a

di mana Ps = π2 rs2 B0

; rs adalah jari-jari daerah aktif (cm); B0 adalah daya optik yang diradiasikan normal terhadap permukaannya (radiating surface – dalam W/cm2.sr); NA adalah numerical aperture serat optik dan a

adalah jari-jari inti serat.

• Serat Graded Index

+−∆=

α

α ar

nPP ssGILED 2

212 21, rs ≤ a

+−∆=

α

απ

ar

nBaP sGILED 2

212 210

22, rs > a

Rumus-rumus tersebut dipergunakan apabila terjadi kopling sempurna (n = n1). Bila indeks bias medium yang memisahkan antara sumber dan serat berbeda (n ≠ n1) maka akan terjadi pemantulan sebagian. Daya yang terkopel ke serat akan dikurangi oleh faktor koefisien refleksi Fresnell (R).

2

1

1

+−

=nnnnR

Pcoupled = (1-R) Pemitted

Lensa dapat dipergunakan sebagai alat bantu dalam me-launching daya dari sumber ke serat sbb :

Penggunaan lensa bola kecil

Ujung serat dibulatkan

Ujung serat diruncingkan

inti

inti

inti

selubung

selubung

selubung

LED

Daerah aktif


36

Untuk lensa bola kecil :

rnn

sn

sn −=+ '

''

di mana n adalah indeks bias bahan, n’ adalah indeks bias sekitar, dan r adalah

jari-jari permukaan.

3. Penyambungan Serat Optik Teknik penyambungan serat optik dengan serat optik ada 2, yaitu : penyambungan permanen yang disebut splice dan penyambungan tak permanen dengan menggunakan connector.

3.1. Rugi-Rugi Penyambungan Antara Serat Optik

3.1.1. Ketidaktepatan mekanik • Pemisahan longitudinal Untuk serat optik step-index, daya cahaya terbagi merata pada penampang melintang berkas yang keluar

Gambar 41 Pemisahan Longitudinal

Rugi sambungan dalam dB : 2

maxtanlog10

+

−=ϕsa

aLs

xx

Gambar 39 Berbagai Teknik Untuk Meningkatkan Efisiensi Kopling Daya Optik

Gambar 40 Penggunaan Lensa Bola Kecil


• Pergeseran lateral

Untuk serat step index 2

122 ddd

37

d

a

d

a

241

2arccos

−−=aaa

cahayadayaFraksiππ

Rugi-rugi dalam sambungan adalah : Ls = -10 log (Fraksi daya cahaya)

Gambar 42 Model Pergeseran Lateral

• Pembentukan sudut Untuk serat optik step index, rugi sambungan :

GGambar 43 Pembentukan Sudut

3.1.2. Perbedaan Karakteristik Serat Optik Jika dimisalkan E adalah serat pengirim dan R adalah serat penerima, maka :

• Perbedaan jari-jari inti (aE ≠ aR, NAE = NAR dan αE = αR)

( )

≥

<

−

=

ER

ERE

R

s

aa

aaaa

aL

0

log102

• Perbedaan Numerical Aperture (aE = aR, NAE ≠ NAR dan αE = αR)

( )( )( ) ( ) ( )

( ) ( )

≥

<

−

=

00 0

00 00log10

2

ER

ERE

R

s

NANA

NANANANA

NAL

γ


38

Gambar 44 Perbedaan Numerical Aperture

• Perbedaan profil indeks bias (aE = aR, NAE = NAR dan αE ≠ αR)

( )( )( )

≥

<

++

−=

E

ERE

ER

sLαα

αααααα

α

R

R

0

22

log10

jika αR < αE, jumlah mode yang diteruskan R kurang dari yang ada pada E jika αR > αE, semua mode dari E dapat ditampung R.

3.2. Teknik-Teknik Splicing (Penyambungan)

3.2.1. Peleburan (fusion splice).

Transmittingcone

Receivingcone

Gambar 45 Teknik Fusion Splice


39

Penyambungan sambungan teknik lebur (fusion) bersifat permanen, artinya tidak dapat dibongkar pasang. Redaman yang dihasilkan menghasilkan redaman paling kecil di antara teknik sambung lain.

3.2.2. Mechanical Splice.

1

2

3

4

Teknik Splice dengan Fusion Splicer

Gambar 46 Langkah-Langkah Fusion Splice

Gambar 47 Splice Mekanik

Gambar 48 Penggunaan Tabung Plastik Pada Splice Mekanik


40

Gambar 49 Langkah-Langkah Splice Mekanik Penyambungan menggunakan mechanical splice ini bersifat semi permanen dan besar redaman yang dihasilkan bersifat sedang.

3.3. Konektor Penyambunagn serat optik menggunakan konektor bersifat tidak permanen, artinya dapat dibongkar pasang. Konektor biasanya digunakan untuk kontak dengan terminal perangkat aktif. Syarat-syarat konektor yang baik adalah : a. Kehilangan daya cukup rendah. Konektor yang dibentuk harus menjamin

dari kesalahan penyambungan dan dapat meminimumkan kesalahan secara langsung.

b. Kemampuan pengulangan. Efisiensi kopling tidak berubah jika tidak ada penyesuaian ulang.

c. Dapat diprediksi, artinya konektor memiliki efisiensi yang sama jika beberapa konektor sejenis dikombinasi.

d. Umurnya panjang. Tidak ada penurunan efisiensi dalam waktu yang lama. e. Kuat. Bahan konektor kuat terhadap tekanan. f. Kompatibel dengan lingkungan. Penyambungan dapat dilakukan pada

variasi temperatur, tekanan tinggi, getaran, kelembaban dan kotoran. g. Mudah mendapatkannya. Umum digunakan. h. Mudah menggunakannya. Pemasangan dan penyesuaiannya mudah. i. Ekonomis. Konektor yang presisi adalah mahal. Konektor murah, biasanya

plastik tetapi kualitasnya rendah.

Mechanical Splicing


41

VV−

+

i

RL

n p hf

i

Gambar 50 Berbagai Tipe Konektor Contoh-contoh tipe konektor : straight-sleeve connector, kevlar-braid, tapered-sleeve connector, ST connector, Overlap connector, SMA connector, FC/PC connector, FDDI connector, SC connector, ESCON connector.

3.4. Detektor Detektor berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang datang dan mengubahnya ke besaran listrik. Syarat-syarat yang harus dimiliki oleh sebuah detektor optik adalah sbb : 1. Mempunyai sensitivitas tinggi. 2. Responnya cepat. 3. Derau yang dihasilkan kecil. 4. Tersedia cukup bandwidth untuk menyalurkan data rate yang diinginkan. 5. Tidak sensitif terhadap perubahan suhu. 6. Secara fisik kompatibel dengan dimensi kabel. 7. Mempunyai waktu operasi yang lama. Dari bahan semikonduktor, ada 2 tipe detektor optik : (1) dioda PIN (P intrinsic N), dan (2) dioda APD (Avalanche Photo Diode).

