1

PERENCANAAN PERANCANGAN SISTEM KOMUNIKASI

KABEL LAUT SERAT OPTIK SURAMADU

Disusun oleh:

Arya Panji Paamuncak 0405030141Aditya Yoga Perdana 040503703YDavid Wasty Sijabat 0405037065Dandy Farhan N 040503023YEndi Sopyandi 0404030377Taufiq Alif Kurniawan 0405037146

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIADEPOK 2008

KATA PENGANTAR

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan

kemudahan sehingga makalah ini dapat selesai tepat waktu.

Pada dasarnya makalah ini disusun dalam rangka memenuhi tugas pada

mata kuliah sistem komunikasi serat optik Departemen Teknik Elektro,

Universitas Indonesia. Tujuan utama penulis adalah ingin memberikan

sumbangan pemikiran kritis terhadap perencanaan perancangan sistem

komunikasi kabel laut serat optik yang menghubungkan kota Surabaya dengan

pulau Madura. Hal ini adalah salah satu bentuk sumbangsih nyata mahasiswa

terhadap bangsa Indonesia.

Judul makalah ini adalah “Perencanaan Perancangan Sistem

Komunikasi Kabel Laut Serat Optik Suramadu”. Secara umum, makalah ini

akan membahas mengenai perancangan sistem komunikasi kabel laut yang

menghubungkan antara kota Surabaya dengan pulau. Baik dari komponen-

komponen dasar yang diperlukan untuk membangun sistem itu, maupun

parameter-parameter yang perlu diperhatikan. Disamping itu, penulis juga

menuliskan analisa teknis maupun non teknis dari pembangunan sistem tersebut.

Seperti pepatah, “tiada gading yang tak retak”. Penulis meyakini bahwa

manusia bukanlah makhluk yang benar-benar sempurna. Penulis mengharapkan

saran dan kritik terhadap. Hal ini agar budaya berpikir kritis bisa lebih

berkembang di masyarakat, khususnya mahasiswa.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang turut

membantu sehingga makalah ini dapat selesai tepat waktu. Semoga makalah ini

dapat bermanfaat.

Depok, 14 November 2008

Penulis

3

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i

KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

A. Latar Belakang ..................................................................................... 1

B. Tujuan Penulisan .................................................................................. 2

C. Perumusan Masalah.............................................................................. 2

BAB II DASAR-DASAR TEORI ......................................................................... 3

A. Komponen-Komponen Serat Optik....................................... ................. 4

B. Perencanaan Sistem Komunikasi Kabel Laut ........................................ 12

BAB III ANALISA PERANCANGAN SISTEM KOMUNIKASI KABEL

LAUT SURAMADU............................................................................... 18

A. ANALISA TEKNIS ................................................................... ............ 18

B. ANALISA BIAYA............................................................................... 21

BAB V PENUTUP ................................................................................................ 23

A. KESIMPULAN............................................................... ....................... 23

B. SARAN................................................................................................ 23

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................... ..................... 24

4

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Kota Surabaya merupakan salah satu kota terbesar di Indonesia. Kota

yang merupakan ibukota dari provinsi jawa timur ini, menyimpan potensi yang

sangat luar biasa untuk dikembangkan kedepannya. Baik itu dari segi

perdagangan, industri maupun pariwisata. Pertumbuhan ekonomi di kota

Surabaya sendiripun, semakin lama semakin menunjukkan peningkatan yang luar

biasa.

Disadari ataupun tidak, perkembangan-perkembangan dari segi ekonomi

seperti yang disebutkan di atas yang diimbangi dengan laju pertumbuhan

penduduk yang tinggi mengakibatkan semakin sedikitnya ruang untuk bernafas di

kota Surabaya. Kawasan hutan kota yang diharapkan mampu memberikan

kenyamanan dan kesejukan di tengah teriknya kota Surabaya semakin berkurang.

Oleh karena itu, kota Surabaya yang dahulu terkenal dengan kebersihan dan

keteraturannya lambat laun berubah menjadi kota sampah yang sangat panas.

