Praktek Perancangan Jaringan Akses Fiber Optik menggunakan Software Optysistem pada Pembelajaran SMK Program Keahlian Teknik Telekomunikasi

Transkripsi

1 Praktek Perancangan Jaringan Akses Fiber Optik menggunakan Software Optysistem pada Pembelajaran SMK Program Keahlian Teknik Telekomunikasi 1. Pengantar Jaringan akses adalah ruas jaringan yang terdapat di antara sentral lokal dan perangkat user (pengguna). Berdasarkan definisi tersebut, kita dapat membayangkan betapa suatu kebutuhan terhadap performansi jaringan telekomunikasi yang dirasakan semakin tinggi. Apalagi, tidak di semua tempat kita bisa mendapatkan akses telekomunikasi dengan baik. Salah satu layanan telekomunikasi yang semakin hari semakin meningkat penggunaannya adalah layanan internet. Misalnya, voice call, video on Demand (video call/video conference) ataupun layanan penggunaan komunikasi data ( , chat, browsing). Kebutuhan layanan tersebut semakin hari semakin meningkat. Adapun menurut data APJII (2016), jenis layanan internet yang paling sering digunakan secara berurutan adalah mobile internet,internet rumah, fasilitas internet kantor, fasilitas internet kampus, warnet, dan internet cafe. Gambar 1.1 Jenis Layanan Internet yang Paling Sering Digunakan (APJII, 2016) APJII (Asosiasi Penyelenggara Jasa Internet Indonesia) di sini menunjukkan data survey yang dirilis pada bulan oktober 2016, 1

2 bahwa pengguna jasa internet terbesar sebanyak 69,9% dari pengguna internet adalah pengguna internet yang menggunakan mobile internet seperti handphone, tablet, PDA dll. Gambar 2 Statistik Pengguna Internet berdasarkan Usia Data survey APJII pada Gambar 2 juga menunjukkan bahwa jika dilihat berdasarkan usia penggunanya, pengguna terbanyak adalah pada usia tahun, pada masing-masing kelompok usia tersebut pengguna internet dapat melebihi 20% dari populasi penduduk pada usia tersebut. Dengan kata lain, statistik pengguna internet terbanyak ini akan bertahan dan meningkat sampai waktu yang cukup lama. Dengan ini, dapat diartikan pula bahwa internet semakin besar kebutuhannya. Jika kebutuhan internet semakin besar, dibutuhkan infrastruktur jaringan yang baik keandalannya pula. Hal lainnya, kita ketahui bahwa perkembangan perangkat dan peralatan jaringan telekomunikasi semakin hari semakin cepat perubahannya. Hal ini menyebabkan pembelajaran perangkat telekomunikasi saat ini perlu didekati dengan perangkat simulasi yang dapat membantu pembelajaran dan pengukuran jaringan secara baik. 2. Masalah a. Latar Belakang Masalah 2

3 Sebagaimana kita ketahui bahwa dalam pembelajaran pendidikan kejuruan di program keahlian teknik jaringan akses telekomunikasi, siswa peserta didik diisyaratkan untuk dapat merancang jaringan akses fiber optik. Di jaringan telekomunikasi yang sesungguhnya, kegiatan tersebut merupakan kegiatan yang menuntut penggunaan perangkat-perangkat besar yang skala jaringan kegunaannya pun besar. Selain itu, resiko keselamatan kerja dengan fiber optik juga memiliki resiko tinggi pula. Oleh karenanya, perlu kiranya dibuatkan suatu kegiatan yang dapat secara efektif memberikan pengalaman eksperimental terhadap kualifikasi kompetensi yang diharapkan. Dalam kegiatan ini, siswa dituntun untuk melakukan instalasi sofware simulasi jaringan optik OPTISYSTEM, kemudian menggunakannya untuk pembelajaran merancang jaringan akses telekomunikasi fiber optik. Alat dan bahan yang digunakan berupa komputer (laptop) dengan spesifikasi cukup untuk melakukan simulasi tersebut. Selain software simulasi jaringan optik tersebut, perlu pula dibuatkan perangkat pembantu untuk pemetaan jaringan. Untuk pemetaan jaringan ini, dapat kita optimalkan aplikasi yang sudah populer kita gunakan, yaitu google earth. Software ini biasanya membantu perjalanan kita untuk menempuh perjalanan dengan lebih baik karena secara akurat dibantu data penginderaan satelit tentang kondisi dataran di Bumi. Dengan menggunakan google earth kita dapat lakukan mapping tag sehingga perancangan jaringan pelanggan dapat dilakukan lebih baik. b. Rumusan Masalah Kita dapat memfokuskan permasalahan pada kegiatan pengamatan ini dalam beberapa pertanyaan berikut. 3