3.4.1. Detektor optik Dioda PIN

Gambar 51 Skema Detektor Optik

SC connector FC & D4 connectorESCON connector

FSD ConnectorsFSMA Connectors ST-Style Connectors


Prinsip kerja dioda PIN : - Mengubah energi optik (foton) yang diterima menjadi arus keluaran

berdasarkan photo voltaic effect. - Memerlukan bias mundur (reverse bias).

Gambar 52

Bila foton yang damemberika energinykonduksi. Proses idisebut photo carrielistrik yang tinggi timdikumpulkan melintamengalir pada sirkui Karakteristik detektoa. Responsitivity (R

hfe

PI

R p η==0

di mana : Ip adalah aefisiensi kuantum, eadalah frekuensi. b. Efisiensi kuantumEfisiensi Kuantum aterhadap foton yang

λη R24,1=

R dalam A/W, da

c. Kecepatan respoDitentukan oleh k

Pita konduksi

42

Mekanisme Deteksi Cahaya Dilihat Dari Energi Elektron

tang ≥ band gap energy bahan semikonduktor, foton a dan membangkitkan elektron dari pita valensi dan pita ni membangkitkan pasangan elektron-hole bebas yang r. Photo carrier ini dihasilkan pada daerah deplesi. Medan bul de daerah deplesi menyebabkan carrier terpisah dan si reverse biased junction. Hal ini menimbulkan arus yang t eksternal. Arus ini disebut photo current (Ip).

r optik dioda pin : ).

rus photo detector, P0 adalah daya optik diterima, η adalah adalah muatan elektron, h adalah konstanta Planck, dan f

(η). dalah perbandingan antara pasangan elektron-hole primer datang pada diode.

n λ adalah panjang gelombang dalam µm.

n (rise time). arakteristik rise time detektor tersebut.

junction

Pita Valensi

Eg

hfEn

ergi

Elek

tron

Hole bebasterbentuk

elektron bebasterbentuk


d. Daya optik minimum (MRP : Minimum Required Power). Merupakan daya minimum diperlukan pada BER (Bit Error Rate) tertentu.

3.4.2. Detektor Optik Dioda APD Prinsip kerja dioda APD : APD bekerja pada reverse bias yang besar pada medan listrik yang tinggi terjda avalanche effect yang menghasilkan impact ionization berantai dan terjadi multiplikasi avalanche sehingga terjadi penguatan atau multiplikasi arus. Cahaya datang pada p+, kemudian diserap oleh bahan π yang bertindak sebagai daerah penumpul untuk carrier cahaya yang dibangkitkan. Pada waktu foton memberikan energinya, pasangan elektron-hole dibangkitkan, yang kemudian dipisahkan oleh medan listrik pada daerah π. Elektron tadi berjalan pada daerah π menuju pn+ junction di mana terjadi medan listrik yang tinggi. Di sini carrier multiplication terjadi. Multiplikasi M photodiode ditentukan :

M = IM/Ip di mana IM adalah nilai rata-rata total arus output yang dimultiplikasi, dan Ip adalah arus photo yang tidak dimultiplikasi. Karakteristik dioda APD : Responsivity = RAPD = RPIN M di mana M adalah faktor multiplikasi APD dan berharga antara 10 – 250. Panjang gelombang operasi : λ = 1,24/Eg(eV) µm.

PANJANG GELOMBANG (um)TIPE PANJANG GELOMBANG (um)TIPE

43

Gambar 53 Operasi Berbagai Tipe Sumber, Serat Dan Detektor Optik

0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

LED GaAsLASER AlGaAs InGaAs

InGaAsP

DISPERSI MINIMUMSI 3 dB/km GLASS < 1 dB/kmGRIN PCS, 10 dB/kmSMF

Plastic, 500 dB/km

PIN SiliconAPD Germanium

InGaAs

SOURCE

DETECTOR

FIBER

0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

LED GaAsLASER AlGaAs InGaAs

InGaAsP

DISPERSI MINIMUMSI 3 dB/km GLASS < 1 dB/kmGRIN PCS, 10 dB/kmSMF

Plastic, 500 dB/km

PIN SiliconAPD Germanium

InGaAs

SOURCE

DETECTOR

FIBER


F. SISTEM TRANSMISI DIGITAL

1. Pendahuluan Dalam pembahasan sebelumnya, dibahas karakteristik-karakteristik fundamental dari masing-masing komponen sistem komunikasi serat optik, mulai dari serat optik sebagai medium transmisi, sumber optik, photodetector dan penerima optik, serta konektor dan sambungan optik. Dalam bab ini akan dibahas bagaimana tiap-tiap bagian ini digabungkan untuk membentuk sebuah link transmisi serat optik.

Arsitektur yang dibentuk, dapat berupa link point to point, jaringan distribusi atau broadcast, dan jaringan LAN (local area network).

Tabel 10 Perbandingan Tipe Transmisi

Point to Point Jaringan Broadcast Jaringan LAN Paling sederhana

Short atau long haul Butuh repeater untuk

long haul Butuh kompensasi dispersi untuk long

haul

Distribusi ke grup pelanggan

ISDN & HDTV Topologi Hub/Bus Redaman sinyal

eksponensial pada topologi Bus

Topologi Bus : ethernet Topologi Ring : FDDI

Topologi Star : dibatasi oleh redaman sinyal

2. Link Point To Point Link transmisi paling sederhana adalah sebuah link point to point yang mempunyai sebuah transmitter di salah satu ujung dan sebuah receiver di ujung yang lain.

Gambar 54 Struktur Link Point to Point

Sumber Informasi

Tx Optik User Rx Optik

Serat optik

44

Gambar 55 Hubungan Jarak dan Bit Rate


45

Tipe link seperti ini mengakomodasi kebutuhan terendah pada teknologi serat optik yang kemudian merupakan dasar dalam menganalisis arsitektur yang lebih kompleks. Syarat kunci yang dibutuhkan oleh sistem yang dibutuhkan dalam menganalisis sebuah link adalah : 1. Jarak transmisi yang mungkin 2. Kecepatan data (data rate) atau Bandwidth kanal 3. Bit Error Rate (BER) Terlihat pada gambar di atas hubungan antara kecepatan bit dengan jarak pada berbagai sistem berbasis serat optik. Untuk memenuhi persyaratan ini desainer harus memilih komponen-komponen dengan karakteristik yang tepat.

