MAKALAH SEMINAR KERJA PRAKTEK PENGUKURAN REDAMAN PADA KABEL SERAT OPTIK DENGAN OTDR Rini Indah S. 1, Sukiswo,ST, MT. 2 ¹Mahasiswa dan ²Dosen Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudarto S.H Tembalang, Semarang Abstrak - Kabel optik dapat mentransmisikan data dalam kapasitas yang besar tidak terlepas dari beberapa kendala yang dapat mengakibatkan terganggunya proses transmisi. Selain itu proses intstalasi dan perwatan kabel yang tidak sederhana membuat serat optik membutuhkan sebuah manajemen khusus yang disebut dengan manajemen fiber optik. Transmisi dengan menggunakan kabel optik mengalami banyak redaman. Beberapa redaman seperti penyerapan, rugi-rugi hamburan, serta rugi-rugi radiasi akan berpengaruh terhadap proses transmisi itu sendiri.oleh karena itu diperlukan sebuah alat yang digunakan untuk memonitor seberapa besar redaman yang terjadi di sepanjang saluran kabel optik yang dinamakan dengan OTDR. OTDR dapat menganalisis setiap dari jarak akan insertion loss, reflection, dan rugirugi yang muncul pada setiap titik, serta dapat menampilkan informasi pada layar tampilan. Dengan OTDR kita dapat melakukan monitoring secara berkala terkait rugirugi per satuan panjang pada kebel optik dan dapat mendeteksi jika ada bagian kebel optik yang putus. Keywords: kabel optic, redaman, OTDR I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Komunikasi merupakan sebuah proses menyampaikan informasi dari pengirim ke penerima. Pihak-pihak ini bisa berupa individu, komunitas, maupun antarperangkat. Kebutuhan manusia yang semakin kompleks menyebabkan komunikasi menjadi sangat penting. Apalagi jika dikaitkan jarak dan waktu, maka perangkat komunikasi jarak jauh (telekomunikasi) seperti telepon dan internet sangat diperlukan dalam rangka mendukung proses komunikasi tersebut. Keunggulan serat optik dalam mentransmisikan data dalam kapasitas yang besar tidak terlepas dari beberapa kendala yang dapat mengakibatkan
terganggunya proses transmisi. Selain itu proses intstalasi dan perwatan kabel yang tidak sederhana membuat serat optik membutuhkan sebuah manajemen khusus yang disebut dengan manajemen fiber optik. Transmisi dengan menggunakan kabel optik mengalami banyak redaman. Beberapa redaman seperti penyerapan, rugi-rugi hamburan, serta rugi-rugi radiasi akan berpengaruh terhadap proses transmisi itu sendiri.oleh karena itu diperlukan sebuah alat yang digunakan untuk memonitor seberapa besar redaman yang terjadi di sepanjang saluran kabel optik yang dinamakan dengan OTDR. 1.2 Tujuan 1. Untuk mempelajari sistem telekomunikasi serat optik. 2. Untuk mempelajari cara menggunakan OTDR untuk serat optik. 1.3 Batasan Masalah 1. Membahas mengenai kabel serat optik secara umum. 2. penggunaaan OTDR untuk mengukur redaman total dan panjang kabel serat optik. II. PENGUKURAN REDAMAN PADA KABEL SERAT OPTIK DENGAN OTDR 2.1 Kabel Serat Optik Serat optik adalah salah satu jenis saluran transmisi yang terbuat dari kaca yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser atau LED. Bagian-bagian dari kabel optik meliputi core, cladding, dan buffer. Core adalah kaca tipis yang merupakan bagian inti dari fiber optik yang dimana pengiriman sinar dilakukan. Cladding merupakan materi yang mengelilingi inti yang berfungsi memantulkan sinar kembali ke dalam inti (core). Cladding mempunyai indek bias lebih rendah dari pada core yang akan memantulkan kembali cahaya yang mengarah keluar dari core kembali kedalam core lagi. Sedangkan buffer berfungsi melindungi fiber dari kerusakan.