Menghadapi permasalahan diatas, sudah selayaknya perlu dipikirkan

alternatif penyelesaian sehingga kota Surabaya tetaplah tumbuh dan berkembang

dengan baik seperti pada mulanya. Salah satu penyelesaian yang menarik adalah

upaya pemekaran kota Surabaya ke Pulau Madura yang hanya berjarak sekitar 5

km. Pemekaran ini dimaksudkan untuk mengurangi tingkat kepadatan aktivitas di

kota Surabaya baik dari segi bisnis maupun pemerintahan. Proses menuju kesana

sebenarnya sudah ada sejak beberapa tahun yang lalu dengan mulai dibangunnya

jembatan Suramadu.

Jembatan Suramadu adalah jembatan terpanjang di Indonesia saat ini, yang

menjadikannya salah satu landmark dan ikon Indonesia, khususnya masyarakat

Jawa Timur. Jembatan Suramadu memiliki panjang 5.438 m dan menghubungkan

pulau Jawa (di Surabaya) dan pulau Madura (di Bangkalan). Pembangunan

jembatan ini ditujukan untuk mempercepat pembangunan di pulau Madura,

meliputi bidang infrastruktur dan ekonomi di Madura, yang relatif tertinggal

dibandingkan kawasan lain di Jawa Timur. Jembatan ini diresmikan

5

pembangunannya oleh Presiden Megawati Soekarnoputri pada 20 Agustus 2003.

Jembatan Suramadu terdiri dari 3 bagian yaitu causeway, approach bridge dan

main bridge. Perkiraan biaya pembangunan jembatan ini adalah Rp. 4,5 trilyun.

Selain kelengkapan sarana pemekaran dalam bidang transportasi, bidang

komunikasi juga layak mendapat perhatian yang serius. Hal ini disebabkan,

komunikasi adalah salah satu aspek terpenting untuk menggerakkan roda

perekonomian di suatu daerah. Dengan lalu lintas data yang cepat dan memadai

antara Surabaya dengan Pulau Madura, maka informasi akan cepat dikirimkan dan

diterima. Oleh sebab itu, pembangunan media komunikasi yang menghubungkan

kota Surabaya dengan Pulau Madura sudah selayaknya mendapatkan perhatian

lebih.

Dalam hal ini kami mengusulkan dibangunnya Sistem Komunikasi Kabel

Laut Serat Optik SuraMadu. Sistem komunikasi kabel laut ini dipilih karena kota

Surabaya dengan Pulau Madura dipisahkan oleh laut dangkal yakni selat madura.

Disamping itu, dengan jarak yang relatif pendek antara Surabaya dengan Madura

pembangunan sistem ini diharapkan lebih terjangkau dari segi biaya dibandingkan

dengan sistem lainnya.

B. TUJUAN

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah,

1. Memberikan penjelasan secara terperinci mengenai perancangan Sistem

Komunikasi Kabel Laut Serat Optik.

2. Merancang dan menganalisa kemungkinan dibangunnya Sistem Komunikasi

Kabel Laut Serat Optik SuraMadu untuk mendukung pemekaran kota

Surabaya ke Pulau Madura.

C. PERUMUSAN MASALAH

Beberapa rumusan masalah yang akan dibahas pada makalah ini adalah,

1. Komponen-komponen dasar apa saja yang diperlukan untuk membangun

Sistem Komunikasi Kabel Laut dengan media Serat Optik?

2. Apakah parameter-parameter yang perlu diperhitungkan untuk membangun

transmisi melalui kabel laut?

6

3. Mungkinkah bisa dibangun Sistem Komunikasi Kabel Laut yang

menghubungkan kota Surabaya dengan pulau Madura?

4. Apakah kendala-kendala yang mungkin dihadapi apabila dibangun transmisi

kabel laut SuraMadu baik faktor teknis maupun non teknis?

7

BAB II

DASAR TEORI

A. Komponen-Komponen Serat Optik

Komponen-komponen serat optik diperlukan untuk membangun suatu

sistem jaringan serat optik. Beberapa komponen dasar serat optik adalah sebagai

berikut:

1. Optical Transmitters/Receivers

Parameter yang menjadi pertimbangan utama dalam pemilihan

transmitter antara lain adalah daya keluaran, rise/fall time, extinction ratio,

jenis modulasi, side-mode supression ratio dan kestabilan panjang gelombang

serta temperatur. Daya keluaran tergantung pada jenis transmitter yang

digunakan, dengan DFB laser kira-kira 1mWatt sampai 10 mWatt (10dBm).