Tabel 11 Petunjuk Pemilihan Komponen Link Optik

No Komponen Jenis Karakteristik Single Mode

(SM) 1 Serat Optik

Multi Mode (MM)

Ukuran core Profil indeks bias core

Bandwidth atau Dispersi Redaman

NA atau Mode-field Diameter

LED 2 Sumber optik

LASER

Panjang gelombang emisi Lebar spektral keluaran

Daya keluaran Daerah radiasi efektif

Pola emisi Jumlah mode emisi

pin

4 Detektor optik Avalanched Photo

Diode (APD)

Responsivitas Panjang gelombang operasi

Kecepatan respon Sensitivitas

Dua analisis yang biasa dilakukan untuk meyakinkan bahwa performansi sistem yang diinginkan dapat dicapai adalah : Link Power Budget dan Rise-time Budget. Dalam link power budget ditentukan margin daya antara keluaran transmitter optik dan sensitivitas penerima minimum yang dibutuhkan untuk mendapatkan BER tertentu. Margintersebut dialokasikan pada konektor, splice, dan loss/redaman serat, ditambah dengan margin-margin tambahan akibat degradasi komponen atau pengaruh suhu. Jika komponen-komponen yang dipilih tidak memungkinkan diperoleh jarak transmisi, komponen-komponen tersebut harus diganti atau digunakan repeater. 3. Pertimbangan Sistem Penentuan fotodetektor harus dipilih berdasarkan parameter: # Daya terima optik minimum yang sesuai dengan BER yang diinginkan # kompleksitas Penentuan sumber optik ditentukan oleh parameter : # Dispersi sinyal # Data rate # Jarak transmisi # Biaya


46

Gambar 56 Diagram Alir Desain Link Point To Point Penentuan Serat optik dipilih berdasarkan parameter : # dispersi # mode yang sesuai sumber # redaman

3.1. Link Power Budget

Gambar 57 Link Point To Point dan Parameter-parameternya

Tx(sumber

optik)

Kota A Kota BKonektor (αc)

Splice (αsp)

Serat optik (αf)

Rx (detektor

Optik)

Jarak transmisi (L)

Link Power Budget

Panjanggelombang

Operasi

$ Jarak tidak terlalu jauh,gunakan 800 - 900 nm

$ Jarak jauh, gunakanpanjang gelombang1300 atau 1550 nm

PilihkomponenTx & Rx

yang sesuai

Pilih komponen Tx sepertisumber optik dan rangkaiandrivernya serta pilih Rxdengan amplifier danequalizernya

Menghitung KinerjaBER, Biaya, BW-distance product

Tentukan kinerjaphotodetector dan serat optikkemudian cari sumber optikyang sesuai

terpenuhikinerja ?

Selesai

Y

T


Daya optik yang diterima bergantung pada jumlah cahaya yang dikopel ke dalam serat optik dan redaman yang terjadi selama cahaya berada di serat, konektor dan splices.

(dB) log10in

out

PP

loss =

di mana Pin dan Pout adalah daya optik menembus dalam dan ke luar elemen meredam. Sebagai tambahan pada loss, biasanya ditambahkan margin untuk mengatasi masalah-masalah yang timbul pada link, seperti umur komponen, fluktuasi suhu dan redaman-redaman muncul dari komponen yang akan ditambahkan suatu hari.

sistemmargin 2 ++=−=

LlPPP

fc

RsT

α

di mana PT adalah redaman daya optik total, Ps adalah daya optik yang keluar dari fiber flylead, dan PR adalah sensitivitas penerima, lc adalah redaman konektor, αf adalah redaman serat (dB/km), L adalah jarak transmisi, serta margin sistem diambil harga 6 dB. Dalam persamaan di atas diasumsikan bahwa konektor hanya dipakai di ujung link, tidak di tengah-tengah link.

Contoh perhituDispesifikasikphotodiode silsinyal input pePilih sebuah LµW (-13 dBm)

29 1

=−=

= sT PP

Asumsikan badihubungkan

47

Gambar 58 Contoh Karakteristik Detektor Optik

ngan: an data rate 20 Mbps dan BER 10-9. Untuk penerima dipilih pin ikon yang beroperasi pada 850 nm. Dalam gambar terlihat bahwa nerima yang dibutuhkan adalah –42 dBm (42 dB di bawah 1mW). ED GaAlAs yang mampu mengkopel level daya optik rata-rata 50 ke dalam flylead serat dengan diameter core 50 µm.

( )dB

423 −−− RP

hwa di masa depan terjadi redaman 1 dB ketika flylead serat ke kabel dan 1 dB lagi terjadi redaman konektor pada antarmuka


kabel ke photodetector. Dengan margin sistem 6 dB jarak transmisi untuk kabel dengan konstanta redaman αf dB/km dapat dihitung dari :

( ) dB 6dB 1229 ++= Lfα Jika αf = 3,5 dB/km, maka jarak transmisi adalah 6 km. Representasi grafis sebuah perhitungan redaman link untuk sebuah sistem LED/pin 800nm yang beroperasi 20 Mbps, dapat dilihat pada Gambar 59.

3.Alinju

Atrdi

-10

48

Gambar 59 Link Budget

2. Rise-Time Budget nalisis rise-time budget sangat tepat untuk menentukan batas dispersi sebuah k serat optik, khusus dalam sistem digital. Rise time link total tsys adalah mlah rms rise time dari tiap kontributor tI pada degradasi rise-time pulsa:

21

1

2

= ∑=

N

iisys tt

Gambar 60 Rise Time

da 4 elemen dasar yang membatasi kecepatan sistem adalah rise-time ansmitter tTX, rise time dispersi material (bahan) serat optik tmat, rise time spersi intermodal tmod dan rise-time penerima tRX.

Rise time fall time

Input

Respon divaisTerhadap input

0 V

+5 V

Off

ON

Divais tidakBisa langsung ON, tapi butuh waktu

-20

-30

-40

-50

Daya terkopel-flylead dari LED

Daya terkopel-kabelLoss konektor

loss dialokasikanuntuk kabel dansplice

Loss konektor

margin 6 dB

Sensitivitas penerima pin

loss kabel (dan splice)3,5 dB/km

jarak transmisi yangmungkin di dapat

DLeve

l day

a (d

Bm)


Secara umum, degradasi waktu transisi total sebuah link digital tidak melebihi 70 % dari sebuah perioda bit NRZ (Non-Return to Zero) atau 35 % sebuah perioda bit RZ (Return to Zero).

( ) 2122

mod22

RXmatTXsys ttttt +++= # tTX adalah rise-time transmitter, yaitu bergantung dari sumber cahaya dan

rangkaian drive-nya. # tRX adalah rise-time receiver dihasilkan oleh respon fotodetector dan

bandwidth 3 dB penerima.

ndetik 350

RXRX B

t = ; BRX adalah bandwidth listrik 3 dB penerima (MHz).

! tmat adalah dispersi material. Untuk sumber laser, dispersi ini dapat diabaikan.

! 2222 LDt matmat λσ= ; Dmat adalah faktor dispersi material serat

(ns/nm.km), σλ adalah lebar spektral sumber optik (nm) dan L adalah panjang serat (km).

! tmod adalah rise-time dispersi modal.

!

0mod

440B

Ltq

= ; B0 adalah Bandwidth pada panjang kabel optik 1 km, q

adalah parameter panjang serat yang bernilai antara 0,5 sampai 1.

