OTDR (Optical Time Domain Reflectometer)

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 loss yang muncul pada setiap titik, serta dapat menampilkan informasi pada layer tampilan.

Mekanisme Kerja OTDR

Umumnya mekanisme kerja OTDR adalah sebagai berikut :

1. Sinyal-sinyal cahaya dimasukkan ke dalam serat optik.

2. Sebagian sinyal dipantulkan kembali dan diterima oleh penerima.

3. Sinyal balik yang diterima akan dinyatakan sebagai loss.

4. Waktu tempuh sinyal digunakan untuk menghitung jarak.

Berdasarkan mekanisme kerja di atas dapat ditentukan beberapa parameter yang dapat diukur pada OTDR salah satunya yaitu :

1. Jarak Dalam hal ini titik lokasi dalam suatu link, ujung link atau patahan.

2. Loss Loss untuk masing splice atau total loss dari ujung ke ujung dalam suatu link.

3. Atenuasi Atenuasi dari serat dalam suatu link. 4. Refleksi Besar refleksi (return loss) dari suatu event.

Fungsi OTDR

Beberap fungsi yang dapat dilakukan oleh OTDR yaitu :

1. Mengukur Loss per satuan panjang. Loss pada saat instalasi serat optik mengasumsikan redaman serat optik tertentu dalam loss per satuan panjang. OTDR dapat mengukur redaman sebelum dan setelah instalasi sehingga dapat memeriksa adanya ketidaknormalan seperti bengkokan (bend) atau beban yang tidak diinginkan. Hal ini dapat dilakukan dengan cara :

X [dBW] = A [dB] – α . L [dB}

X = Besarnya daya untuk jarak

L A = Daya awal yang diberikan OTDR ke serat optik untuk OTDR mini,

Amax adalah 31

dBW α = Redaman (dB/km)

L = Panjang Sehigga dengan membaca grafik X dan L, akan didapat α (redaman), dan dengan membandingkannya dengan loss budget akan dapat disimpulkan apakah telah terjadi ketidaknormalan.

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 Fault seperti letaknya serat optik atau sambungan dapat terjadi pada saat atau instalasi atau setelah instalasi, OTDR dapat menunjukkan lokasi faultnya atau ketidaknormalan tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan melihat jarak terjadinya end of fiber pada OTDR, jika kurang dari jarak sebenarnya maka pada jarak tersebut terjadi kebocoran/ kerekatan (asumsi set OTDR benar). End of fiber pada OTDR ditandai dengan adanya daya <3>pulse width, disperse, rise time merupakan domain waktu, sedangkan bandwidth, merupakan domain frekuensi.

Istilah Pada OTDR

Adapun beberapa istilah yang perlu diketahui dalam pengukuran yaitu :

a. Dead zone Daerah pada serat optik dimana perubahan daya terjadi tidak secara linier, dan hal ini tidak dapat dianalisis. Panjang dead zone ini biasanya untuk serat optik yang ada di pasaran adalah 25 m. Pada OTDR, grafiknya akan terlihat seperti lonjakan daya sesaat pada awal serat optik.

b. Dynamic Range Panjang (jangkauan) maksimum yang dapat ditampilkan oleh OTDR pada sumbu horizontal.

c. Even Zone Daerah dimana dua kejadian akan terdeteksi sebagai satu kejadian.

d. End of Fiber Merupakan ujung dari fiber optik.

Sistem Transmisi Serat Optik

istem komunikasi serat optik adalah suatu sistem komunikasi yang menggunakan kabel serat optik sebagai saluran transmisinya yang dapat menyalurkan informasi dengan kapasitas besar dan tingkat keandalan yang tinggi.

Secara umum metode point-to-point sistem transmisi terdiri dari tiga elemen dasar, yaitu transmitter, tranduser elektrooptik, kabel serat optik, receiver.

Gambar 1. Sistem Transmisi Serat Optik

Dari gambar 1 di atas sinyal awal yang berbentuk sinyal listrik pada transmitter diubah oleh transducer elektrooptik menjadi gelombang cahaya yang kemudian ditransmisikan melalui kabel serat optik menuju penerima / receiver yang terletak pada ujung lainnya dari serat optik. Pada penerima sinyal optik ini diubah oleh transducer optoelektronik menjadi sinyal elektris kembali.

Dalam perjalanan sinyal optik dari transmitter menuju receiver akan terjadi redaman cahaya di sepanjang kabel optik, sambungan-sambungan kabel dan konektor-konektor di perangkatnya. Oleh karena itu untuk transmisi jarak jauh diperlukan sebuah atau beberapa repeater yang berfungsi untuk memperkuat gelombang cahaya yang telah mengalami redaman sepanjang perjalanannya.

