BAB III LANDASAN TEORI

BAB III LANDASAN TEORI 3.1 Pengenalan Kabel Serat Optik Serat optik adalah suatu media transimisi berupa pemandu gelombang cahaya (light wave guide) yang berbentuk kabel tembus pandang (transparant), dimana penampang dari kabel tersebut terdiri dari dua bagian, yaitu: bagian dalam disebut core dan pada bagian luar disebut cladding. Perhatikan gambar dibawah ini untuk lebih jelasnya. Gambar 3.1. Konstruksi Kabel Serat Optik Keterangan : a. Core atau inti serat adalah tempat merambatnya cahaya yang berisi informasi sehingga bagian ini merupakan bagian yang terpenting dari sebuah kabel serat optik. Core biasanya terbuat dari pasir silika berkualitas tinggi dan bebas air. Diameternya hanya sebesar 9 µm sampai dengan 50 µm. Indeks bias core selalu lebih besar dari indeks bias cladding. b. Cladding merupakan pelapis pada core yang terbuat dari bahan yang sama namun memiliki diameter yang lebih besar, yaitu sekitar 50 µm sampai dengan 125 µm. Indeks biasnya lebih kecil dari indeks bias core. c. Coating / buffer berfungsi sebagai pelindung core dan cladding dari tekanan fisik dan bahannya terbuat dari plastik. Coating tidak mempunyai pengaruh apapun terhadap perambatan cahaya. 11

12 Indeks bias bahan core harus lebih besar dari indeks bias bahan cladding. Bahan core tidak harus terbuat dari bahan yang sejenis dengan cladding, jadi serat optik (fiber optic) bisa terbuat dari selembar senar transparan yang berfungsi sebagai core dengan cladding udara, sebuah air sebagai core dan udara sebagai claddingnya, dan lain sebagainya. Serat optik terbuat dari bahan gelas silika (SiO2) dengan penampang berbentuk lingkaran dengan indeks bias tertentu, baik sebagai core maupun cladding. Untuk membedakan antara indeks bias core dan cladding, bahan silica murni tersebut diberi campuran yang kadarnya berbeda untuk core dan cladding. Bentuk pemampang kabel serat optik (fiber optic) yang berbentuk lingkaran diameter standarnya adalah 125 µm (10-6 meter) atau sekitar 1/8 mm. Gambar 3.2. a. Diameter Cladding, Core/Clad Concentricity dan Fiber Curl b. Ukuran Serat Optik (fiber optic) Bentuk pemampang core serat optik ada yang berbentuk ellips dan adapula yang berbentuk lingkaran. Dalam kehidupan sehari hari kita mengenal adanya dua tipe dasar kabel serat optik yang digunakan dalam kebutuhan telekomunikasi, kedua serat optik tersebut dilihat dari ukuran diameter corenya, yaitu mode tunggal (single mode / mono mode) dan mode jamak (multi mode). Kedua kabel serat optik tersebut banyak sekali perbedaanperbedaannya. Dimana kabel serat optik jenis single mode ini sangat atau lebih mahal harganya bila dibandingkan dengan kabel serat optik jenis multi mode, tetapi kabel serat optik jenis single mode ini pengunaannya atau

13 fungsinya lebih efektif dibanding dengan jenis kabel serat optik multi mode. Apabila ditinjau dari distribusi indeks bias core, kabel serat optik dibedakan menjadi dua jenis, yaitu step index dan graded index. 3.2 Pengkodean Warna Pada Kabel Serat Optik Kabel serat optik (fiber optic) memiliki pengkodean berupa warna untuk menentukan urutan penomoran dalam penggunaannya. Hal ini ditujukan untuk menghindari kesalahan penyambungan antar core pada kabel. Perhatikan tabel dibawah untuk mengetahui urutan pengkodean warna pada core kabel serat optik. Tabel 3.1 Pengkodean Warna pada Kabel Serat Optik Susunan core fiber optik 1. Biru 7. Merah 2. Orange 8. Hitam 3. Hijau 9. Kuning 4. Cokelat 10. Ungu 5. Abu-abu 11. Pink 6.Putih 12. Hijau Toska Pengkodean warna ini bukan hanya berlaku bagi core saja tetapi loss tubenya juga. Pada 1 kabel serat optik memiliki kapasitas core yang berbedabeda maka pengkodean warna ini bertujuan untuk memudahkan urutan kabel itu sendiri bila yang dipakai / disambung lebih dari 1 loss tube. Biasanya untuk core pewarnaan diulang setiap 1 s/d 6 (Biru, Orange, Hijau, Coklat, Abu-abu, dan Putih), sedangkan Loss Tube setiap 1 s/d 12 warna. Sebagai contoh sebuah kabel berisi 24 core yang terdiri dari 4 tube (masing-masing tube berisi 6 core), maka urutannya adalah sebagai berikut : a. Core nomor 1 = core warna biru, loss tube warna biru, core berikutnya urut s/d core warna putih.