Contoh perAsumsikan ns. Denganrise-time akbandwidth serat dipilihMHz.km dediperoleh de

==

=syst

Nilai ini masperioda bit Ndan 70%-ny

49

Gambar 61 Link Point To Point Dan Parameter Rise Time

hitungan: bahwa LED beserta rangkaian drive-nya mempunyai rise time 15 lebar spektral 40 nm dan link sepanjang 6 km diperoleh degradasi ibat dispersi material 21 ns. Diasumsikan penerima mempunyai

25 MHz, maka diperoleh degradasi rise-time sebesar 14 ns. Jika mempunyai parameter bandwidth-length-product sebesar 400

ngan q = 0,7; maka dispersi modal adalah 3,9 ns. Sehingga akan gradasi rise-time total adalah :

( )( ) ( ) ( ) ( )[ ]

ns 30149,32115 2

12222

2122

mod22

+++

+++ RXmatTX tttt

ih di bawah nilai maksimum yang diperbolehkan, yaitu : 70% dari RZ. Dalam soal Bit Rate = 20 Mbps, sehingga perioda bit = 50 ns

a adalah 35 ns.

Transmitter Receiver

tTX

tmat tmod

tRX


4. Line Coding Dalam desain link serat optik, penting untuk mempertimbangkan format sinyal optik yang ditransmisikan, karena dalam link data serat optik digital rangkaian keputusan di penerima harus dapat mengekstrak informasi waktu dari sinyal optik yang datang. Tujuan informasi waktu (pewaktuan) adalah agar sampling sinyal tepat, mempertahankan spasi pulsa dan mengindikasikan awal dan akhir tiap interval pewaktuan. Line coding adalah proses pengkodean sinyal yang menggunakan sekelompok aturan dalam simbol sinyal.

Kode biner merkarena merupakdasar line codezero), dan PE (memberikan reddihasilkan dari e

G. JARINGAN L

1. PendahuluGagasan untukpremise pelangdekade. Supayayang harus ditan• Ketersediaan• Produksi kab

pelayanan ya• Kesiapan peSelain itu, suatbandwidth serat

0 0 01 1 1 1 0 0 1 0

50

Gambar 62 Berbagai Jenis Line Coding

upakan salah satu line coding yang paling banyak digunakan an kode yang bermanfaat dalam komunikasi optik. Tiga tipe

biner 2 level adalah NRZ (non-return to zero), RZ (return to phased encoded). Salah satu fungsi sebuah line code adalah undansi pada aliran data untuk meminimalisir kesalahan yang fek interferensi kanal.

OKAL AKSES FIBER (JARLOKAF)

an menggunakan serat optik untuk menghubungkan perangkat gan dengan fasilitas penyedia telah ada selama beberapa konsep ini menjadi kenyataan, terdapat beberapa masalah gani, termasuk di bawah ini: perangkat multiplexing yang murah. el optik dalam jumlah yang cukup sehingga bisa menawarkan ng baik.

nyedia layanan untuk menawarkan layanannya. u pasar harus dikembangkan untuk menggunakan kapasitas optik.

Baseband (NRZ-L)data

Sinyal clock

data Unipolar RZ

biphase ataudata Manchester

transisi


51

Terdapat pendapat umum bahwa serat adalah barang langka. Tetapi, kekurangan serat optik bukanlah masalah utama dalam pasar masa kini. Bahkan serat optik saat ini merupakan sumber daya akses yang siap digunakan terutama di kota-kota besar. Diperkirakan bahwa pada tahun 1999 sekitar 65 juta km serat optik dipasang di Amerika Serikat. Hal ini menunjukkan pangsa pasar yang besar untuk layanan kecepatan tinggi menggunakan serat optik. Infrastruktur serat optik terbukti menjadi bagian penting dari dunia telekomunikasi saat ini. Dorongan untuk interkonektivitas dan pertumbuhan eksponensial dalam lalu lintas data sebagai hasil dari aplikasi bisnis menyebabkan digunakannya jaringan optik karena bisa menghubungkan pengguna akhir dan penyedia layanan dengan jalan raya informasi. Suatu teknologi diperlukan sehingga bisa menambah daya guna jaringan yang ada dan meningkatkan viabilitas aplikasi jaringan yang baru. Kesenjangan bandwidth bisa dijembatani dengan solusi jaringan optik. Platform jaringan optik menyediakan solusi dengan cara membuka hambatan pada bandwidth bottleneck di antara customer premises equipment (CPE) dan central office (CO) atau point of presence (PoP) menggunakan serat optik.

2. Definisi Jaringan akses adalah bagian dari public switched network yang menghubungkan titik akses dengan pelanggan. Lebih sederhana lagi, jaringan akses adalah penghubung akhir dalam suatu jaringan antara customer premise dan titik penghubung pertama ke infrastruktur jaringan, PoP atau CO. Jaringan akses selama ini didominasi oleh kabel tembaga twisted-pair. Jaringan akses selama ini dianggap sebagai bottleneck dalam penyediaan layanan data. Hal ini terutama karena bandwidth yang tersedia telah tertinggal dibandingkan dengan bandwidth pada LAN atau WAN di mana faktor konsentrasi dan skala ekonomi menyebabkan digunakannya serat optik.

Gambar 63 Jaringan Akses

Multiplexer

Sentral/ Switching

Comm. TowerMultiplexer

Sentral/ Switching

Comm. Tower

User User

JARINGANAKSES

JARINGANTRANSMISI JARINGAN

AKSES


52

Gambar 64 Berbagai Teknologi Jaringan Akses Optical Access Network adalah bagian dari jaringan akses yang diimplementasikan menggunakan serat optik. Akses optik menawarkan janji peningkatan bandwidth jaringan akses sampai beberapa Gbps dan bisa bertambah sesuai dengan perkembangan teknologi. Optical Access Network dalam bahasa Indonesia disebut Jaringan Lokal Akses Fiber (JARLOKAF) yang disebut juga Fiber in The Loop (FTTL).

3. Sistem Jarlokaf Sistem JARLOKAF setidaknya memiliki 2 buah perangkat opto elektronik, yaitu satu perangkat opto elektronik di sisi sentral dan satu perangkat opto elektronik di sisi pelanggan. Lokasi perangkat opto elektronik di sisi pelanggan selanjutnya disebut Titik Konversi Optik (TKO). Secara praktis TKO berarti batas terakhir kabel optik ke arah pelanggan yang berfungsi sebagai lokasi konversi sinyal optik ke sinyal elektronik. Terminal pelanggan biasanya dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga. Daerah di mana para pelanggan terhubung ke suatu TKO disebut Daerah Akses Fiber. Pada jaringan lokal tembaga dikenal tiga buah daerah cakupan yaitu daerah cakupan sentral, daerah cakupan Rumah Kabel (RK) dan daerah cakupan Kotak Pembagi (KP), sedangkan Daerah Akses Fiber sebanding dengan daerah cakupan RK atau daerah cakupan KP pada lokasi yang sudah ada jaringan kabel tembaganya.

4. Aplikasi Jarlokaf

4.1. Fiber To The Building (FTTB) TKO terletak di dalam gedung dan biasanya terletak pada ruang telekomunikasi basement. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga indoor. FTTB dapat dianalogikan dengan Daerah Catu Langsung (DCL) pada jaringan akses tembaga

• Berbagai teknologi jaringan akses

Access NetworkDistribution Network

Publicswitch

ConcentrationDistribution point

RBSRadio

base station

Radio

Copper (n pairs)

Coax.