Laser secara fisik biasanya dibatasi oleh peak transmit power, dari segi

keselamatan laser dibatasi oleh peraturan yang berkenaan dengan keamanan

sinar terhadap mata. Ketidaklinearan serat yang sebanding dengan daya

keluaran optik juga menjadi pertimbangan khusus. Nilai rise time/fall time

haruslah sekecil mungkin (dibatasi oleh kemampuan komponen) untuk

meningkatkan optical bandwidth. Laser pada transmitter dapat dimodulasikan

secara langsung (direct modulation) atau secara terpisah dengan menggunakan

external modulator. Direct modulation lebih murah, namun dapat

menyebabkan lebar spectral menjadi lebih besar akibat adanya chirp. Hal ini

menyebabkan adanya penambahan power penalty akibat dispersi kromatik.

Penalty ini dapat dikurangi dengan extinction ratio. Untuk sistem komunikasi

yang lebih murah dan relatif berkecepatan rendah, dapat digunakan Light -

emitting diodes sebagai transmitter. Kelebihan utama dari LED adalah

harganya yang murah. Namun demikian, LED memiliki efisiensi yang sangat

rendah, bandwidth yang terbatas, dan keluaran daya optik yang rendah. Oleh

karena itu transmitter LED lebh cocok digunakan pada saluran optik yang

beroperasi pada bit rate yang paling rendah ( < 100 Mbits/s) pada jarak yang

relatif dekat (kira-kira beberapa kilometer). Laser diode mempunyai efisiensi

yang jauh lebih baik daripada LED dan menghasilkan daya optik yang jauh

8

lebih tinggi (lebih dari 1W). DFB Laser biasanya menjadi pilihan utama

dibandingkan dengan FP laser untuk saluran jarak jauh berkecepatan tinggi

karena DFB Laser memiliki noise yang lebih kecil dan side mode suppression

ratio yang tinggi pula. Pada temperatur normal, akan dihasilkan pergeseran

panjang gelombang hanya sebesar 0.1 nm tiap derajat Celcius, yang

menyebabkan peningkatan performa 3 sampai 5 kali lebih baik daripada jika

menggunakan laser diode konvensional.

Parameter utama yang berkenaan dengan receiver adalah sensitivitas dan

dynamic range. Avalanche Photo Diode (APD) memiliki linearitas yang

sangat baik pada daya optik yang bernilai antara sekian nanowatt sampai

beberapa microwatt. Jika daya yang tersedia pada receiver melebihi nilai

tersebut, biasanya APD tidak digunakan. Pada tingkat daya ini, PIN diode

dapat menyediakan responsivitas yang cukup dan SNR yang cukup besar.

Pada awalnya, silicon merupakan fiber optic detector yang paling lazim

digunakan, namun silicon memiliki sensitivitas yang rendah pada 1.5micro-

meter band. InGaAs diode memiliki noise yang lebih besar daripada silicon,

tetapi lebih responsif pada 1.5micro-meter wavelength band. Hal ini

merupakan terdapat tradeoff yang layak dipertimbangkan. Pada APD, nilai

multiplicative gain yang sangat besar disertai oleh variansi yang besar pula

pada photocurrent yang dihasilkan, yang dapat memperburuk noise

performance APD. Namun demikian, APD dapat dirancang sedemikian rupa

untuk mencapai performa yang diinginkan. Dalam hal ini, konfigurasi yang

terdiri dari EDFA (sebagai optical preamplifier pada ujung receiver) yang

dipadukan dengan APD akan menghasilkan sensitivitas dan noise suppression

yang lebih tinggi, dan dynamic range yang lebih luas. Nilai antara -20 dBm

sampai -30 dBm merupakan nilai sensitivitas yang ideal umtuk diterapkan

pada receiver.

