Optical NetworkingCHAPTER 12

By. Leni Fitriani

Teknologi serat optik dikembangkan sebagai upaya untuk terus meningkatkan kinerja sistem jaringan komputer. Sistem jaringan komputer yang ideal adalah suatu jaringan komunikasi yang mampu mentransfer data dalam kapasitas besar dengan kecepatan tinggi tanpa mengalami gangguan.Penggunaan fiber optik mampu menggantikan keberadaan kabel tembaga yang me miliki kekurangan pada jarak transmisi, dimana media tembaga memiliki faktor loss yang tinggi. Pemanfaatan media fiber optik pada dasarnya memanfaatkan media cahaya dalam mengirimkan data.

Keuntungan. Dapat menyalurkan data dengan kecepatan sangat tinggi Diamater kabel Serat optik lebih kecil dibandingkan dengan kabel tembaga dan juga lebih ringan Redaman kecil sehingga ruas pengulang menjadi lebih panjang Kebal terhadap induksi elektromagnetis Aman terhadap bahaya listrik Kapasitas dapat ditambah setelah kabel terpasang Kerahasiaan lebih terjamin Mempunyai nilai ekonomis Crosstalk rendah Tidak berkarat Tahan temperatur tinggi

Kerugian Tidak dapat menyalurkan energi listrik Relatif sulit saat instalasi Kurang tahan terhadap tekanan mekanis dibandingkan kabel tembaga Perlu proteksi mata bagi teknisinya

Cahaya Cahaya bukan saja hanya merupakan sinyal cahaya tampak saja, tetapi juga sebagai gelombang elektromagnetika lain yang tak tampak tetapi mempunyai sifat cahaya. Yaitu infra merah clan ultra ungu dengan rentang panjang gelombang antara 10-3 samapi 6x 10-10 m.

Spektrum Elektromagnetik untuk Telekomunikasi

Cahaya adalah gelombang elektromagnetik dimana dalam penggambaran sederhana dapat dilukiskan sebagai gelombang datar monokromatis. Suatu gelombang elektromagnetik yang yang terdiri dari medan listrik (E) dan medan magnet (B) dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :

dengan Eo adalah amplitudo medan listrik (volt/meter), Bo adalah amplitudo medan magnet (weber/m2).

Hubungan antara Eo dan Bo dapat dilihat di persamaan (1.3)

E0 = Bo x C

dengan c adalah laju cahaya dalam ruang hampa yang memiliki nilai

C = 3 x 108 meter

Cahaya sebagai gelombang datar mempunyai beberapa sifat penting yang berguna dalam mempelajari optoelektronika, yaitu: refleksi (pantulan) dan refraksi (pembiasan). Sifat ini terutama dipakai dalam pemanduan gelombang dalam fiber optik dan resonator laser. Peristiwa refleksi dan refraksi dapat dilihat pada gambar

Pemantulan dan pimbiasan cahaya yang terjadi di bidang batas antar dua media yang berbeda indeks bias.

Jika berkas cahaya melewat dua media yang memiliki indek bias berbeda nl dan n2, maka berkas sinar akan terpantul dengan sudut i = r dan terbias yang memenuhi persamaan:

Jika nilai t pada persamaan (1.5) bernilai 90, maka sudut i = c yang disebut dengan sudut kritis, dan berlaku:

Jika nilai , maka semua berkas sinar akan terpantul kembali. Hal ini disebut dengan pantulan sempuma (total internal reflection) dan prinsip ini yang digunakan dalam sistem komunikasi fiber optik.