optiks, tetapi teknologi ini membutuhkan sumber cahaya dengan lebar spektral yang sangat kecil pula dan ini berarti sebuah sistem yang mahal. Gambar 1 Bagian-Bagian Kabel Optik 2.1.1 Jenis-Jenis Kabel Optik Menurut cara perambatan cahaya di dalam core, ada dua jenis fiber optik yang umumnya digunakan, yaitu Single mode dan Multi Mode. a. Single mode fiber optik Single mode fiber optik memiliki banyak arti dalam teknologi fiber optik. Dilihat dari faktor properti sistem transmisinya, Single mode adalah sebuah sistem transmisi data berwujud cahaya yang didalamnya hanya terdapat satu buah indeks sinar tanpa terpantul yang merambat sepanjang media tersebut. Gambar 3. 3 Kabel Optik Single Mode Single mode dapat membawa data dengan bandwidth yang lebih besar dibandingkan dengan Multi mode fiber Single mode dapat membawa data dengan lebih cepat dan 50 kali lebih jauh dibandingkan dengan multi mode. Tetapi harga yang harus dikeluarkan untuk penggunaannya juga lebih besar. Core yang digunakan lebih kecil dari Multi mode. b. Multi mode fiber optik Sinar yang berada di dalamnya lebih dari satu buah. Cahaya yang dibawanya tersebut akan mengalami pemantulan berkali-kali hingga sampai di tujuan akhirnya. Gambar 3.4 Kabel Optil Multimode Sinyal cahaya dalam teknologi Multi mode fiber optik dapat dihasilkan hingga 100 mode cahaya. Dilihat dari faktor strukturalnya, teknologi Multi mode ini merupakan teknologi fiber optikyang menggunakan ukuran core yang cukup besar dibandingkan dengan single mode.
Ukuran core kabel Multi mode secara umum adalah berkisar antara 50 sampai dengan 100 mikrometer. Keuntungan lainnya, teknologi ini memungkinkan pengguna untuk menggunakan LED sebagai sumber cahayanya, sedangkan Single mode harus menggunakan laser sebagai sumber cahayanya. Teknologi ini cukup berbeda jauh dari segi harga dibandingkan dengan single mode. Namun, ketika jumlah dari mode tersebut bertambah, pengaruh dari efek Modal dispersion juga meningkat. Modal dispersion (intermodal dispersion) adalah sebuah efek di mana mode-mode cahaya yang berjumlah banyak tadi tiba di ujung penerimanya dengan waktu yang tidak sinkron satu dengan yang lainnya. Perbedaan waktu ini akan menyebabkan pulsa-pulsa cahaya menjadi tersebar penerimaannya. Pengaruh yang ditimbulkan dari efek ini adalah bandwidth yang dicapai tidak dapat meningkat, sehingga komunikasi tersebut menjadi terbatas bandwidthnya. Sedangkan menurut distribusi indeks bias core, kabel optik dibedakan atas step index dan Graded Index. a. Multimode Step Index Fiber Sama halnya dengan Single mode fiber, pada serat optik ini terjadi perubahan index bias dengan segera (step index) pada batas antara core dan cladding. Diameter core yang besar (50 400 um) digunakan untuk menaikkan effisiensi coupling pada sumber cahaya yang tidak koheren seperti LED. b. Multimode Graded Index Multimode Graded Index dibuat dengan menggunakan bahan multi component glass atau dapat juga dengan silica glass baik untuk core maupun claddingnya. Pada serat optik tipe ini, indeks bias berubah secara perlahan-lahan (Graded Index multimode). Indeks bias inti berubah mengecil perlahan mulai dari pusatcore sampai batas antara core dengan cladding. Makin mengecilnya indeks bias ini menyebabkan kecepatan rambat cahaya akan semakin tinggi dan akan berakibat dispersi waktu antara berbagai mode cahaya yang merambat akan berkurang dan pada akhirnya semua mode cahaya akan tiba pada waktu yang bersamaan di penerima (ujung serat optik).
Diameter core jenis serat optik ini lebih kecil dibandingkan dengan diameter core jenis serat optik Multimode Step Index, yaitu 30 60 um untuk core dan 100 150 um untuk claddingnya. 2.1.2 Kuntungan dan Kerugian Kabel Serat Optik Keuntungan Serat Optik 1. Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwith yang lebar). Frekuensi pembawa optik bekerja pada daerah frekuensi yang tinggi yaitu sekitar 10^13 Hz sampai dengan 10^16 Hz, sehingga informasi yang dibawa akan menjadi banyak. 2. Redaman sangat rendah dibandingkan dengan kabel yang terbuat dari tembaga, terutama pada frekuensi yang mempunyai panjang gelombang sekitar 1300 nm yaitu 0,2 db/km. 3. Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet. Fiber optik terbuat dari kaca atau plastik yang merupakan isolator, berarti bebas dari interferensi medan magnet, frekuensi radio dan gangguan listrik. 4. Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi. Kemampuan fiber optik dalam menyalurkan sinyal frekuensi tinggi, sangat cocok untuk pengiriman sinyal digital pada sistem multipleks digital dengan kecepatan beberapa Mbit/s hingga Gbit/s. 5. Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan. Diameter inti fiber optik berukuruan micro sehingga pemakaian ruangan lebih ekonomis. 6. Tidak mengalirkan arus listrik. karena bahaanya yang terbuat dari kaca atau plastik sehingga tidak dapat dialiri arus listrik (terhindar dari terjadinya hubungan pendek). 7. Fiber optik bisa ditanam di tanah jenis apapun atau digantung di daerah manapun tanpa harus cemas mengalami korosi/berkarat. 8. Komunikasi menggunakan fiber optik lebih aman karena informasi yang lewat tidak mudah untuk disadap atau dikacaukan dari luar. 9. Sistem dapat diandalkan (20 30 tahun) dan mudah pemeliharaannya.