2. Fiber Optic

Pemilihan serat optik merupakan hal yang penting dalam menentukan

dispersion-limited distance yang dapat ditempuh suatu sinyal tanpa

regeneration. Serat pertama yang diproduksi adalah multi-mode fiber yang

memiliki diameter inti sebesar 62 um Multi-mode fiber terdiri dari beragam

9

jalur yang dapat dilintasi sinar. Dalam satu kabel terdapat beberapa ratus

lapisan kaca yang indeks biasnya semakin rendah jika semakin jauh dari inti.

Serat ini masih umum digunakan pada local area network, karena dapat

menggunakan LED yang haganya relatif murah sebagai transmitter-nya.

Untuk aplikasi medium haul dan long haul, dapat digunakan single mode

fiber yang memiliki diameter inti yang kecil (sekitar 10um) karena

bandwidth-nya lebih tinggi. Pada single mode fiber, hanya satu jenis cahaya

yang dapat dikirimkan pada satu waktu. Karena adanya efek mekanika

quantum, cahaya yang melintas pada inti yang sangat sempit cenderung untuk

tetap menyatu. Desain single mode fiber tidak mengalami perubahan sampai

tahun 1980-an dimana jaringan beroperasi pada 1.3 um, yang merupakan zero

dispersion point dari serat standar. Saat ini, sistem komunikasi optik bekerja

pada 1.5 um yang merupakan lowest loss window untuk silica fiber dan

merupakan daerah kerja untuk Erbium Doped Fiber Amplifier. Hal ini

menyebabkan dikembangkannya Dispersion shifted Fiber yang mempunyai

loss yang rendah dan zero dispersion. Pengaruh-pengaruh non-linear seperti

pencampuran gelombang dan self phase modulation merupakan hambatan

dalam penggunaan transmisi WDM brkapasitas tinggi. Non Zero Dispersion

shifted fibers (NZDSF) dikembangkan untuk mengurangi pengaruh-pengaruh

non-linear dengan pengendalian jumlah dispersi. NZDSF memiliki atenuasi

yang rendah pada EDFA C-band dan beberapa residual dispersion pada 1550

nm. Serat NZDSF ini bersama dengan Dispersion Compensating Fibers

(untuk menjaga dispersi sistem relatif rendah) biasanya digunakan pada

Multicast System.

Dispersi kromatik merupakan kendala tersendiri yang membatasi

pengembangan jaringan optik. Dispersi kromatik merupakan penghamburan

pulsa data yang terjadi secara alami saat cahaya melintasi saluran serat optik.

10

Penghamburan pulsa ini terjadi karena setiap panjang gelombang yang

membentuk pulsa optik melintas dengan kecepatan yang sedikit berbeda.

Dispersi kromatik menjadi suatu masalah jika pulsa yang dipancarkan mulai

mengalami overlap dan penerima tidak bisa lagi membedakan bit “satu” dan

“nol”. Pengaruh dispersi kromatik adalah peningkatan bit error rate (BER)

yang tidak dapat ditoleransi, yang memmbatasi jarak yang dapat ditempuh

sinyal tanpa regenerasi.

Dengan cara membandingkan kinerja SMF, SMF+DCF dan

NZDSF+DCF dapat ditentukan jenis serat mana yang sebaiknya digunakan.

Konfigurasi umum SKSO

Dispersi kromatik

11

Berikut ini hasil yang sudah ditemukan:

3. Polarization Mode Dispersion pada Serat Optik

Ketergantungan indeks bias pada panjang gelombang menyebabkan

dispersi kromatik pada single mode optical fibre. Sama halnya pada serat optik

yang sesungguhnya, indeks bias yang dialami oleh suatu sinyal optik

ditentukan oleh bidang polarisasi cahaya pada serat. Hal ini disebut

birefringence dan menyebabkan polarization mode dispersion pada serat.

Konfigurasi untuk membandingkan kinerja saluran optik

Dispersi dan Non-Linearity Dependent Limited Distance untuk 3 saluran optik pada 3 bit rate yang berbeda

12

Gambar di atas menunjukkan mekanisme dasar terbentuknya

polarization mode dispersion delay (PMD). Pada ujung sisi transmitter, pulsa

direpresentasikan oleh jumlah phasor dari komponen polarisas x dan y.