Fiber

Microwave

Satellite

CP /DP

Coax.

Fiber

Copper pair

Subscriber

Fixed

Access NetworkDistribution Network

Publicswitch

ConcentrationDistribution point

RBSRadio

base station

Radio

Copper (n pairs)

Coax.

Fiber

Microwave

Satellite

CP /CP /DPDP

Coax.

Fiber

Copper pair

Subscriber

Fixed


53

Gambar 65 Modus Aplikasi FTTB Berbagai Konfigurasi

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTB (1) FTTB (1)

CTCT RTRTBasement

2fLELE

CTCT RTRTBasementRTRTRTRTBasement

2fLELE

KonfigurasiKonfigurasi (1) DLC(1) DLC

ADMADM PMPM

ADMADM

ADMADM

ADMADM

KonfigurasiKonfigurasi (2) SDH ring(2) SDH ring

2f/4f

2f/4f 2f/4f

2f/4f

LELE

KonfigurasiKonfigurasi (1) DLC(1) DLC

ADMADMADMADM PMPMPMPM

ADMADM

ADMADM

ADMADMADMADM

KonfigurasiKonfigurasi (2) SDH ring(2) SDH ring

2f/4f

2f/4f 2f/4f

2f/4f

LELE

KonfigurasiKonfigurasi (3) PON(3) PON

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTB (2)FTTB (2)

OLTOLT ONUONUPS

2fLE LE

OLTOLTPSPS

ONUONU

ONUONU ONUONU

ONUONU

2f

2f2f

2f2f

4f

2f2f

2f2f

KonfigurasiKonfigurasi (4) (4) PONPON

LE LE



OLTOLT ONUONUPS

2fLE LE



OLTOLT ONUONUPS

2fLE LE


OLTOLT ONUONUPS

2fLE LE

OLTOLTPSPS

ONUONU

ONUONU ONUONU

ONUONU

2f

2f2f

2f2f

4f

2f2f

2f2f

KonfigurasiKonfigurasi (4) (4) PONPON

LE LE



OLTOLTPSPS

ONUONU

ONUONU ONUONU

ONUONU

2f2f

2f2f

4f4f

2f2f

2f2fpath protectionLE LE

KonfigurasiKonfigurasi (6) PON/SDH(6) PON/SDH

ADMADM

ADMADM

ADMADMADMADM OLTOLT PSPS

ONUONU

ONUONU

ONUONU

ONUONU

PSPS

2f2f

2f2f

2f2f

2f2f2/4f

2f2f2/4f

2/4f

2/4f

LE LE



OLTOLTPSPSPSPS

ONUONU

ONUONU ONUONU

ONUONU

2f2f

2f2f

4f4f

2f2f

2f2fpath protectionLE LE

KonfigurasiKonfigurasi (6) PON/SDH(6) PON/SDH

ADMADM

ADMADM

ADMADMADMADM OLTOLT PSPS

ONUONU

ONUONU

ONUONU

ONUONU

PSPS

2f2f

2f2f

2f2f

2f2f2/4f

2f2f2/4f

2/4f

2/4f

LE LE


54

4.2. Fiber To The Zone (FTTZ) TKO terletak di suatu tempat di luar bangunan, baik di dalam kabinet maupun manhole. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga hingga beberapa kilometer. FTTZ dapat dianalogikan sebagai pengganti RK.

I.

Gambar 66 Modus Aplikasi FTTZ

4.3. Fiber To The Curb (FTTC) TKO terletak di suatu tempat di luar bangunan, baik di dalam kabinet, di atas tiang maupun manhole. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga hingga beberapa ratus meter. FTTC dapat dianalogikan sebagai pengganti KP.

Gambar 67 Modus Aplikasi FTTC

4.4. Fiber To The Home (FTTH) TKO terletak di rumah pelanggan. Terminal pelanggan dihubungkan dengan TKO melalui kabel tembaga indoor atau IKR hingga beberapa puluh meter. FTTH dapat dianalogikan sebagai pengganti Terminal Blok (TB).

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTZ FTTZ

CTCTCT RTRTRTterminalterminalpelangganpelanggan

DPDP

2f

KonfigurasiKonfigurasi DLCDLC

LELE

CTCTCT RTRTRTterminalterminalpelangganpelanggan

DPDP

2f

KonfigurasiKonfigurasi DLCDLC

LELE

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTC FTTC

OLTOLTOLT ONUONUONU

PSPS

2f 2f2f terminalterminalpelangganpelanggan

curbcurbLE LE

OLTOLTOLT ONUONUONU

PSPS

2f 2f2f terminalterminalpelangganpelanggan

curbcurbLE LE

ONUONUONU

PSPS

OLTOLT

2f

2f terminalterminalpelangganpelanggan

curbcurb

2f

LELE

ONUONUONU

PSPSPSPS

OLTOLT

2f

2f terminalterminalpelangganpelanggan

curbcurb

2f

LELE


55

Gambar 68 Modus Aplikasi FTTH

5. Konfigurasi Sistem Beberapa konfigurasi dapat digunakan untuk menghubungkan perangkat opto elektronik di sisi sentral dengan perangkat opto elektronik di sisi pelanggan (TKO). Sudut pandang dalam menentukan konfigurasi adalah berdasarkan topologi jaringan yang menghubungkan sentral lokal dengan lokasi pelanggan. Konfigurasi pelanggan yang dapat digunakan dalam sistem JARLOKAF meliputi konfigurasi di bawah ini.

5.1. Konfigurasi Single Star Konfigurasi JARLOKAF single star adalah JARLOKAF yang memiliki 1 buah titik star kabel yaitu pada perangkat opto elektronik di sisi sentral. Keuntungan konfigurasi ini adalah kapasitas bandwith yang tinggi, privacy, dan sederhana. Sedangkan kekurangannya adalah kurang sesuai untuk prlanggan yang distribusinya menyebar. Jenis teknologi JARLOKAF yang dapat menggunakan konfigurasi ini adalah DLC (Digital Loop Carrier).

Gambar 69 Konfigurasi Single Star

5.2. Multiple Star Multiple Star adalah konfigurasi JARLOKAF yang memiliki lebih dari satu buah titik star kabel serat optik. Misalnya pada konfigurasi Double Star dengan teknologi PON, titik star pertama terletak di perangkat opto elektronik di sisi sentral dan titik star kedua di Passive Splitter. Keuntungan konfigurasi ini adalah bahwa kebutuhan kabel optik dari sentral lebih sedikit, dan investasi

RTRT

L E L E

CTnCTn

CT1CT1

FDFFDF

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTH FTTH

OLTOLTOLT ONUONUPSPS

2f 2fLELE


2f

2f

2f

LELE

Modus Modus AplikasiAplikasi FTTH FTTH


2f 2fLELE


2f 2fLELE


2f

2f

2f

LELE


2f

2f

2f

LELE


56

awal lebih murah. Kekurangan konfigurasi ini adalah perangkat tambahan pada titik star kedua baik komponen pasif maupun perangkat opto elektronik, sehingga membatasi privacy dan membutuhkan perawatan tambahan. Jenis teknologi yang menggunakan konfigurasi ini antara lain adalah OAN (Optical Access Network) berdasarkan teknologi PON (Passive Optical Network) ataupun AON (Active Optical Network).