4 1. Bagaimana siswa bekerjasama dalam tim sesuai prosedur kerja instalasi OPTYSYSTEM pada perangkat komputer? 2. Bagaimana mengukur performansi jaringan pada jaringan yang disimulasikan menggunakan OPTYSYSTEM? 3. Bagaimana melakukan pemetaan perancangan jaringan pada jaringan fiber optik dengan menggunakan google maps? c. Tujuan Penulisan Pada akhir kegiatan, siswa akan: 1. Melaksanakan instalasi OPTYSISTEM pada perangkat komputer 2. Mengukur performansi jaringan pada jaringan yang disimulasikan menggunakan OPTYSYSTEM 3. Melakukan pengukuran keekonomian perancangan jaringan akses fiber optik. d. Manfaat Siswa SMK dituntut untuk siap mandiri setelah menyelesaikan studinya di sekolah, pengalaman lapangan merupakan unsur penting pembentukan mentalitas siswa. Demikian halnya, jika para siswa akan memperoleh pengalaman kegiatan pembelajaran yang bervariasi dan senantiasa sejalan dengan perkembangan teknologi telekomunikasi. Siswa akan mengetahui kondisi makro jaringan yang dituangkan melalui simulasi jaringan secara luas. Dengan bekal praktek semacam ini, siswa dapat dengan serta merta menyesuaikan sumber daya aplikasi semacam google earth menjadi aplikasi yang dimanfaatkan dalam perencanaan jaringan pelanggan. Dengan hal itu memberikan dampak psikologis bahwa aplikasi yang dirasakan akrab di gawai (gadget) sehari-hari dapat dimanfaatkan dalam perancangan jaringan pelanggan fiber optik. 4

5 Pemanfaatan komputer sebagai penunjang pembelajaran pun diharapkan dapat membuat siswa memiliki kelebihan lain selain keterampilan dalam hal instalasi perangkat fisik yang biasa dilakukan. Semangat ini pula yang memberikan kepercayaan lebih sebelum siswa tampil bekerja sebagai lulusan kompetensi keahlian teknik jaringan akses telekomunikasi. 3. Pembahasan dan solusi Ketercapaian kemampuan hasil pembelajaran menurut Benyamin Bloom salah satunya dapat diukur dari pengetahuan domain psikomotorik, mencakup kemampuan yang berupa keterampilan fisik (motorik) yang terdiri dari gerakan refleks, keterampilan gerakan dasar, kemampuan perseptual, ketepatan, keterampilan kompleks, serta ekspresif dan interperatif[2]. Oleh karenanya, penelitian ini menggunakan prinsip pembelajaran dengan pendekatan peningkatan kompetensi psikomotorik. Namun demikian, siswa wajib memahami sifat material dan konsep fiber optik sebelum mereka dapat merancangnya sebagai medium perancangan jaringan akses fiber optik berikut ini. a. Konsep Kabel Fiber Optik Komposisi kabel serat optik terdiri dari 3 elemen dasar yaitu : Inti (Core) Selubung (Clading) dan Pembungkus (Coating) Untuk lebih jelasnya lihat gambar 1.1 ini. Core Cladding Coating m Gambar 3. Struktur kabel serat optik 5