Dengan dipropagasikannya komponen-komponen ini melalui serat, inherent

birefringence menyebabkan salah satu komponen mengalami delay terhadap

komponen lainnya. Pada sistem dengan bit rate yang tinggi, differential group

delay ini dapat menyebabkan dstorsi sinyal sehingga terjadi degragasi pada

BER sinyal yang diterima. Nilai differential group delay rata-rata disebut

PMD delay (dalam ps) dan dinyatakan dengan koefisien PMD dalam ps/sqrt

(km). PMD tidak meningkat secara linear, tetapi berbanding lurus dengan akar

dari jarak transmisi.

Group delay dari dua polarisasi yang tegak lurus setelah melintasi Single mode fiber

13

4. Filter Optik

Agar WDM dapat dimanfaatkan dengan baik untuk komunikasi, maka

harus ada suatu cara untuk memilih kanal yang membawa informasi tertentu.

Secara khusus, akan menguntungkan apabila pemilihan tersebut dapat

dilakukan pada optical domain. Filter optik menawarkan berbagai keuntungan

seperti insertion loss yang kecil, polarization insensitivity, stabilitas terhadap

perubahan lingkungan, dan hanya terjadi sedikit atau bahkan tidak terdapat

crosstalk. Filter juga berperan dalam switching sistem optik. Filter Fabry-

Perot digunakan untuk memfilter noise dan melakukan selection/deselection

pada sisi receiver. Filter ini berdasar pada celah (cavity) resonans yang

dibentuk oleh dua cermin yang sangat refraktif yang diletakkan secara parallel

satu sama lain. Transmittance filter Fabry-Perot merupakan fungsi frekuensi.

Fungsi transmittance bisa saja benar-benar sempit, tergantung pada rancangan

cavity (celah). Parameter yang digunakan untuk mengkarakterisasi filter

tersebut antara lain finesse (kehalusan), yang antara lain menyangkut rasio

FSR (Free Spectral Range) dan bandwidth. Filter ini biasanya memiliki

finesse sekitar 100, dengan bandwidth 1 nm atau kurang dan insertion loss 2

dB. Filter Fabry-Perot banyak tersedia di pasaran dan keuntungan utamanya

adalah dapat disetel untuk memilih kanal yang berbeda pada sistem WDM.

5. Penguat optik

Beberapa faktor menyebabkan penguat EDFA menjadi pilihan utama

pada sistem komunikasi masa kini. Hal ini menyangkut ketersediaan

semiconductor pump laser yang ringkas dan andal, yang kenyataanya

membuat semua komponen fiber bebas polarisasi dan mudah dalam

mengkopel cahaya masuk dan keluar, kesederhanaan dari peralatan ini, dan

fakta bahwa tidak terjadi crosstalk pada saat memperkuat sinyal WDM. EDFA

juga dapat dibuat untuk masa pakai 25 tahun, sehingga sangat cocok untuk

dipakai pada komunikasi kabel laut. Cara termudah dalam menganalisis

serangkaian penguat optik adalah dengan mengasumsikan bahwa semua

penguat memiliki gain yang sama dan loss antar penguat tepat sama dengan

gain penguat. Perancangan rangkaian penguat harus dapat menyediakan

pengendalian optical power level, pengendalian akumulasi noise, harus

14

menyediakan bandwidth optik yang memadai untuk kanal data, dan harus

meminimalisir distorsi pulsa yang disebabkan dispersi kromatis dan pengaruh

non-linear. Pengaruh yang tidak diinginkan dari penggunaan penguat optik

adalah dihasilkannya spontaneous emission noise. Untuk jarak lebih dari 500

km, accumulated spontaneous emission (ASE) noise yang terbentuk pada

EDFA dapat mengakumulasi daya sampai sama dengan sinyal pembawa data,

yang akan menurunkan SNR sistem. Jadi untuk memperkuat sinyal dangan

tepat guna untuk memenuhi persyaratan sensitivitas, harus dipertimbangkan

SNR pada receiver yang mana mungkin menurun pada sistem yang memiliki

serangkaian penguat dalam jumlah besar.