5.3. Triple Star Triple star adalah konfigurasi JARLOKAF yang memiliki 3 titik star. Contoh aplikasi pada teknologi DLC dengan FTTZ, titik star pertama terdapat pada perangkat opto elektronik di sentral, titik star kedua terdapat pada perangkat opto elektronik di RK, titik star ketiga terdapat pada perangkat opto elektronik di DP. Keunggulan konfigurasi ini adalah harga investasi yang lebih murah karena dapat menggunakan jaringan kabel tembaga dan serat optik. Kelemahannya adalah berkurangnya bandwith, privacy, dan bertambahnya O&M perangkat opto elektronik.

5.4. Kombinasi dengan Ring Konfigurasi digunakan untuk meningkatkan keandalan jaringan. Konfigurasi yang digunakan pada JARLOKAF dengan DLC adalah konfigurasi ring SDH. Konfigurasi ring SDH dengan prangkat ADM digunakan sebagai proteksi beberapa point sekaligus. Keunggulan konfigurasi ring SDH di samping meningkatkan kehandalan sistem juga dapat menghemat jumlah serat optik yang aktif.

ONUONU

OLTOLT

CT2CT2

CT1CT1ONUONUONUONURT1RT1 RT2RT2RT2RT2

PS PS

FDFFDFL E L E

Gambar 70 Konfigurasi Multiple Star


57

ADM : Add Drop Multiplexer

Gambar 71 Konfigurasi Ring

6. Teknologi Jarlokaf Teknologi yang dapat diterapkan dalam jaringan lokal akses fiber sampai saat ini antara lain Digital Loop Carrier (DLC), Passive Optical Network (PON), Synchronous Digital Hierarchy (SDH) dan Hybrid Fiber Coax (HFC). Namun yang akan dijelaskan hanya tiga yaitu DLC, PON dan SDH.

LOCALLOCALEXCHANGE EXCHANGE

OLT

CT

CT

Rt1Rt1 Rt2 Rt2

PS

ONU

ONU

FDFFDF


58

Tabel 12 Teknologi Jaringan Akses

No Teknologi Konfigurasi Dasar Tipe Jenis Jasa Keterangan

Digital Loop Carrier (DLC)

• DLC konvensional

IS-A Banyak digunakan di

dunia

1

• Next Generation DLC

Point to Point

IS-A dan IS-B

Relatif baru

Point to Multipoint IS-A dan IS-B

Mulai dioperasikan

secara komersial th 74

2 Passive Optical Network (PON)

Pencabangan sinyal optik pasif

DS Konfigurasi sama, perangkat

berbeda 3 Active Optical

Network (AON) Point to multipoint melalui perangkat

pencabangan aktif

IS-A dan IS-B

Belum banyak digunakan

6.1. Digital Loop Carrier (DLC) Teknologi DLC merupakan hasil teknologi PCM-30 pada sistem jaringan pelanggan. Teknologi ini memiliki dua perangkat utama yaitu di sisi sentral (CT) dan di sisi pelanggan (RT). DLC merupakan perangkat yang memultiplexing

LECT

OLT

OLT

V5.x

V5.x

V5.x

ONU

ONU

ONU

ONU

RT

DLC

PON

AON

PS

ASP

Gambar 72 Berbagai Tipe Jaringan Lokal Akses Fiber


59

sinyal keluaran dari sentral dengan kecepatan 64 kbps menjadi sinyal dengan kecepatan 2 Mbps di sisi pelanggan. Jika dibentuk jaringan lokal tersendiri maka diperlukan dua DLC yang identik yaitu di bagian sisi sentral dan sisi pelanggan. Konfigurasi DLC terdiri dari: a. Pada sisi sentral (Exchange DLC Unit) terdiri dari:

- Perangkat DLC mengandung konverter analog ke digital dan orde pertama multiplexer (PM).

- Multiplexer orde tinggi (HOM) menyediakan antarmuka di sisi sentral yang berfungsi untuk multiplexing sinyal keluaran dari perangkat DLC (2 Mbps) dan mengubah sinyal elektrik menjadi sinyal optik.

b. Pada sisi pelanggan (Remote DLC Unit) terdiri dari: - Perangkat DLC mengandung konverter analog ke digital dan orde

pertama multiplexer (PM). - Multiplexer orde tinggi (HOM) menyediakan antarmuka di sisi pelanggan

yang berfungsi mengubah sinyal optik menjadi sinyal elektrik oleh OLTE dan melakukan demultiplexing ke sinyal 2 Mbps.

Antara RT-DLC ke pelanggan dihubungkan melalui kabel tembaga. Jarak antara CT-DLC ke RT-DLC adalah sampai 30 km untuk daya sedang. Untuk daya rendah 10 km dan untuk daya tinggi 60 km.

Gambar 73 Konfigurasi Umum DLC

Sistem DLC bisa digunakan untuk konfigurasi star karena memiliki hubungan kabel fiber optik dari sisi sentral ke sisi pelanggan sebagai hubungan ke setiap titik. Namun DLC dapat digunakan juga dengan konfigurasi ring, dengan menggunakan transmisi SDH.

CTCT RTRTLELE

KeteranganKeterangan ::

LE = Local ExchangeLE = Local ExchangeCT = Central TerminalCT = Central TerminalRT = Remote TerminalRT = Remote Terminal

CAS, V5.x


60

Gambar 74 Konfigurasi DLC Fungsi bagian Penyusun DLC (mengacu PPJT-KAF ver1.0) adalah sbb:

• Jarlokaf dengan topologi point-to-point (Single star) • Terdiri dari dua perangkat utama:

✷ CT (Central Terminal) di sisi sentral, dan ✷ RT (Remote terminal) di sisi pelanggan

• Fungsi CT adalah : ✷ Interfacing dengan sentral lokal ✷ Multiplexer/Demultiplexer ✷ Crossconnect dan Controller ✷ Interfacing dengan ODN (E/O Converter/OLTE)

• Fungsi RT adalah : ✷ Interfacing dengan ODN (E/O Converter/OLTE) ✷ Multiplexer/Demultiplexer ✷ Interfacing dengan pelanggan

• DLC pada umumnya digunakan untuk pelanggan yang terkonsentrasi atau untuk gedung bertingkat (high rise building)

6.2. Synchronous Digital Hierarchy (SDH) SDH merupakan hierarki pemultiplekan yang berbasis transmisi sinkron disalurkan melalui jaringan transmisi fisik. SDH pada kenyataannya merupakan kumpulan dari STM-n. STM-n (Synchronous Transport Module) terbentuk dari multiplexing sinkron DS-1, DS-2, DS-3, DS-4E, DS-3E, DS-2E dan DS-1E. Indikasi ini menunjukan kelipatan frame dasar dari STM-1. STM berisi informasi payload dan informasi Section Overhead (SOH) dalam struktur frame blok yang berulang setiap 125 µs. Laju bit dalam SDH telah direkomendasikan dalam CCITT G.707, yang paling utama antara lain :