b. Kerugian Serat Optik 1. Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan penguat sebagai proteksi. 2. Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan. 3. Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada pemasangan repeater. 2.1.3 Pengukuran Redaman pada Kebel Serat Optik dengan OTDR OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengevaluasi suatu serat optik pada domain waktu. OTDR dapat menganalisis setiap dari jarak akan insertion loss, reflection, dan rugi-rugi yang muncul pada setiap titik, serta dapat menampilkan informasi pada layar tampilan. Beberap fungsi yang dapat dilakukan oleh OTDR yaitu : 1. Mengukur rugi-rugi per satuan panjang. Rugi-rugi pada saat instalasi serat optik mengasumsikan redaman serat optik tertentu dalam rugi-rugi per satuan panjang. OTDR dapat mengukur redaman sebelum dan setelah instalasi sehingga dapat memeriksa adanya ketidaknormalan seperti bengkokan (bend) atau beban yang tidak diinginkan 2. Mengevaluasi sambungan dan konektor Pada saat instalasi OTDR dapat memastikan apakah redaman sambungan dan konektor masih berada dalam batas yang diperbolehkan. 3. Fault Location seperti letaknya serat optik atau sambungan dapat terjadi pada saat atau instalasi atau setelah instalasi, OTDR dapat menunjukkan lokasi faultnya atau ketidaknormalan tersebut. Langkah-langkah pengukuran yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Menghubungkan serat optik ke OTDR. Gambar 4.1 OTDR 2. Mengaktifkan OTDR.
3. Melakukan pengaturan parameter pada OTDR. 2.1.4 Hasil Percobaan 4. Melakukan bending serat optik pada lokasi 50 m dan 75 m dengan radius 5 mm, 6 mm dan 7 mm (1-5 lilitan). 5. Menekan Tombol Run/Stop pada OTDR. 6. Menunggu selama 1 menit (sesuai pengaturan awal OTDR). 7. Grafik bending loss terbentuk. 8. Grafik pada OTDR disimpan ke memory internal OTDR. Gambar 4.4 Pengukuran Redaman Lembong- Ciranjang Peralatan yang digunakan untuk penyambungan kabel serat optik adalah sebagai berikut : 1. Alat ukur Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) AQ7260 Sumber Listrik 2. Perangkat pemotong 3. Pig tail conector 4. Optical cleaner 5. OTB (Optical Termination Box : Kotak tempat menaruh hasil terminasi/splicing) Gambar 4.5 Pengukuran Lembong-Cianjur Gambar 4.6 Pengukuran Lembong-Jalan Cagak
Dari pengukuran diperoleh data sebagai berikut: Table 4.2 Hasil pengukuran No. Lokasi Jarak (km) 1 2 3 Lembong- Ciranjang Lembong- Cianjur Lembong- Jalan Cagak Total Redaman (db) 2,755,761 18,614 7,444,334 30,173 60, 21189 17,791 Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa secara umum besarnya redaman total dipengaruhi oleh panjang kabel optik. Akan tetapi ada factor lain yang mempengaruhi besarnya redaman total yaitu banyaknya jumlah sambungan dan besarnya redaman per kilometer untuk tiap kabel. Pada penbgukuran Lembong-Jalan Cagak, tampilan jarak sebesar 60, 21189 km. ini bukan jarak yang sebenarnya karena hal itu menunjukkan kabel terputus pada jarak tersebut. Di lapangan, pengukuran redaman pada kabel optik dengan OTDR ini dilakukan untuk beberapa keperluan, di antaranya: 1. Saat instalasi OTDR dipakai untuk memastikan loss sambungan, konektor dan loss karena tekukan atau tekanan terhadap kabel. Misal pada suatu daerah akan dibangun system telekomunikasi. Jarak atar pengirim dan penerima (missal antar-sto) sebesar 80 km. Device pengirim memiliki redaman sebesar - 6dB. Sedangkan di penerima, sensitivitas alatnya sebesar -28dB. Kabel optik yang digunakan memiliki redaman 0.5dB/km. maka perhitungannya sebagai berikut. Selisih db antara pengirim dan penerima adalah -6-(-28)= 22dB. Dengan redaman 0.5dB/km maka jarak yang bisa dicapai kabel adalah = 44 km. Maka kabel ini tidak bisa digunakan karena hanya mampu mencapai jarak 44 km. Sementara itu penambahan panjang kabel hingga 80 km tidak bisa dilakukan karena akan menambah redaman total kabel sehingga akan melampaui batas sensitivas device di penerima. Akibatnya penerima tidak bisa menerima informasi yang disampaikan oleh pengirim. Cara yang dilakukan adalah dengan mengganti kabel dengan redaman 0,275dB/km. Maka yang terjadi adalah