6 1. Inti Serat Optik Element pertama dari serat optik adalah konduktor yang disebut sebagai inti. Inti mempunyai diameter antara 5 μm sampai dengan 200 μm (1μm sama dengan m). Diameter inti merupakan hal yang penting, karena menentukan karakteristik serat. Inti serat optik dibuat dari material kristal kelas tinggi yang bebas air. 2. Selubung (Cladding) Selubung dilapiskan pada inti. Selubung ini juga dibuat dari gelas, tetapi indeks biasnya berbeda dengan indeks bias inti. Hubungan antara kedua indeks refraksi tersebut dibuat kritis. Hal ini memungkinkan terjadinya pemantulan total dari berkas cahaya yang merambat berada di bawah sudut kritis sewaktu dilewatkan sepanjang serat optik. 3. Pembungkus (Coating) Sekeliling inti dan selubung dibalut dengan plastik coating yang berfungsi untuk melindungi serat optik dari tekanan luar. Dalam kenyataan ada tiga jenis coating yang digunakan, yaitu : primer, sekunder dan pembungkus pelindung. Serat biasanya terletak bebas didalam selubung sekunder yang berbentuk tabung. b. Jenis Serat Optik Saat ini ada 3 jenis fiber yang umum digunakan yaitu : 1) Step Index Monomode Dewasa ini kebutuhan akan transmisi dengan bandwidth yang lebar semakin meningkat. Sehingga dikembangkan tipe serat optik yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Dapat dilihat bahwa semakin rendah jumlah mode, semakin tinggi bandwidthnya. Idealnya cahaya berpropagasi hanya melalui satu mode saja, yang paralel dengan sumbu serat. Inti mempunyai diameter diantara 2 sampai dengan 10 μm dan selubung telah distandarisasi pada 125 μm. Redaman serat 6

7 Step Index Monomode adalah 2 sampai dengan 5 db/km, dan dengan bandwidth 50 GHz.km. Gambar 4 Monomode Step Index 2) Step Index Multimode Serat optik Step Index Multimode dibuat dari inti (core) yang relative besar, dengan diselimuti clading. Intinya mempunyai diameter antara 50 sampai dengan 200 μm, dimana selubung sangat tipis. Inti dan selubung mempunyai indeks bias yang berbeda. Kabel ini mudah dibuat, sehingga kabel serat optik tipe inilah pertama kali yang ada di pasaran. Serat Multimode Step Index digunakan untuk jarak yang pendek dengan bit rate yang relatif rendah. Kabel ini cocok untuk transmisi medium. Redaman dari serat Multimode Step Index adalah antara 5 sampai dengan 30 db/km, dan bandwidth antara 10 sampai dengan 100 MHz.km. 7

8 Gambar 5 Serat Step Index Mutimode 3) Graded Index Multimode Tipe ketiga dari serat optik adalah serat optik Graded Index Multimode. Kabel ini terdiri dari inti yang mempunyai index bias berkurang sedikit demi sedikit secara step by step mulai dari pusat inti sampai batas antara inti dengan selubung. Inti tersebut terdiri dari lapisan - lapisan gelas, masing - masing lapisan mempunyai index bias yang berbeda. Berkas cahaya yang merambat melalui kabel ini dibelokan sampai propagasinya sejajar dengan sumbu serat. Di tempat titik pantul tersebut propagasi diarahkan ke arah sumbu serat. Serat Multlimode Graded Index mempunyai redaman mulai dari 3 sampai dengan 10 db/km dan bandwidth 1 GHz. Meskipun mempunyai banyak keuntungan, serat Multimode Graded Index sukar pembuatannya dan oleh karena itu harganya menjadi lebih mahal dari pada serat Multimode Step Index. 8

9 Gambar 6 Serat Graded Index Multimode c. Prinsip Konduktivitas Cahaya Di Dalam Kabel Optik Serat optik terdiri dari tiga lapisan yaitu core, cladding, dan coating. Core merupakan inti serat optik dimana cahaya merambat, cladding berfungsi sebagai pemantul cahaya agar cahaya terkumpul dalam core,dan coating merupakan lapisan pelindung. Sumber cahaya ditempatkan sebelum serat optik, yang akan mengirim berkas ke segala arah. Seperti ditunjuk pada gambar 2.1, berkas cahaya 1 dalam kondisi propagasi ideal, karena berkas tersebut merambat sepanjang sumbu serat tanpa mengalami pemantulan atau pembiasan. Coating Cladding 3 L max 2 1 Sumber Cahaya Core Gambar 7 Konduktivitas Cahaya Berkas cahaya 2 dipantulkan secara total, karena sudut datang pada permukaan dari interface lebih besar dari sudut kritis antara cladding dan core. Berkas seperti berkas cahaya 2 akan berpropagasi melalui serat dengan memantul pada bagian atas dan bawah permukaan interface (antara inti dan selubung). 9