14 b. Core nomor 7= core warna biru, loss tube warna orange, core berikutnya urut s/d core warna putih. c. Core nomor 13= core warna biru, loss tube warna hijau, core berikutnya urut s/d core warna putih. d. Core nomor 19= core warna biru, loss tube warna coklat, core berikutmya urut s/d core warna putih. 3.3 Prinsip Kerja Kabel Serat Optik Kabel serat optik (fiber optic) merupakan kabel jaringan yang dapat mentransmisi data melalui media cahaya. Kabel serat optik ini jauh lebih mahal dibandingkan dengan jenis kabel lainnya. Namun, kabel serat optik memiliki jangkauan yang lebih jauh dari 200 meter sampai ratusan kilometer. Kabel serat optik juga tahan terhadap interferensi gelombang elektromagnetik dan dapat mengirim data pada kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan jenis kabel lainnya. Kabel serat optik tidak membawa sinyal elektrik listrik, seperti kabel lainnya yang menggunakan kabel tembaga yang relatif rawan terhadap serangan petir. Sebagai gantinya, sinyal dari kabel serat optik yang mewakili bit tersebut diubah ke bentuk cahaya. Gambar dibawah ini merupakan cara kerja dari kabel serat optik. Gambar 3.3 Perambatan Sinyal Cahaya pada Core Serat Optik Menurut cara perambatan sinyal, kabel serat optik dapat dibedakan jenisnya. A. Single Mode Gambar 3.4 Perambatan Cahaya pada Kabel Serat Optik Jenis Single Mode

15 Cahaya pada serat optik dengan jenis single mode merambat lurus, sejajar dengan corenya. Bahan core maupun cladding terbuat dari silica glass. Diameter core jauh lebih kecil dibandingkan dengan diameter cladding. Konstruksi demikian dibuat untuk mengurangi rugi-rugi transmisi akibat adanya fading. Serat optik single mode sangat baik digunakan untuk menyalurkan informasi jarak jauh karena di samping rugi - rugi transmisi yang kecil juga mempunyai band frekuensi yang lebar. Misalnya untuk ukuran 10/125 μm, pada panjang gelombang cahaya 1310 nm, redaman maksimumnya 0,4 0,5 db/km dan lebar band frekuensi minimum untuk 1 km sebesar 10 GHz. B. Multimode Gambar 3.5 Perambatan Cahaya pada Kabel Serat Optik Jenis Multimode Kabel serat optik dengan jenis multi mode ini terbagi lagi menjadi dua jenis berdasarkan indeks bias dan penggunaannya, antara lain : a) Multimode Step Indeks Serat optik jenis step index terbuat dari core yang relatif besar, diameternya sekitar 50 μm sampai dengan 200 μm dengan selubung yang sangat tipis. Penggunaan serat optik step index biasanya untuk pengiriman dalam jarak pendek, misalnya kabel LAN (Local Area Network) dan jarak maksimal yang bisa dicapai adalah 10 Km. b) Multimode Graded Indeks Graded index merupakan jenis serat optik dimana core-nya terdiri dari berlapis - lapis gelas dan tiap lapisan gelasnya memiliki indeks yang berbeda. Diameter umum core-nya adalah 50 μm dan diameter claddingnya 125 μm. Graded Index biasanya digunakan untuk pengiriman data dengan bit rate yang kecil dan dalam jarak menengah, misalnya kabel

16 WAN (Wide Area Network) dan Metro Junction (dalam kota). Jarak yang bisa dicapai berkisar antara 10 Km sampai dengan 20 Km. 3.4 Jaringan Lokal Akses Serat Optik Perkembangan teknologi serat optik saat ini telah dapat menghasilkan pelemahan (attenuation) kurang lebih 20 db/km. Dengan bandwidth yang besar sehingga kemampuan dalam mentransmisikan data menjadi lebih banyak dan lebih cepat dibandingkan dengan penggunaan kabel tembaga. Sehingga serat optik sangat cocok digunakan terutama dalam aplikasi sistem telekomunikasi. Arsitektur jaringan lokal akses serat optik sendiri secara umum memiliki dua buah perangkat aktif elektronik, berupa satu perangkat di sisi sentral dan satu perangkat di sisi pelanggan. Lokasi perangkat yang berada di sisi pelanggan disebut dengan Titik Konversi Optik (TKO), yang merupakan batas terakhir kabel serat optik ke arah pelanggan sebagai lokasi konversi sinyal optik ke sinyal elektronik. Pada dasarnya jaringan lokal akses serat optik hanya berupa suatu akses jaringan saja. Fiber to the X (FTTX) merupakan istilah umum yang sering digunakan untuk beberapa arsitektur jaringan serat optik dalam dunia telekomunikasi. Berdasarkan modus aplikasinya, beberapa arsitektur jaringan lokal akses fiber tersebut dibagi menjadi Fiber to the Building (FTTB), Fiber to the Zone (FTTZ), Fiber to the Curb (FTTC), Fiber to the Home (FTTH). Gambar 3.6 Konfigurasi Jaringan FTTX