Prinsip Perambatan Cahaya Dalam Serat optik Lintasan cahaya dalam serat Lintasan cahaya yang merambat di dalam serat : Sinar merambat lurus sepanjang sumbu serat tanpa mengalami gangguan Sinar mengalami refleksi, karena memiliki sudut datang yang lebih besar dari sudut kritis dan akan merambat sepanjang serat melalui pantulan-pantulan Sinar akan mengalami refraksi dan tidak akan dirambatkan sepanjang serat karena memiliki sudut datang yang lebih kecil dari sudut kritis

Mode Perambatan Cahaya Cahaya dapat merambat dalam serat optik melalui sejulah lintasan yang berbeda Lintasan cahaya yang berbeda-beda ini disebut Mode dari suatu serat optik Ukuran diameter core, besarnya sudut datang dan indeks bias menentukan jumlah mode yang ada dalam suatu serat optik Serat optik yang memiliki lebih dari satu mode disebut serat optik multimode Serat optik yang hanya memiliki satu mode saja disebut Serat Optik Single Mode, serat optik single mode memiliki ukuran core yang lebih kecil

Jenis Fiber OptikMultimode Step Index Multimode Graded Index Singlemode Step Index

Multimode Step Index Indeks bias core konstan Ukuran core antara 50 125 m dan dilapisi cladding yang tipis Penyambungan kabel lebih mudah karena memiliki core yang besar Banyak terjadi dispersi Lebar pita frekuensi terbatas/sempit Hanya digunakan untuk jarak pendek dan transmisi data bit rate rendah Harga relatif murah

Multimode Graded Index Core terdiri dari sejumlah lapisan gelas yang memiliki indeks bias yang berbeda, indeks bias tertinggi terdapat pada pusat core dan berangsur-angsur turun sampai ke batas core - cladding Ukuran diameter core antara 30 60 m Cahaya merambat karena difraksi yang terjadi pada core sehingga rambatan cahaya sejajar dengan sumbu serat Dispersi lebih kecil dibanding dengan Multimode Step Index Digunakan untuk jarak menengah dan lebar pita frekuensi besar Harga relatif mahal dari SI, karena faktor pembuatannya lebih sulit

Singlemode Step Index Serat optik singlemode memiliki diameter core antara 2 10 m dan sangat kecil dibandingkan dengan ukuran claddingnya Cahaya hanya merambat dalam satu mode saja yaitu sejajar dengan sumbu serat optik Memiliki redaman yang sangat kecil Memiliki lebar pita frekuensi yang sangat lebar Digunakan untuk jarak jauh dan mampu menyalurkan data dengan kecepatan bit rate yang tinggi

Macam-macam Redaman pada Fiber Optik

Kode warna pada kabel serat optikDalam standarisasinya kode warna dari selubung luar (jacket) kabel serat optik jenis Patch Cord adalah sebagai berikut:

Struktur Fiber Optik

Struktur serat optik secara garis besar terdiri dari 3 elemen dasar yaitu: Inti (Core) Merupakan bagian utama dari serat optik karena perambatan cahaya terjadi pada bagian ini dan terbuat dari kaca. Inti (core) mempunyai diameter yang bervariasi antara 550 m tergantung jenis serat optiknya.

Selubung (Cladding) Bagian ini mengelilingi bagian inti dan mempunyai indeks bias lebih kecil dibanding dengan bagian inti, dan terbuat dari kaca. Hubungan indeks bias antar core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core (mempengaruhi besarnya sudut kritis).

Pembungkus (Coating) Bagian ini berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan luar dan terbuat dari bahan plastik elastik (PVC).

Karakteristik Kabel Fiber Optik Secara UmumBagian dalam kabel jaringan fiber optik terdiri dari inti yang terbuat dari serat kaca dan diselubungi oleh beberapa lapisan yang bersifat sebagai pelindung.Konektor yang umum digunakan untuk kabel jaringan fiber optik adalah konektor ST, namun baru-baru ini ada konektor lain yang diperkenalkan sebagai pasangan kabel jaringan fiber optik yakni konektor SC.Kecepatan transfer datayang mampu dilakukan kabel fiber optikberada di angka 100 Mbps ke atas (bahkan dapat mencapai 1000 Mbps).Biaya rata-rata pernode cukup mahal.Diameter kabel jaringan fiber optik dan dan ukuran konektornya relatif kecil sehingga fleksibel dalam proses instalasi.Panjang kabel jaringan fiber optik sangat panjang yakni mencapai 2 km (mengalahkan kabel jaringan lainnya seperti Coaxial dan Twisted Pair).