10 Sudut datang berkas cahaya 3 lebih kecil dari sudut kritis antara cladding dan core, dan tidak dipantulkan (direfleksikan). Berkas ini akan dibiaskan dan akan menembus melalui permukaan yang dibentuk antara inti dan selubung. Berkas ke 3 akan diserap oleh pembungkus dan tidak akan memberikan kontribusi di dalam kabel. Untuk membawa sebanyak mungkin energi melalui serat, sangat penting membundel berkas cahaya pada sumber cahaya. Sebagian besar berkas cahaya pada sumber cahaya yang dikirimkan akan seperti berkas cahaya 1 atau berkas cahaya 2 dan oleh karena itu sebagian energi akan dikirim ke lokasi lain. Cahaya dapat berpropagasi dengan jalan yang berbeda melalui serat (seperti berkas 1, 2, dan 3). Perbedaan jalan tersebut dinamakan mode serat optik. Ketebalan dari inti menentukan jumlah dari mode serat optik. d. Solusi Pemanfaatan Perangkat Software Optisystem Optisystem merupakan suatu simulator yang berbasis pada pemodelan system komunikasi optik yang bersifat nyata. Optisystem memiliki basis Graphical User Interface (GUI) yang menyeluruh yang terdiri dari layout project, komponen jaringan, model komponen dan tampilan grafik. Library Optisystem terdiri dari komponen aktif dan pasif yang tergantung kepada parameter wavelength. Dalam pensimulasian jaringan fiber optik dari ISP ke enduser melalui OptiSystem, pemodelan akan dilakukan dengan menggunakan software optisystem. Hal ini dilakukan karena optisystem merupakan perangkat lunak yang komprehensif yang memungkinkan kita untuk mendesain, menguji, dan mensimulasikan jaringan optic. Selain itu, Optisystem dilengkapi dengan instrumen virtual sehingga kita bisa melakukan penelitian tanpa terkendala oleh ketersediaan peralatan. 10

11 Gambar 8 Tampilan Awal Simulasi Optisystem Misalnya suatu sistem FTTH dapat kita simulasikan pada software optisystem ini. Ruas jaringan yang ada pada jaringan riil dapat diilustrasikan sebagai komponen yang mewakilinya, seperti pada gambar berikut. Gambar 9 Ruas Jaringan FTTH dalam Optisystem Optical Line Terminal (OLT) atau biasa disebut juga dengan Optical Line Termination adalah perangkat yang berfungsi sebagai 11

12 titik akhir (end-point) dari layanan jaringan optik pasif. Perangkat ini mempunyai dua fungsi utama, antara lain: Melakukan konversi antara sinyal listrik yang digunakan oleh penyedia layanan dan sinyal optik yang digunakan oleh jaringan optik pasif. Mengkoordinasikan multiplexing pada perangkat lain di ujung jaringan, atau biasa disebut dengan Optical Network Terminal (ONT) atau Optical Network Unit (ONU). OLT menyediakan interface antara sistem Passive Optical Network (PON) dengan penyedia layanan (service provider) data, video, maupun voice/telepon. Perangkat OLT meliputi: DCS (Digital Cross-connect), yang melayani nonswitched dan nonlocally switched TDM trafik ke jaringan telepon. Voice Gateway, yang melayani locally switched TDM/voice trafik ke PSTN. IP Routers atau ATM Edge Switch, yang melayani trafik data. Video Network Device, yang melayani trafik video. Optical Network Unit (ONU) Optical Network Unit (ONU) atau Optical Network Terminal (ONT) merupakan perangkat di sisi pelanggan yang menyediakan interface baik data, voice, maupun video. Fungsi utama ONU ini adalah menerima trafik dalam format optik dan mengkonversinya menjadi bentuk yang diinginkan, seperti data, voice, dan video. Berikut ini adalah perlengkapan yang disiapkan di sisi pelanggan, antara lain: Perangkat Optical Network Unit (ONU). Kabel fiber optic, Single Mode. Outlet fiber optic Optical Distribution Network (ODN) Optical Distribution Network (ODN) menyediakan peralatan transmisi optik antara OLT dan ONT. Ada beberapa cara untuk 12