• STM-1 dengan laju bit 155.520 Mbps

MDF 2 Mbps DDF FDF FDF 2 Mbps DDFSDF

Ru Exchange DLC Unit Rw Rw Remote DLC Unit Ru

Optical NetworkNetwork Subscriber

ACCES LINK

SDH Network

optic

HOM HOMChannel Bank Channel Bank

OLTE

MUX

OLTE

MUX

PM

D/A

PM

A/D

VF VF

2M 2M

Ru : Antarmuka sisi jaringan & antarmuka sisi pelanggan SDF : Subcrober Distribution FrameRw : Antarmuka antara HOM & jaringan optik FDF : Fiber Distribution FrameMDF : Main Distribution Frame DDF : Digital Distribution Frame


61

• STM-4 dengan laju bit 622.080 Mbps • STM-16 dengan laju bit 2488.320 Mbps

Struktur multiplexing SDH dapat dilihat dalam gambar (75). Penggunaan teknologi SDH dirancang untuk mampu mengatasi perubahan layanan berbasis pita sempit menjadi layanan pita lebar. Selain itu penggunaannya dapat meningkatkan kehandalan jaringan dan mengurangi kebutuhan kabel serat optik karena biasanya digunakan pada area bisnis serta membutuhkan layanan dengan laju bit yang tinggi. Pada saat ini penggunaan SDH di jaringan lokal hanya direkomendasikan hingga level STM-16.

139.264Mbps

44.763Mbps

34.368Mbps

6.312Mbps

2.048Mbps

1.544Mbps

DS-4E

DS-1

DS-1

DS-3E

DS-2

DS-2E

DS-3 C-3

C-4

C-12

C-2

C-11 VC-11

VC-2

VC-3

VC-12 TU-12

TU-11

TU-2

TU-3

TUG-2

TUG-3

VC-32

VC-4 AU-4 STM-n

AU-3

AU-4

8.448Mbps

(1)

(3)

(7)

(1)

(n)(3)(1)

(3)

(7)

(4)

155.5 X n Mbps

Gambar 75 Struktur akhir multiplexing SDH Frame STM-n merupakan hasil akhir dari prosedur multiplexing sinkronisasi dalam SDH. Struktur frame STM-n meliputi 9 x 270 kolom seperti pada gambar (76) di bawah ini.

125 µ s

Gambar 76 Struktur Frame STM-n Terlihat bahwa ukurannya 9 x 270n byte diulang dengan tiap 125 µ s dalam laju bit menjadi 9 x 270n x 8 x 8000 = 155,52 Mbps dengan n = 1, 4, 16. Frame dasar SDH adalah STM-1, kapasitas yang lebih tinggi merupakan perkalian n kali dari STM-1. Dalam suatu STM-1 terdiri dari 63 saluran 2 Mbps. Sedangkan

RegeneratorOverhead (SOH)

AU Pointer

MultiplexOverhead (SOH)

270 x n byte

261 x n byte

STM - Payload

9 x n byte

3

1

5


62

dalam satu saluran 2 Mbps terdiri dari 30 saluran informasi (64 kbps) dan 2 saluran sinyal.

Peralatan transmisi SDH saat ini telah menggantikan peralatan PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) pada jaringan transmisi, hal ini disebabkan oleh banyaknya keuntungan dari jaringan SDH. Sistem transmisi PDH merupakan sistem yang mentransmisikan sinyal mulai dari tingkat 1 dengan kecepatan bit 2 Mbps (teoritis 2,048 Mbps) sampai tingkat 4 (teoritis 139,264 Mbps) dan sebaliknya melalui proses multiplexing dan demultiplexing yang lengkap (bertingkat). PDH mempunyai tiga standar dunia untuk struktur multiplexing dan transmisi kecepatan bit yang berbeda satu sama lainnya, yaitu standar Eropa, Amerika Utara, dan Jepang. Karena adanya ketidakseragaman dan keterbatasan transmisinya, maka muncul dan berkembanglah sistem transmisi SDH yang mampu mentransmisikan sinyal dari 155 Mbps (teoritis 155,52 Mbps) sampai 2,5 Gbps (teoritis 2488,22 Mbps) tanpa harus melakukan proses multiplexing dan demultiplexing yang lengkap. Mempunyai sistem manajemen terpusat (misalnya untuk satu tingkat STM-n pada konfigurasi ring hanya memerlukan satu sistem manajemen). Penggunaan teknologi SDH di jaringan lokal dengan topologi ring dimaksudkan untuk meningkatkan kehandalan jaringan dan mengurangi kebutuhan kabel fiber optik. Mempunyai sistem proteksi yang lebih handal karena memiliki Self Healing Ring (SHR), bila terjadi gangguan maka dengan byte-byte kontrol yang dimilikinya dapat mengatasi secara otomatis dan cepat. SDH biasanya diterapkan bagi kelompok-kelompok pelanggan dengan permintaan yang tinggi serta membutuhkan jenis pelayanan dengan laju bit cepat. Sistem SDH juga dipersiapkan untuk menghadapi perubahan dari jaringan pita sempit menuju sistem jaringan pita lebar sehingga dapat mendukung teknologi Asynchronous Transfer Mode (ATM).

6.3. Passive Optical Network (PON) PON adalah bentuk khusus dari FTTC atau FTTH yang mengandung perangkat optik pasif dalam jaringan distribusi optik. Perangkat optik pasif yang dipakai adalah konektor, passive splitter dan kabel optik itu sendiri. Dengan passive splitter kabel optik dapat dipecah menjadi beberapa kabel optik lagi, dengan kualitas informasi yang sama tanpa adanya fungsi addressing dan filtering. Dalam PON terdapat tiga komponen utama yaitu Optical Line Terminal (OLT), Optical Distribution Network (ODN) dan Optical Network Unit (ONU). Berikut akan diberikan gambar tentang topologi PON.

Gambar 77 Topologi Passive Optical Network (PON)

Optical Line Terminal (OLT)

Optical NetworkUnit (ONU)

Passive Splitter


63

OLT berfungsi untuk melakukan konversi dari sinyal elektris menjadi sinyal optik dan sebaliknya. Dalam sebuah OLT bisa terdiri atas beberapa ODN. Sedangkan ONU berfungsi untuk mengubah sinyal optik menjadi sinyal elektris dan sebaliknya dari sinyal elektris menjadi sinyal optik. Di dalam perencanaan jaringan dengan PON yang utama adalah skenario penggelaran ONU.