6. Optical Add/Drop Multiplexer

Optical Add/Drop multiplexers (OADM) dapat beroperasi pada domain

optik sehingga node yang terdiri dari OADM dapat melakukan add/drop

sebuah kanal optik dengan perbedaan data rate, protokol, dan format sinyal

yang digunakan. OADM menyediakan alokasi panjang gelombang secara

fleksibel. OADM memungkinkan carrier untuk melakukan reconfigure

terhadap network traffic untuk menoptimalisasi data transport dan

memperoleh restorasi yang cepat pada saat terjadi kegagalan jaringan. Jenis

OADM antara lain, yang pertama terdiri dari demultiplexer, space switch dan

multiplexer, yang kedua terdiri dari Fiber Bragg Grating dengan optical

circulator. Pada OADM yang berbasis mux/demux, sinyal komposit dipilah

dengan menggunakan demultiplexer dan panjang gelombang yang membawa

sinyal untuk node tertentu ditambahkan melalui 2x2 Space Switch. Setelah

itu, transit wavelength dan added wavelength direkombinasikan dengan

multiplexer. Konfigurasi ini akan meningkatkan node loss, yang kemudian

akan meningkatkan kebutuhan penguat optik. Pada OADM berbasis Fiber

Bragg Grating loss yang terjadi lebih kecil, sehingga cenderung menjadi

pilihan utama. Fungsi dari grating adalah jika ia telah disetel untuk panjang

gelombang tertentu, maka akan dipantulkan kembali panjang gelombang

tersebut dan sisanya akan dilewatkan. Multiwavelength akan melewati

circulator pertama dan bertemu ke satu atau beberapa grating. Dengan adanya

grating, tuned wavelength akan dipantulkan kembali, masuk ke circulator

15

pertama lagi dan akan drop. Added signal akan masuk melalui circulator

kedua kemudian menuju grating. Sinyal tersebut akan dipantukan kembali dan

menyatu dengan transit wavelength untuk membentuk final composite signal.

B. PERENCANAAN SISTEM KOMUNIKASI KABEL LAUT

Perkembangan teknologi informasi di Indonesia mengakibatkan kebutuhan

akan sarana dan prasarana jaringan telekomunikasi untuk menyebarkan informasi

ke seluruh daerah meningkat. Oleh karena itu diperlukan banyak media-media

transmisi untuk menghubungkan antara stu tempat dengan tempat lain. Media-

media transmisi yang umumnya digunakan adalah kabel tembaga (copper wire),

wireless, kabel serat optik dan media-media lainnya.

Seperti yang telah kita ketahui, negara Indonesia adalah negara yang

mempunyai banyak pulau dan antara masing-masing pulau tersebut dipisahkan

oleh laut. Bila dibandingkan dengan negara-negara yang semua wilayahnya

adalah daratan, pembangunan sarana telekomunikasi di Indonesia mempunyai

tantangan tersendiri. Tidaklah mungkin untuk menghubungkan dua pulau di

pasang kabel tembaga melalui atas lautan. Salah satu solusi untuk mengatasi

permasalahan tersebut adalah dengan menggunakan kabel laut.

Pemasangan sistem komunikasi kabel laut sendiri telah diatur dalam

Peraturan Menteri Komunikasi dan Informatika nomor

16/PERM.KOMINFO/9/2005 tentang Penyediaan Sarana Transmisi

Telekomunikasi Internasional Melalui Sistem Komunikasi Kabel Laut. Menurut

peraturan tersebut yang disebut dengan sistem komunikasi kabel laut atau SKKL

OADMberbasis Fiber Bragg Grating

16

adalah suatu sistem transmisi telekomunikasi menggunakan media kabel yang

dibentangkan di dalam lautan dan atau samudera untuk menghubungkan beberapa

stasiun kabel.

Secara umum blog diagram saluran transmisi kabel laut adalah sebagai

berikut:

Dari blog diagram komunikasi jarak jauh diatas terlihat bahwa untuk membangun

suatu komunikasi antar daerah diperlukan setidak-tidaknya 5 alat, yaitu sumber,

pemancar, media transmisi, penerima dan tujuan. Dalam hal ini ketika kita

berbicara mengenai sistem komunikasi kabel laut maka media transmisi diatas

adalah kabel laut yang dipasang membentang di lautan.