13 menghitung link budget antara satu titik OLT ke titik ONT. Seperti diketahui bahwa link budget antara 2 titik tersebut sebesar 26 db (GEPON) dan 28 db (GPON). Saat data ditransmisikan dengan cahaya, akan ada attenuation (pelemahan) sinyal sehingga jika tidak ada standard minimum receiver sensitivity di sisi transceiver, maka packet loss tidak bisa dihindari. Bisa jadi intermitten (putus sambung) sering terjadi dan sulit dideteksi penyebabnya. Perangkat interior pada ODN terdiri dari : Optical Fiber / Kabel Fiber Optik Splices Konektor Splitter 4. Kesimpulan dan Harapan Penulis a. Pembahasan Metode Penelitian Penelitian ini dilakukan menggunakan metode Research and Development (RnD), dalam hal ini siswa secara berkelompok akan melaksanakan pembuatan sampai ke pengujiannya. Kemudian, dihitung tingkat keekonomiannya sehingga diharapkan akan diperoleh efisiensi perancangan kinerja jaringan. Mulai Perhitungan dimensi jaringan Penentuan kebutuhan splitter (dua grade splitter) Pembuatan simulasi Pengujian dan Pengukuran performansi jaringan Selesai Perhitungan Keekonomian Implementasi pada Google Earth Fase Analisis Manual Gambar 10 Alur Penelitian Fase Simulasi 13

14 b. Tempat Penelitian Penelitian dilakukan di workshop Teknik Jaringan Akses Telekomunikasi, SMK Unggulan Terpadu PGII Bandung. c. Data Hasil Pengamatan (1). Tampilan awal program optysistem Gambar 11 Tampilan awal simulasi jaringan (2). Pemasangan Transmitter dengan power transmit 5 dbm (3).Pemasangan konektor dengan loss 0,5 db 14

15 (4).Penggunaan kabel optik, panjang 2 km (5).Pemasangan konektor dengan loss 0,5 db (6).Pemasangan passive splitter 1 : 4 15

16 (7).Pemasangan konektor dari salah satu saluran splitter 1:4 yang digunakan dengan loss 0,5 db (8).Penggunaan kabel optik, panjang 2 km (9).Pemasangan konektor dengan loss 0,5 db 16

17 (10). Pemasangan splitter 1:8 (11). Pemasangan konektor optik dengan loss 0,5 db (12). Pemasangan kabel optik, khusus ruas terakhir panjang kabel optik yang digunakan ini adalah 1 km dan di ujungnya dipasangi konektor dengan loss 0,5 db 17

18 (13). Pemasangan receiver optik sebagai end user (pengguna) d. Hasil Pengumpulan Data Pengumpulan data didasarkan hasil pengukuran langsung (teknik pengumpulan data primer) Gambar 11. Hasil pengukuran Bit Error Rate dengan Optisystem 18

19 Dari hasil ini, kita dapat simpulkan bahwa Bit Error Rate (BER) yang diperoleh pada jaringan fiber optik sebagaimana ditunjukkan pada simulator optysistem menunjukkan kondisi yang baik. Secara teknologi, BER yang diperoleh pada jaringan fiber optik akan lebih baik dibandingkan jaringan akses telekomunikasi yang menggunakan medium Kabel tembaga ataupun wireless. e. Saran dan Harapan Data yang diperoleh merupakan data primer yang bersifat kuantitatif. Analisis data dilakukan secara statisktik dengan sampel data berdasarkan trafik pada jaringan. Menurut pendapat penulis,terdapat beberapa catatan saran tentang penelitian ini, yakni: Perlu dibuat perancangan jaringan dengan end-user yang lebih banyak, kemudian diukur kembali BER yang dihasilkan. Perlu diteliti jika pengamatan dilakukan dengan variasi jarak/panjang kabel fiber optik yang lebih banyak. 5. Daftar Pustaka dan surat Surat Pernyataan Keaslian Karya Daftar Pustaka Fauzi, Ahmad Analisis Perbandingan Trafik Scheduler LLQ, FIFO, dan CBWFQ Aplikasi Telepon Berbasis IP (VoIP) menggunakan Opnet (Riverbed). Tesis Universitas Mercu Buana Jakarta. Fauzi, Ahmad dkk Comparative Analysis of LLQ Traffic Scheduler to FIFO and CBWFQ on IP Phone-Based Applications (VoIP) Using Opnet (Riverbed). IEEE X- plore ISBN: Mulyana, Asep Modul Dasar Sistem Komunikasi Optik. Universitas Telkom Bandung. Rahmatulloh Modul Perancangan dan Desain FTTH. Universitas Telkom Bandung. 19

20 Tim Peneliti Statistik Pengguna & Perilaku Pengguna Internet Indonesia. Asosiasi Pengusaha Jasa Intenet Indonesia (APJII). 20

21 21