untuk jarak 80 km, total redaman yang dihasilkan adalah 0,275dB/km x 80 km = 22dB. Nilai ini masih bisa ditoleransi oleh penerima. 2. Dalam pemeliharaan Pengecekan periodik untuk memastikan tidak ada degradasi serat Mengatasi gangguan jaringan. III. PENUTUP 3.1 Kesimpulan 1. Jenis-jenis serat optik antara lain : multimode Step Index, Multimode Graded Index, dan Singlemode Step Index. 2. OTDR merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengevaluasi suatu serat optik pada domain waktu (loss, reflection, dan loss). 3. Fungsi OTDR adalah mengukur Loss per satuan panjang, mengevaluasi sambungan dan konektor pada saat instalasi, dan mengidentifikasi Fault Location. 4. Di lapangan, OTDR ini dilakukan untuk beberapa keperluan, di antaranya saat instalasi yaitu untuk memastikan loss sambungan, konektor dan loss karena tekukan atau tekanan terhadap kabel dan untuk pemeliharaan yaitu dengan pengecekan periodik untuk memastikan tidak ada degradasi serat. 5. Apabila jarak yang dirunjukkan oleh OTDR terhadap suatu jalur kebel optik kurang dari jarak yang sebenarnya, berati kebel optik pada jarak tersebut putus atau rusak. Pengukuran rugi-rugi serat optik yang dilakukan secara berkala menggunakan OTDR dapat merupakan upaya pengecekan terhadap kabel optic apakah masih dapat mentransmisikan data dengan baik. 3.2 Saran 1. Perlu diberikan praktek pengukuran rugi-rugi kabel optik dengan OTDR tipe lain agar dapat membandingkan tipe mana yang lebih akurat. 2. Perlu dilakukan praktek mengukur kembali rugi-rugi kabel optik setelah adanya perbaikan/penyambungan kabel optik dan membandingkan hasilnya dengan keadaan sebelum terjadinya penyambungan.
3. Sebaiknya dilakukan perawatan (maintenance) terhadap alat ukur (OTDR) agar dalam penggunaannya memperoleh hasil yang tetap akurat. 4. Perlu dikembangkan teknologi OTDR yang mampu memdeteksi secara akurat letak kabel optik yang terkena gangguan ataupun putus. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2000. Kabel Serat Optik : Standard Operation Procedure dan Standard Maintenence Procedure Edisi Pertama. PT. Telekomunikasi Indonesia. Bandung Anonim. Penyambungan Kabel Serat Optik. DIVLAT PT. Telekomunikassi Indonesia. Bandung Anonim. 2007. Modul Jaringan Akses dan Jaringan Transport. Jurusan Teknik Elektro STT Telkom. Nugraha, R. A.2006. Serat Optik. Yogyakarta : Penerbit Andi http://digilib.polsri.ac.id, diakses pada tanggal 21 Maret 2012 http://physicsismylifeyoucanreadit.blogspot.com/2011/06/pera mbatan-cahaya.html, diakses pada tanggal 21 Maret 2012 http://tuolima.com, diakses pada tanggal 21 Maret 2012 BIODATA PENULIS Rini Indah S. Dilahirkan (L2F009094) di Brebes 01 Mei 1989, menempuh seluruh pendidikan dari SD sampai SMA di Brebes dan saat ini sedang melanjutkan studi S1 di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang dengan konsentrasi Telekomunikasi. Semarang, Maret 2013 Mengetahui dan Mengesahkan, Dosen Pembimbing SUKISWO, ST,MT. NIP. 19690714 199702 1 001 http://frisilya09.wordpress.com, diakses pada tanggal 21 Maret 2012 http://engineeringtown.com, pada tanggal 21 Maret 2012 diakses