17 A. Fiber to the Building (FTTB) Pada FTTB posisi TKO terletak didalam gedung dan biasanya terletak pada ruang telekomunikasi di lantai dasar. FTTB merupakan suatu alternatif modus aplikasi yang disediakan untuk gedung-gedung yang menginginkan koneksike jaringan akses menggunakan serat optik. Pada umumnya FTTB dilaksanakan pada suatu bangunan besar dan tinggi dengan jumlah satuan sambungan telepon (SST) yang cukup banyak. Banyaknya TKO pada gedung tersebut dapat bervariasi tergantung dengan jumlah pelanggan, dan kebutuhan pelanggan yang berada pada gedung tersebut. Setiap terminal pelanggan didalam bangunan tersebut akan terhubung dengan TKO didalam gedung dengan menggunakan kabel tembaga indoor. Gambar 3.7 Arsitektur Jaringan Lokal Akses FTTB B. Fiber to the Zone (FTTZ) Pada FTTZ posisi TKO terletak di suatu tempat diluar bangunan, baik di dalam cabinet maupun manhole. Jika dianalogikan dengan konfigurasi jaringan tembaga, maka keberadaan TKO hanya beberapa kilometer, pelanggan dihubungkan dengan kabel tembaga sekunder dan disambung lagi dengan kabel tembaga sampai ke pelanggan. Pada umumnya, jarak sambungan tembaga pelanggan ke TKO sebesar 3 sampai dengan 5 kilometer. Arsitektur jaringan FTTZ dapat dilihat pada gambar berikut. Gambar 3.8 Arsitektur Jaringan Lokal Akses FTTZ

18 C. Fiber to the Curb (FTTC) Pada FTTC posisi TKO terletak di suatu tempat diluar bangunan, baik didalam cabinet, diatas tiang maupun manhole. Konsep dari FTTC adalah membawa serat optik sampai ke suatu area perumahan. TKO diletakkan pada suatu titik di area tersebut dan setiap terminal pelanggan pada area tersebut terhubung menggunakan kabel tembaga. Arsitekturnya seperti terlihat pada gambar dibawah ini. Gambar 3.9 Arsitektur Jaringan Lokal Akses FTTC D. Fiber to the Home (FTTH) Pada dasarnya modus FTTH memiliki prinsip yang sama dengan arsitektur modus FTTB. Perbedaannya hanya pada letak TKO, yaitu didalam rumah pelanggan yang didalamnya terdapat satu atau lebih satuan sambungan telepon. Arsitektur modus ini tidak jauh berbeda dengan arsitektur FTTB. Arsitektur jaringan ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Gambar 3.10 Arsitektur Jaringan Lokal Akses FTTH

19 Fiber to the Home (FTTH) merupakan suatu format penghantaran isyarat optik dari pusat penyedia layanan (provider) ke kawasan pengguna dengan menggunakan serat optik sebagai medium penghantaran. Perkembangan teknologi ini tidak terlepas dari kemajuan perkembangan teknologi serat optik yang dapat menggantikan penggunaan kabel konvensional. Hal ini juga didorong oleh keinginan untuk mendapatkan layanan multimedia, dimana layanan akan berupa akses internet yang cepat, suara (jaringan telepon) dan video (TV kabel) dalam satu infrastruktur pada unit pelanggan. Fiber to the Home (FTTH) merupakan sepenuhnya jaringan optik dari provider ke pelanggan. Multiplex dari sinyal optik dibawa ke splitter dalam sebuah grup yang hampir mendekati pemakai. Terdapat splitter optik dengan ratio yang berbeda - beda. Secara umum, teknologi FTTH terdiri dari tiga jenis topologi jaringan yaitu jaringan point to point, jaringan serat optik active optical network (AON), dan jaringan serat optik passive optical network (PON). a) Jaringan Point to Point Jaringan ini merupakan rancangan jaringan FTTH yang paling ringkas, dimana isyarat dihantar terus dari Central Office (CO) kepada setiap pelanggan dengan satu serat optik dan laser yang terpisah. Serat optik bentuk tunggal digunakan untuk isyarat bolak-balik dengan satu kabel serat optik sampai pertukaran setempat (local exchange) dan kemudian dipisah untuk masing-masing end user. b) Jaringan Serat Optik Aktif (Active Optical Network ) Jaringan ini merupakan rangkaian point to multi point, penggunaan teknologi ini terbatas karena biayanya sangat tinggi. Peralatanperalatan aktif yang digunakan dalam jaringan ini salah satunya termasuk optical switch yang memerlukan tenaga listrik. c) Jaringan Serat Optik Pasif (Passive Optical Network)