Ditinjau secara bentuk fisiknya kabel laut termasuk jaringan bawah tanah

bersama dengan kabel tanam langsung dan kabel duct. Kabel laut ini dipasang

atau ditanam di bawah permukaan laut. Oleh karena itu, diperlukan isolasi yang

lebih kuat dibandingkan dengan kabel tanah. Isolasi yang kuat ini diperlukan

karena tekanan di bawah air laut sangat besar, sehingga dengan isolasi yang kuat

kawat didalamnya yang digunakan untuk menyalurkan informasi maupun data

tetap terjaga dengan baik. Karakteristik yang lain dari sistem komunikasi kabel

laut adalah memerlukan amplifier di beberapa tempat, untuk menguatkan sinyal

yang dikirim maupun yang diterima.

Sejak tahun 1980, Indonesia sudah menggunakan sistem kabel laut untuk

menghubungkan Jakarta dengan Singapura (sistem yang terbaru menghubungkan

Thailand, Indonesia dan Singapura sejak tahun 2003 sejauh 1.035 km untuk

sambungan langsung internasional). Sedangkan di dalam negeri sistem kabel laut

juga telah dipasang SKKL yang menghubungkan Surabaya dengan Banjarmasin

17

yang dibangun tahun 1992. panjang SKKL itu sendiri adalah 385,33 km yang

dibentangkan 300m bawah laut jawa.

SKKL yang menghubungkan Surabaya dengan Banjarmasin

Beberapa contoh penerapan SKKL di dunia,

a. SEA-ME-WE yang berjarak 13.500 KM menggunakan kabel koaksial

yang menghubungkan Singapore dan Perancis dengan landing points di

Indonesia, Sri Lanka, Djibouti, Saudi Arabia, Mesir and Italy. Secara resmi

dibuka pada tanggal 8 September 1986.

b. SEA-ME-WE 2 yang berjarak 18.000 KM menggunakan kabel serat

optik yang menghubungkan Singapore dan Perancis dengan landing

points di Indonesia, Sri Lanka, India, Djibouti, Saudi Arabia, Mesir,

Cyprus, Turkey, Tunisia, Algeria and Italy. Di Indonesia mulai

dioperasikan pada tahun 1993/94.

c. SEA-ME-WE 3 yang berjarak 40.000 KM menggunakan kabel serat

optik yang menghubungkan Australia, Belgium, Brunei, PR China,

Cyprus, Djibouti, Mesi, Perancis, Yunani, Hong Kong, India,

Indonesia, Italy, Jepang, Korea Selatan, Macau, Malaysia, Morocco,

Myanmar, Oman, Pakistan, Filipina, Portugal, Saudi Arabia,

Singapore, Sri Lanka, Thailand, Turkey, Uni Emirat Arab, Inggris,

Vietnam. Mulai beroperasi tanggal 30 Agustus 1999, Pembuat

kabelnya adalah Alcatel Submarine Networks, AT&T - SSI, KDD-SCS

and Pirelli.

18

d. SEA-ME-WE 4 yang juga menggunakan kabel serat optik merupakan

proyek terakhir yang saat ini digunakan, dengan panjang mencapai

20.000 KM dan kapasitas hingga 1.2 Terabyte Per Second, sistem ini

mulai bisa dioperasikan sejak tahun 2004. Juga digunakan untuk

menghubungkan Singapore dan Perancis dengan landing points di

Malaysia, Thailand, Bangladesh, India, Sri Lanka, Pakistan, United

Arab Emirates, Saudi Arabia, Egypt, Italy, Tunisia, dan Algeria.

Gambar di atas menunjukkan Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL)

yang sudah terinstalasi di berbagai belahan dunia. Selain SEA-ME-WE, yang

menghubungkan negara-negara dia atasmasih banyak lagi Sistem

Komunikasi Kabel Laut (SKKL) yang mengaplikasikan serat optik sebagai

medianya, di antaranya Black Sea Fibre Optic Cable Systems (BSFOCS), Trans

Atlantic Cables, Trans Pacific Cables, Fiber Optic Link Around The Globe

(FLAG), LEV-Med1 dan lain sebagainya.