Komponen Fiber optikDriver Berfungsi mengendalikan sumber optik berdasarkan sinyal elektrik yang diterima dan mengubah sinyal elektrik menjadi sinyal optik. Sumber Optik (Cahaya) Dapat menggunakan LED atau LASER. LED merupakan perangkat yang memancarkan cahaya dengan arah menyebar. Pada umumnya digunakan untuk serat optik multimode step indeks. LASER dapat memancarkan cahaya dengan daya 10-100 kali lebih besar dibandingkan dengan LED. Pada umumnya digunakan untuk serat optik singlemode step indeks. Untuk transmisi jarak jauh, penggunaan LASER sebagai sumber cahaya lebih menguntungkan dibandingkan menggunakan LED

Detektor Optik Berfungsi untuk mengubah kembali sinyal optik menjadi sinyal elektrik. Detektor optik dapat menghasilkan gelombang sesuai aslinya, dengan meminimalisasi losses yang timbul selama perambatan, sehingga dapat juga menghasilkan sinyal elektrik yang maksimum dengan daya optik yang kecil. Rangkaian Penguat Berfungsi untuk menguatkan sinyal elektrik sesuai dengan sinyal elektrik yang ditransmisikan

Arsitektur jaringan fiber optikBentuk implementasi penggunaan teknologi jaringan kabel optik ini sering disebut sebagai jaringan akses fiber (Optical Access Network) atau Jaringan Lokal Akses Fiber (JARLOKAF) yang menggunakan kabel serat optik sebagai media transmisinya.Jaringan akses adalah bagian dari public switch network yang menghubungkan titik akses dengan pelanggan. Secara sederhana jaringan akses diartikan sebagai penghubung akhir dalam suatu jaringan antara perangkat pelanggan (customer premise) dan penghubung pertama ke infrastruktur Central Office.

Secara garis besar terdapat dua tipe arsitektur jaringan kabel optik, yaitu arsitektur jaringan aktif dan arsitektur jaringan pasif. Arsitektur jaringan aktif mengacu pada konfigurasi point to point kabel optik dan atau konfigurasi star. Untuk arsitektur jaringan pasif, berbasis passive optical network (PON).

Arsitektur AktifPoint to point, ialah menghubungkan perangkat Optical Line Terminal (OLT) di Central Office (CO) yang terkoneksi dengan perangkat Optical Network Terminal (ONT) pada terminal pelanggan, menggunakan fiber optic dedicated sebagai medianya. OLT dan ONT merupakan perangkat aktif yang masing-masing membutuhkan power dilengkapi dengan optical laser.

Point-to-Point (OLT) Jarak pelanggan dengan central office dapat mencapai hingga 80 km, dan setiap pelanggan disediakan satu dedicated fiber optic dengan full bi-directional bandwidth. Salah satu arsitektur aktif point to point ini ialah Digital Loop Carrier (DLC).Star (Point to Multipoint / Active Optical Network/ AON), arsitektur dengan beberapa perangkat pelanggan yang terkoneksi secara bersama-sama memanfaatkan satu kabel feeder melalui sebuah remote node yang terletak diantara central office dan pelanggan. Sebuah remote node dapat melayani hingga seribu terminal pelanggan.

Arsitektur Passive (Passive Optical Network)merupakan teknologi akses fiber optik yang terdiri dari komponen berupa Optical Line Terminal (OLT), Optical Network Unit (ONU) dan passive splitter. OLT ditempatkan di central office operator, sedangkan ONU disetting di terminal akhir menuju pelanggan. Passive Splitter terletak diantara OLT dan ONU, yang berfungsi sebagai pembagi downstream sinyal dari OLT ke beberapa terminal ONU yang bertugas untuk mengidentifikasi data yang hanya dibutuhkan oleh terminal.