20 Jaringan ini juga merupakan rangkaian point to multi point yang hampir sama dengan AON. Perbedaannya terletak pada titik komponen aktif yang digantikan oleh passive optical splitter. Optical splitter bersifat pasif sehingga tidak melakukan manipulasi sinyal, kabel optik dapat dipecah menjadi beberapa kabel optik lagi dengan kualitas informasi yang sangat baik. Dengan teknologi serat optik beberapa layanan seperti telepon, data dan video bisa melalui satu saluran. Gambar 3.11 Segmentasi jaringan FTTH Secara umum jaringan FTTH dapat dibagi menjadi 4 segmen catuan kabel yaitu 1. Segmen A yaitu segmen kabel feeder 2. Segmen B yaitu kabel distribusi 3. Segmen C yaitu kabel penanggal / drop 4. Segmen D yaitu kabel rumah / gedung 3.5 Link Budget Jaringan FTTH Dalam jaringan FTTH terdapat perhitungan link budget untuk mengetahui kelayakan jaringan FTTH agar dapat dilalui sinyal optik. Link budget digunakan sebagai parameter acuan untuk mengetahui redaman yang timbul dalam implementasi jaringan FTTH.

21 Gambar 3.12 Konfigurasi Jaringan FTTH Tabel 3.2 Parameter link budget FTTH 3.6 Segmen Kabel Feeder Segmen kabel feeder merupakan segmen yang menghubungkan dari OLT (Optical Line Termination) sampai dengan ODC (Optical Distribution Cabinet). Pada Segmen feeder terdiri atas beberapa komponen diantaranya: A. Kabel Feeder Serat Optik Gambar 3.13 Konstruksi Kabel Feeder Serat Optik

22 Kabel serat optik yang digunakan sebagai Kabel feeder harus memiliki kapasitas yang besar. Hal ini dikarenakan kabel feeder merupakan catuan utama dari Central Office (CO) yang akan didistribusikan ke banyak pelanggan. Adapun beberapa kapasitas kabel yang dapat digunakan antara lain : Instalasi Kabel Bawah Tanah a. Kabel duct kapasitas 288core b. Kabel duct kapasitas 144core c. Kabel duct kapasitas 96core d. Kabel duct kapasitas 48core e. Kabel duct kapasitas 24core Instalasi Kabel Udara a. Kabel aerial kapasitas 96core b. Kabel aerial kapasitas 48core c. Kabel aerial kapasitas 24core B. Clossure Gambar 3.14. Clossure Fiber Optic Clossure ini merupakan box tempat untuk menempatkan hasil penyambungan kabel serat optik baik untuk memperpanjang kabel maupun percabangan kabel ke kapasitas kabel yang lebih kecil. Clossure berfungsi untuk menempatkan hasil sambungan pada cassette dan agar sambungan kabel serat optik aman terhindar dari kemasukkan air yang dapat merusak sambungan kabel serat optik.

23 Adapun clossure terdiri dari beberapa jenis kapasitas diantaranya : 1. Clossure kapasitas 288 Core 2. Clossure kapasitas 144 Core 3. Clossure kapasitas 96 Core 4. Clossure kapasitas 48 Core 5. Clossure kapasitas 24 Core C. ODC (Optical Distribution Cabinet) Gambar 3.15 Komponen ODC ODC adalah suatu perangkat pasif yang diinstalasi di luar Central Office yang dapat di tempatkan di luar ruangan (Outdoor) maupun di tempatkan dalam gedung (Indoor). Perangkat ODC ini memiliki beberapa fungsi diantaranya :