Keuntungan utama serat optik adalah redaman rendah, memungkinkan untuk transfer sinyal jarak yang sangat jauh dengan bantuan amplifier maupun repeater, dan kemampuannya untuk membawa kapasitas data yang besar.

Gambar 2. Komponen dalam sistem transmisi serat optik

Gambar 2 adalah komponen dalam sistem transmisi serat optik. Dalam pentransmisian melalui serat optik ada beberapa hal yang menjadi karakteristik atau komponennya,yaitu sambungan (Connection), Coupler, MRP Spesification (Minimum Required Power).

Terdapat 2 tipe sambungan yaitu menggunakan Connector dan menggunakan Splice. Connector diperlukan apabila fiber dalam pentransmisiannya harus disambung/diputus. Sedangkan Splice diperlukan pada sistem fiber optik bila ada 2 fiber yang akan dihubungkan secara permanen.

Coupler diperlukan bila daya optik harus dihubungkan ke banyak saluran. Sedangkan MRP Specification (Minimum Required Power) digunakan sebagai analisis link power budget dalam mendesain photonic layer. MRP merupakan pengukur sensitivitas receiver untuk SNR atau BER yang spesifik dan bandwidth atau bit rate pada output receiver.

Untuk aplikasi jarak dekat dan lebar pita yang ditangani relatif kecil, transmisi elektrik lebih dipilih daripada transmisi serat optik. Ada beberapa faktor yang menyebabkan kabel elektrik lebih dipilih dbandingkan serat optik yaitu:

1. Ketika tidak dibutuhkan sistem pengkabelan yang kompleks.
2. Bahan material yang murah.
3. Biaya alat untuk mengirim dan menerima sinyalnya murah.
4. Kemudahan untuk menyambungkan hubungan kabel (splicing).
5. Kemampuannya untuk membawa daya listrik maupun sinyal.

Bagian-bagian serat Optik

Gambar 3. Konstruksi serat Optik

Gambar 3 menunjukkan bagian-bagian yang terdapat pada serat optik. Bagian-bagian dari serat optik antara lain :

1. Bagian yang paling utama dinamakan inti (core)
Inti (core) terbuat dari kaca. mempunyai diameter yang bervariasi antara 8 – 200 μm tergantung jenis serat optiknya. Indeks bias lebih besar daripada cladding
2. Bagian kedua dinamakan lapisan selimut / selubung (cladding)
Bagian ini mengelilingi bagian inti dan mempunyai indeks bias lebih kecil dibanding dengan bagian inti, dan terbuat dari kaca. Cladding mempunyai diameter yang bervariasi antara 125 μm -250 μm.
3. Bagian ketiga dinamakan jacket (coating)
Bagian ini merupakan pelindung lapisan inti dan selimut yang terbuat dari bahan plastik elastik (PVC)

Keuntungan menggunakan serat optik sebagai media transmisi yaitu:

1. Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwith yang lebar)
2. Redaman sangat rendah dibandingkan dengan kabel yang terbuat dari tembaga
3. Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet
4. Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi
5. Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan
6. Tidak mengalirkan arus listrik

Sedangkan kerugian menggunakan serat optik sebagai media transmisi yaitu:

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

General Packet Radio Service (GPRS)

Di dunia industri komunikasi bergerak (mobile), data bergerak dan multimedia kini menjadi fokus pengembangan, dan General Packet Radio Service (GPRS) menjadi kunci yang memungkinkan untuk meraih sukses di pasar. Alasannya adalah melalui GPRS, ledakan pertumbuhan layanan internet melalui jaringan kabel (telepon), sekarang dimungkinkan penyalurannya melalui komunikasi bergerak. Nortel Networks, Ericsson,

Siemens, Nokia dan banyak industri telekomunikasi lainnya dalam publikasinya menyatakan telah mampu mengawinkan Web dengan telepon bergerak menggunakan teknologi GPRS yang kini mulai gencar ditawarkan kepada para operator GSM dan TDMA. GPRS merupakan sistem transmisi berbasis paket untuk GSM yang menggunakan prinsip tunnelling. GPRS menawarkan laju data yang lebih tinggi. Laju datanya secara kasar sampai 115 kbps dibandingkan dengan 9,6 kbps yang dapat disediakan oleh GSM. Kanal-kanal radio ganda dapat dialokasikan bagi seorang pengguna dan kanal yang sama dapat pula digunakan secara sharing di antara beberapa pengguna sehingga sangat efisien. Dari segi biaya, pentarifan diharapkan hanya mengacu pada volume penggunaan. Pengguna ditarik biaya dalam kaitannya dengan banyaknya byte yang dikirim atau diterima, tanpa memperdulikan panggilan, dengan demikian dimungkinkan GPRS akan menjadi lebih cenderung dipilih oleh pelanggan untuk mengaksesnya daripada layanan-layanan IP.