Arsitektur PON, menggunakan share media fiber optic dan support konfigurasi point to multipoint. Selain share media, pelanggan juga dapat melakukan share bandwidth. Passive Optical Splitter pada PON digunakan untuk membagi bandwidth dari satu single fiber sampai dengan 64 pelanggan dengan jarak maksimal 10-20 km. Arsitektur ini disebut pasif karena splitter dan perangkat pendukungnya yang terpasang diantara OLT dan ONT bersifat pasif yakni tanpa power.

Passive Optical Network ExamplePenggunaan jaringan pasif saat ini telah mendominasi, seperti PT Telekomunikasi Indonesia, Tbk yang menggunakan tipe arsitektur jaringan pasif untuk mendukung implementasi teknologi FTTx. Teknologi FTTx tersebut diantaranya adalah FTTH (Fiber To The Home), FTTB (Fiber To The Building), FTTC (Fiber To The Curb) dan FTTN (Fiber To The Node).

Alat Sambung dan Alat Ukur Fiber Optik Alat sambung (Fusion Splicer) dan alat ukur fiber Optik. (OTDR) merupakan salah satu perangkat pendukung dalam operasional pengelolaan jaringan access fiber optik untuk keperluan Operasional dan Maintenance (O&M) Network Element yang beroperasi menggunakan jaringan acccess serat optik, maka sangat penting peranan alat sambung dan alat ukur fiber optik. Jaringan access fiber optik sebagai media transport untuk layanan broadband maupun narrowband sering mengalami gangguan, yaitu berupa putusnya Kabel fiber optik sehingga mengakibatkan terjadinya Perhubungan Putus (PERPU) pada perangkat terminal yang mensupply port maupun data . Maka untuk membantu trouble shooting pada jaringan access fiber Optik dapat segera dilakukan penanggulangan, baik berupa pencarian (searching) lokasi putusnya kabel penyambunganm kabel fiber Optik .

Alat Sambung Fiber Optik (Fusion Splicer) Alat sambung fiber Optik dikenal dengan sebutan FUSION SPLICER yaitu suatu alat yang digunakan untuk menyambung core fiber Optik yang berbasis kaca yang mengimplementasikan daya listrik yang sudah dirubah menjadi sebuah media sinar berbentuk sinar laser yang berfungsi memanasi kaca yang putus pada core sehingga terhubung kembali secara baik.

Alat Ukur Fiber Optik (OTDR) Alat utama atau tools utama yang sangat dibutuhkan dalam melaksanakan trouble shooting untuk gangguan yang terjadi pada jaringan akses fiber Optik karena tanpa menggunakan alat ukur fiber Optik tidak bisa melakukan apa-apa terhadap gangguan yang terjadi. Alat ukur fiber Optik disebut dengan nama OTDR ( Optical Transmission Digital Reflektometer ) merupakan alat untuk mendeteksi kontinuitas suatu kabel fiber Optik dalam jarak tertentu sehingga bisa menghasilkan jarak dari dua sisi yang merupakan ukuran gangguan yang terjadi sehingga trouble shooting dapat dilaksanakan dengan baik karena akan dengan mudah menentukan letak lokasi gangguan yang terjadi dengan referensi jarak hasil ukur dari perangkat alat ukur OTDR.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penyambungan serat optikSebelum melakukan splicing usahakan agar semua peralatan dan bahan serta tangan kita sebersih mungkin sebab adanya kotoran pada serat optik dapat menyumbang redaman pada serat.Selalu letakkan tangan di belakang cutter ketika sedang melakukan pengupasan pelindung serat.Jangan menginjak tube karena akan merusak core yang ada di dalamnya sehingga bisa menyebabkan core pecah atau retak.Sebaiknya jangan mendekatkan cairan alkohol ke mata kita sebab cairan alkohol bisa menguap ke udara.Jangan menggulung core dengan diameter yang sangat kecil karena bisa membuat core putus.Jangan membuang core sembarangan sebab bila menembus kulit dikuatirkan bisa masuk ke aliran darah dan mengganggu kesehatan.Selalu perhatikan perlindungan pada kaset agar air tidak dapat masuk kedalam kaset dan bisa merusak serat tersebut.Ikuti prosedur atau langkah-langkah yang ada.