24 a. Sebagai titik terminasi ujung kabel feeder dan pangkal kabel distribusi b. Sebagai titik distribusi kabel dari kapasitas besar (feeder) menjadi beberapa kabel yang kapasitasnya lebih kecil lagi (distribusi) untuk fleksibilitas. c. Sebagai tempat passive splitter d. Sebagai tempat penyambungan D. Passive Splitter Gambar 3.16 Passive Splitter 1:4 Passive splitter merupakan optical fiber coupler sederhana yang membagi sinyal optik menjadi beberapa jalur (multiple path) atau sinyalsinyal kombinasi dalam satu jalur. Selain itu splitter juga dapat berfungsi untuk merutekan dan mengkombinasikan berbagai sinyal optik. Alat ini sedikitnya terdiri dari 2 port dan bisa lebih hingga mencapai 32 port. Berdasarkan ITU G.983.1 BPON Standard direkomendasikan agar sinyal dapat dibagi untuk 32 pelanggan, namun rasio meningkat menjadi 64 pelanggan berdasarkan ITU-T G.984 GPON Standard. Hal ini berpengaruh terhadap redaman sistem, seperti pada tabel dibawah ini.

25 Tabel 3.3 Redaman Passive Splitter E. Handhole Handhole adalah penutup lubang jalan yang bisa dimasukan tangan manusia yang berfungsi sebagai tempat sambungan kabel bawah tanah, sebagai tempat sambungan pembagi bawah tanah dan untuk memudahkan pemasangan kabel ke perangkat ODC. Handhole yang digunakan dalam implementasi jaringan FTTH terdiri dari 3 jenis diantaranya : a) Handhole Type I (HH-1) Gambar. 3.17 Konstruksi HH-1 Handhole tipe ini digunakan untuk tempat sambungan kabel feeder kapasitas besar yaitu diatas 144core. Hal ini dimungkinkan untuk slack

26 kabel dan kemungkinan akan adanya sambungan percabangan dikemudian hari. Handhole tipe ini memiliki ukuran panjang = 1700mm x lebar = 1250mm x kedalaman = 1300mm. b) Handhole Type 2 (HH-2) Gambar 3.18 Konstruksi HH-2 Handhole tipe ini digunakan untuk tempat sambungan kabel feeder kapasitas 12 core sampai 144 core. HH-2 dapat dibangun jika berada pada lokasi tepi jalan raya. HH-2 memiliki ukuran panjang = 1200mm x lebar = 600mm x kedalaman = 1300mm. c) Handhole Type 80 (HH-80) Gambar 3.19 Konstruksi HH-80

27 Handhole tipe ini digunakan untuk tempat sambungan kabel feeder kapasitas 12 core sampai 48 core. HH-80 ditempatkan dekat dengan perangkat ODC, bisa di depan maupun samping sesuai kondisi. HH-80 memiliki ukuran panjang = 800mm x lebar = 800mm x kedalaman = 800mm. F. Manhole Gambar 3.20 Manhole Manhole adalah konstruksi bangunan dibawah tanah yang dipergunakan untuk menempatkan jaringan kabel dan memberikan jalan serta ruang kepada petugas untuk melakukan pemasangan maupun pemeliharaan jaringan kabel tersebut. Pada manhole terdapat pipa - pipa duct yang menghubungkan antar manhole atau biasa disebut route duct. G. Pipa Sub Duct Gambar 3.21 Pipa Sub Duct

28 Pipa sub duct merupakan sebuah pipa pelindung kabel serat optik yang terbuat dari bahan HDPE (High Density Polyethylene) yang dipasang pada pipa polongan di route duct. Selain itu fungsi pipa sub duct juga untuk memudahkan saat penarikan kabel serat optik di dalam pipa polongan route duct pada manhole. Pipa sub duct yang di gunakan PT Telkom Akses ialah pipa sub duct dengan warna dasar hitam dengan corak list biru atau kuning. Penentuan warna ini untuk membedakan jaringan kabel antar provider. H. Pipa HDPE Gambar 3.22 Pipa HDPE Pipa HDPE (High Density Polyethylene) merupakan sebuah pipa pelindung kabel serat optik yang pemasangannya dengan cara tanam langsung di bawah permukaan tanah. Pipa HDPE yang digunakan PT Telkom Akses ialah pipa HDPE dengan warna dasar orange dengan corak list kuning atau biru. Penentuan warna ini untuk memudahkan membedakan jaringan kabel antar provider. I. OTB (Optical Termination Box) OTB adalah alat yang digunakan sebagai tempat penyambungan serat optik di Central Office (CO) dengan menggunakan pigtail serat optik. OTB digunakan sebagai media penyambung dari kabel fiber optik ke perangkat OLT dengan mengunakan kabel serat optik patchcord. OTB juga memiliki berbagai jenis kapasitas yaitu kapasitas 12 core, 24 core, 96 core, dan 144 core.