GPRS merupakan teknologi baru yang memungkinkan para operator jaringan komunikasi bergerak menawarkan layanan data dengan laju bit yang lebih tinggi dengan tarif rendah, sehingga membuat layanan data menjadi menarik bagi pasar. Para operator jaringan komunikasi bergerak di luar negeri kini melihat GPRS sebagai kunci untuk mengembangkan pasar komunikasi bergerak menjadi pesaing baru di lahan yang pernah menjadi milik jaringan kabel, yakni layanan internet. Kondisi ini dimungkinkan karena ledakan penggunaan internet melalui jaringan kabel (telepon) dapat pula dilakukan melalui jaringan bergerak. Sebagai contoh misalnya adalah laporan cuaca, pemesanan makanan, berita olah raga sampai ke informasi seperti berita-berita penting harian. Kontrak kontrak pengadaan GPRS dan produk-produk pendukungnya antara pabrik-pabrik pembuat perangkat telekomunikasi dengan operator jaringan komunikasi bergerak pun bermunculan. Kontrak jaringan GPRS pertama di dunia telah dilaksanakan di bulan Maret 1999 yang lalu antara Ericsson dengan operator komunikasi bergerak di Jerman; T-Mobile. Berikutnya, Ericsson juga menangani kontrak dengan operator One 2 One di Inggris, SmartTone Mobile Communication di Hongkong, Omnipoint di Amerika Serikat. Perusahaan perangkat komunikasi lainnyapun seperti Nortell Networks, Nokia dan lain-lain kini ikut berkompetisi menawarkan kontrak-kontraknya dengan para operator yang berkeinginan memasarkan layanan GPRS.

GPRS menggunakan modulasi radio yang sama dengan standar GSM, pita frekuensi yang sama, struktur burst yang sama, hukum-hukum lompatan frekuensi yang sama, dan struktur bingkai (frame) TDMA yang sama. Kanal-kanal data paket yang baru sangat mirip dengan kanal-kanal lalulintas percakapan. Dengan demikian BSS (Base Station Subsystem) yang sudah ada akan menyediakan cakupan GPRS lengkap mulai dari ujung jaringan. Namun dibutuhkan sebuah entitas jaringan fungsional baru, yakni PCU (Packet Control Unit) yang berfungsi sebagai pengatur segmentasi paket, akses kanal radio, kesalahan-kesalahan transmisi dan kendali daya.

Jaringan GPRS merupakan jaringan terpisah dari jaringan GSM dan saat ini hanya digunakan untuk aplikasi data.Komponen-komponen utama jaringan GPRS adalah :

a. GGSN; gerbang penghubung jaringan GSM ke jaringan internet

b. SGSN; gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS

c PCU; komponen di level BSS yang menghubungkan terminal ke jaringan GPRS

Penyebaran jaringan GPRS adalah dimulai dengan introduksi sebuah subsistem jaringan overlay baru Network SubSystem (NSS). NSS memilki dua elemen jaringan baru yakni Serving GPRS Support Node (SGSN) dan Gateway GPRS Support Node (GGSN). SGSN memiliki tingkat hirarki yang sama dengan MSC dan VLR, menjaga alur (track) lokasi dari setasiun-setasiun bergerak individual dan melakukan fungsi-fungsi keamanan dan kendali akses. SGSN dihubungkan ke BSS melalui Frame Relay. GGSN secara kasar analog dengan suatu Gateway MSC yang menangani antarkerja dengan jaringan-jarinan IP eksternal. GGSN membungkus ulang dengan format baru (mengenkapsulasi) paket-paket yang diterima jaringan-jaringan IO eksternal dan merutekannya menuju SGSN menggunakan GPRS tunnelling protocol. Walaupun para pelanggan secara continue dihubungkan ke jaringan melalui GPRS, spektrumnya tetap tinggal bebas bagi pelanggan lain untuk menggunakannya jika tidak ada data yang ditransfer. Tidak hanya dalam hal tersebut, GPRS memungkinkan pemultiplekan spektrum secara statistik. Hal ini berarti tidak ada waktu penciptaan panggilan dan operatornya dapat dapat juga menawarkan berbagai layanan sehingga membuatnya menjadi suatu landasan yang ideal bagi layanan data yang memiliki nilai tambah.