Gambar 78 Konfigurasi Umum PON/AON

Perencanaan PON terkait beberapa parameter antara lain catu daya perangkat, teknik transmisi dan passive splitter yang digunakan. Perbandingan Konfigurasi Umum PON/AON dan DLC

FIBERFIBER

OLTOLT

subscribersubscriber

subscribersubscriberONUONU

ONUONULELE

PS / ASPS / AS

KeteranganKeterangan ::

LE LE = Local Exchange= Local ExchangeOLT OLT = Optical Line Terminal= Optical Line TerminalONUONU = Optical Network Unit= Optical Network UnitPON PON = Passive Optical Network= Passive Optical NetworkAONAON = Active Optical Network= Active Optical NetworkPSPS = Passive Splitter= Passive SplitterASAS = Active Splitter= Active Splitter

CAS, V5.x

1..

30

LEVF VF a/b

E1CBCB

CT/OLT RTMDF IDF DDF

OL

TE

1..30

1..30

1..

30 CBCB1..30

1..30

PRA

1..

14 CBCBBRA

DDF

OL

TE

ONU

PS

Konfigurasi DLC

Konfigurasi PON

DDF

ODF

ODF

ONU

Konfigurasi Umum DLC atau Konfigurasi Umum DLC atau PON/AON tanpa Interface V5.xPON/AON tanpa Interface V5.x


64

Gambar 79 Berbagai Konfigurasi Umum DLC

LEDDFDDF

V5.1

V5.1

V5.1 N

1

2

E1

E1

E1

RT

OL

TE Pack

Ass

/Dea

ssC

ard

Plg IDF

OL

TE

ONU

PS

Konfigurasi DLC

Konfigurasi PON

CT/OLT

BatteryBattery

ODF

ODF

N x 30 PlgPOTS

ONU

(NxE1)

(NxE1)

N x 30 PlgPOTS

Konfigurasi Umum DLC atau Konfigurasi Umum DLC atau PON/AON dengan Interface V5.xPON/AON dengan Interface V5.x

LEDDF

E1

Mul

tiple

xer/

Dem

ultip

lexe

r

Con

cent

rato

r / C

ross

-con

nect

Con

trol

ler

DDF

E1

E1

1

2

3

8

1

2

3

8

Primary

Secondary

None

NoneE1

V5.2

RT

OL

TE

OL

TEPa

cked

Ass

/Dea

ssC

ard

Plg IDF

OL

TE

ONU

PS

Konfigurasi DLC

Konfigurasi PON

CT/OLT

BatteryBattery

ODF

ODF

960 Plg POTS(k =4)

ONU

1440 Plg POTS(k = 6)

Konfigurasi Umum DLC atau Konfigurasi Umum DLC atau PON/AON tanpa Interface V5.2PON/AON tanpa Interface V5.2


65

Gambar 80 Perbandingan Berbagai Jenis Transmisi pada DLC

Fungsi Bagian Penyusun PON (mengacu PPJT-KAF ver1.0) adalah sbb:

❏ OLT (Optical Line Terminal) berfungsi untuk : - Interfacing dengan sentral lokal - Multiplexing/Demultiplexing - Cross-connect & Controller - Interfacing dengan ODN (E/O Converter/OLTE)

❏ ODN ( Optical Distribution Network) berfungsi untuk : - Transport dan distribusi data dari OLT ke ONU

❏ PS (Passive Splitter) berfungsi untuk : Mendistribusikan Daya Optik ke semua cabang

- Ratio: 1 : 2 2 : 2 1 : 4 2 : 4 1 : 8 2 : 8 1 : 16 2 : 16 1 : 32 2 : 32

❏ ONU (Optical Network Unit) berfungsi untuk : - Interfacing dengan ODN (E/O Converter/OLTE) - Multiplexing/Demultiplexing - Interfacing dengan terminal pelanggan

6.4. Persyaratan Teknis Jarlokaf Semua teknologi JARLOKAF menggunakan suatu teknik transmisi. Ada dua cara teknik transmisi yaitu dengan dua serat di mana satu serat untuk sinyal

LE MDF CT/OLT Transmisi RT/ONU

Transport

30

ab wire 1..

ab wire 1..

30

30

ab wire 1..

ab wire 1..

ab wire 1..

ab wire 1..

30

1xE1

30

ab wire1..

ab wire1..30

30

ab wire1..

ab wire1..30

Transport

1

2

3

n

1

n

1 1

2 2

1

2

3

N

1

2

3

N

ab wire12

512 / 720k=4 / k=6

2

3

Channel Bank

V5.1

V5.24xE1

E1 E1

E1

E1

Transport

ab wire

Interface ID 1

Interface ID 2

Interface ID 3

Interface ID n

1xE1

1xE1

1xE1

Interface ID xxx

N = max 16


kirim dan satu serat untuk sinyal terima serta cara kedua menggunakan satu serat untuk sinyal kirim dan satu serat untuk sinyal terima. Teknik transmisi dengan dua serat optik, teknik multiplexing dan akses yang digunakan adalah Time Division Multiplexed (TDM) untuk arah downstream dan Time Division Multiple Access (TDMA) untuk arah upstream. Sedangkan teknik transmisi dengan satu serat optik menggunakan Wavelength Division Multiplexing (WDM). Teknik transmisi yang digunakan oleh PT. Telkom pada sistem JARLOKAF adalah menggunakan dua fiber optik dengan panjang gelombang 1310 nm. Sedangkan fiber optik yang digunakan adalah jenis singlemode. Terdapat beberapa komponen yang dapat memberikan pengaruh terhadap redaman fiber optik secara keseluruhan. Komponen tersebut meliputi fiber optik, konektor, splice dan splitter. Persyaratan redaman masing-masing komponen tersebut adalah sebagai berikut: - fiber optik : 0,4 ± 0,05 dB/km - splice : 0,2 ± 0,15 dB/splice - konektor : 0,5 ± 0,2 dB/konektor - splitter :

Tabel 13 Splitter InteractiveService Distributive Service

Rasio Redaman Rasio Redaman 1:2 2,7 - 4,1 dB 1:2 2,8 - 4,0 dB 1:4 5,9 – 7,8 dB 1:4 5,8 – 7,5 dB 1:8 8,1 – 11,4 dB 1:8 8,8 – 11,0 dB

1:16 10,5 – 14,9 dB 1:16 11,7 – 14,4 dB 1:32 13,1 – 18,6 dB 1:32 14,6 – 18,0 dB

Persyaratan sinyal yang digunakan untuk melayani jasa pada Jarlokaf menggunakan CCS7. Jumlah kabel optik sesuai dengan spesifikasi PT.TELKOM terdiri dari kabel dengan jumlah core sebanyak 6, 12, 16, 18, 24, 36, 48, 60, 72, 84, 96. Pada JARLOKAF dengan sistem DLC antara CT – RT jumlah urat fiber optik yang disediakan sebanyak 4 core dengan perincian 2 core untuk pengirim dan penerima dan 2 core untuk cadangan.

66

Gambar 81 Layanan

Jenis Jasa

Narrowband Broadband

Jenis Jasa

Retrieve Interaktif(IS)

Distributif(DS)

InteraktifSimetris

InteraktifAsimetris

Klasifikasi berdasarkanLebar bandwidth Klasifikasi berdasarkan

Sifat interaksi komunikasi

Documents

dasar-sko