Langkah-langkah instalasiDalam hal ini kita menggunakan kabel serat optik untuk udara. Berikut ini adalah prosedur atau langkah-langkah dalam melakukan penyambungan atau splicing serat optik :

Ukur dengan menggunakan meteran sepanjang +150cm (dalam keadaan baik) dari ujung kabel lalu tandai dengan isolasi atau spidol.

+150 cm Panjang kabel yang dikupasUntuk kabel udara terlebih dahulu mengupas logam dalam kabel yang berfungsi sebagai penopang kabel saat berada di udara dengan menggunakan cutter sepanjang batas tersebut lalu potong dengan tang logam.Setelah itu mengupas pelindung tube yang berwarna hitam sepanjang batas tersebut. Langkah-langkah untuk membuka pelindung :

Langkah-langkah untuk membuka pelindung :

Sebaiknya dilakukan secara sedikit demi sedikit sepanjang 25 cm dengan cara digergaji dan jangan terlalu dalam karena akan mengenai tube.Patahkan sedikit dan memutar pada bekas gergaji dan sudut patah tidak boleh 30o agar tube tidak ikut patah.Lalu tarik sehingga yang terlihat hanya benang pelindung dan kupas benang tersebut dengan cutter sehingga yang terlihat hanya tube yang dilapisi jelly.

Bersihkan tube dari jelly dengan kain yang sudah dibasahi dengan thinner-B sampai bersih.Ukur tube tersebut dari batas isolasi sepanjang +50 cm beri tanda dengan spidol. Lalu kupas tube pada batas tersebut dengan menggunakan pemotong tube dan sebaiknya dilakukan sedikit demi sedikit sepanjang 25 cm dengan cara memutar pemotong tube searah jarum jam sebanyak 2 kali lalu patahkan dan jangan lebih dari 30o agar serat optik tidak ikut patah, lalu tarik tube sehingga yang terlihat hanya serat optik saja yang dilindungi oleh jelly. Bersihkan core tersebut dari jelly dengan kain yang sudah dibasahi dengan thinner-B sampai bersih

150 cmPanjang tube yang dikupasgulung serat optik dengan bentuk melingkar agar aman, tidak kotor dan tidak mengenai tanah.Spiral Pengikat Tube Core KasetPenempatan serat optik pada kaset

Keamanan Bekerja dengan Serat OptikSelain bahaya karena serat optik terbuat dari bahan kaca, bahaya lainnya adalah cahaya yang merambat dari sumber. Namun semua resiko dapat diminimalisir jika memahami karakteristik serat optik dan cahaya serta mematuhi ketentuan keselamatan kerja. Isu keamanan bekerja dengan serat optik yang harus diperhatikan :Keamanan MataSisa potongan serat optikToolsBahan KimiaKeamanan Tempat Bekerja

Cahaya infra merah yang digunakan dalam sistem komunikasi serat optik sangat berbahaya terhadap mata karena mata manusia tidak sensitif terhadap cahaya infra merah. Lain halnya dengan cahaya tampak yang dapat menyilaukan mata sehingga dapat menghindar dari sorotannya.Kamera digital dan mikroskop dapat digunakan untuk melihat berkas cahaya infra merah yang merambat pada serat optik. Mikroskop cukup aman untuk cahaya infra merah daya yang sangat besar karena dilengkapi dengan filter. Jangan pernah melihat secara langsung cahaya infra merah yang merambat di serat optikdengan mata telanjang. Apabila tidak memiliki alat kamera digital atau mikroskop dapat dilakukan dengan cara menembakkan cahaya dari serat optik ke dinding atau selembar kertas.

salah satu pemakaian dari fiber optik yang tidak berbahaya .

SEKIAN