GSM

Sebuah jaringan GSM dibangun dari beberapa komponen fungsional yang memiliki fungsi dan interface masing-masing yang spesifik. Secara umum jaringan GSM dapat dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu :

1. Mobile Station

2. Base Station Subsystem

3. Network Subsystem

Fungsi Komponen Jaringan GSM

Berikut ini akan dijelaskan mengenai arsitektur GSM yang merupakan gabungan dari perangkat-perangkat yang saling berkaitan dalam mendukung jaringan GSM.

• Base Transceiver Station (BTS)

BTS merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio kepada Mobile Station (MS). Dalam BTS terdapat kanal trafik yang digunakan untuk komunikasi.

• Base Station Controller (BSC)

BSC membawahi satu atau lebih BTS serta mengatur trafik yang datang dan pergi dari BSC menuju MSC atau BTS. BSC memenejemen sumber radio dalam pemberian frekuensi untuk setiap BTS dan mengatur handover ketika mobile station melewati batas antar sel.

• Mobile Switching Center (MSC)

MSC didesain sebagai switch ISDN (Integrated Service Digital Network) yang dimodifikasi agar berfungsi untuk jaringan seluler. MSC juga dapat menghubungkan jaringan seluler dengan jaringan fixed.

• Home Location Register (HLR)

HLR merupakan database yang berisi data pelanggan yang tetap. Data tersebut antara lain, layanan pelanggan, service tambahan serta informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (update).

• Authentication Center (AuC)

AuC berisi database informasi rahasia yang disimpan dalam bentuk format kode. AuC digunakan untuk mengontrol penggunaan jaringan yang sah dan mencegah semua pelanggan yang melakukan kecurangan.

• Visitor Location Register (VLR)

VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan, terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area jaringan.

• Operation and Maintance Center (OMC)

OMC sebagai pusat pengontrolan operasi dan pemeliharaan jaringan. Fungsi utamanya mengawasi alarm perangkat dan perbaikan terhadap kesalahan operasi.

• Mobile Station (MS)

MS merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. MS dilengkapi dengan sebuah smartcard yang dikenal dengan SIM (Subscriber Identity Module) yang berisi nomor identitas pelanggan.

Handover

Handover merupakan peristiwa pemindahan kanal suara yang digunakan oleh pelanggan bergerak (mobile), selama dia mengadakan panggilan sehingga tidak terjadi pemutusan hubungan selama panggilan. Menurut pergerakan MS maka proses handover dapat dibagi[NAH03]:

1. Intra BSC handover.

2. Inter BSC / Intra MSC handover.

3. Inter MSC handover.

Frequency Hopping

Frequency hopping adalah teknik lama yang dikenalkan pertama kali dalam system transmisi militer untuk menjamin kerahasiaan komunikasi dan gangguan perang. Filosofi frequency hopping sesederhana mengubah frekuensi yang digunakan dalam transmisi pada intrerval tertentu. Frequency hopping dimasukkan dalam spesifikasi GSM terutama untuk mengatasi 2 masalah spesifik yang mempengaruhi kualitas transmisi:

a. Fading

Kemampuan mengatasi fading akan meningkat dengan memanfaatkan frekuensi scara selektif karena dengan menggunakan frekuensi yang berbeda kemungkinan untuk terus terpengaruh fading dapat dikurangi. Oleh karena itu kualitas hubungan transmisi dapat ditingkatkan. Karakteristik ini biasa disebut Frequency Diversity.

b. Interferensi

Gangguan yang terjadi disebabkan adanya sinyal lain yang frekuensinya sama. Untuk menghindari agar tidak terus menerus menggunakan frekuensi yang terinterferensi tsb, digunakan metode frequency hopping, yaitu selama pembicaraan, pelanggan akan menggunakan frekuensi yang berbeda-beda sehingga dapat memberikan akibat akumulasi interferensi yang tidak sama dan biasa disebut interference Diversity.

Baseband Hopping

Pada Baseband Frequency Hopping, aliran data dihop dari TRX satu ke TRX yang lain sesuai dengan urutan hopping yang ditentukan tiap 577µs. Data dihop melalui time slot yang sama ke frekuensi yang lain. Karena masing-masing TRXbekerja pada frekuensi tetap, jumlah frekuensi yangdapat dihop ditentukan oleh jumlah TRX. Timeslot pertama BCCH tidak diikutsertakan dalam urutan hopping.