Untuk membangun suatu sistem komunikasi kabel laut yang baik, perlu

perencanaan yang matang di awalnya mengingat sistem komunikasi ini cukup

rumit dibanding sistem komunikasi melalui tanah. Beberapa hal yang perlu

diketahui untuk membangun sistem ini adalah besarnya BER (Bit Error Relative)

yang diinginkan, kecepatan pengiriman informasi (BR), format bentuk sinyal yang

diinginkan dan jarak sistem transmisi yang dibangun (LT). Setelah semua

19

diketahui, ditentukan komponen-komponen sistem yang digunakan termasuk

didalamnya jenis serat optik yang digunakan, sumber optik yang digunakan,

detektor optik, dan jenis modulasi signal.

Langkah berikutnya adalah perhitungan anggaran daya dan perhitungan

anggaran waktu bangkit. Pada perhitungan anggaran daya beberapa hal yang

harus diperhitungkan adalah,

1. Besarnya kopling daya output dalam satuan dBm

PS(dBm)=10 log PS(watt)

2. Besarnya F(M) atau excess avalanche noise factor

1( ) 2 1F M kM k

M

Dimana k adalah rasio ionisasi carrier, M adalah rasio penguatan.

3. Besarnya lebar bidang frekuensi (BWsis)

BW sis = 0,5 BR

4. Besarnya sensitifitas daya minimum detektor optik

2. . . ( ).R

e BWsis F M SNRP

R

5. Besarnya jarak sistem transmisi (Lsis)

2s R ac s a

s f

P P a mLsis

a a

6. Besarnya cadangan redaman dan standar deviasi redaman perangkat repeater

7. Besarnya jarak yang dapat dicapai perangkat repeater (Lrep)

2 23 ( . )L L g f

f

m m m aLrep

a

8. Jumlah perangkat repeater yang digunakan

9. Menentukan konfigurasi sistem transmisi SKKL serat optik.

Perhitungan kedua adalah perhitungan anggaran waktu bangkit. Pada

perhitungan anggaran waktu bangkit ini komponen yang harus diketahui adalah

waktu bangkit komponen sumber optik (ttx), waktu bangkit detektor optik (trx),

dan waktu bangkit komponen serat optik (t intra). Langkah perhitungannya

sebagai berikut:

1. Menentukan besarnya waktu bangkit total sistem transmisi

20

2 2 2int( )sis tx ra rxt t t t

2. Menentukan lebar pita frekuensi yang disediakan sistem

0,35Wsis

sisB

t

3. Menentukan kecepatan bit (bit rate) transmisi

2.R WsisB B

21

BAB III

ANALISA PERANCANGAN SISTEM KOMUNIKASI KABEL LAUT

SURAMADU (SURABAYA - MADURA)

A. ANALISA TEKNIS

Peta Kota Provinsi Jawa Timur

Berdasarkan sumber yang didapatkan, jarak antara kota Surabaya dengan

Pulau Madura yang terdekat adalah 5 km. Berdasarkan hal tersebut, maka dalam

perencanaan perancangan sistem komunikasi serat optik melalui kabel laut yang

direncanakan, kami membuat transmisi jaringan serat optik sejauh 8 km.

Selanjutnya dengan panjang transmisi (Lt) 8 km, dapat ditentukan beberapa

komponen dasar serat optik untuk membangun itu.

1. Pemilihan detektor optik

Detektor optik yang digunakan adalah InGaAs dengan nilai panjang

gelombang sebesar 1300 nm. Detektor jenis ini mempunyai responsivitas

yang baik antara 0,63 – 0,8 (dalam hal ini diambil nilai responsivitas sebesar

0,7). Disamping itu tegangan bias yang dipunyai kecil sebesar 5 volt dan

efisiensi quantum sedang antara 60 – 70.

2. Pemilihan Sumber Optik

Dengan memperhitungkan jarak yang pendek, maka sumber optik yang

digunakan adalah LED (Light Emitting Diode).

3. Pemilihan Serat Optik

22

Kabel serat optik yang digunakan untuk jarak pendek adalah jenis serat optik

multimode graded index yang mempunyai ciri-ciri bandwidth yang lebih

besar, tidak dispersif dan biasa dipakai untuk jarak menengah.

4. Pemilihan Modulasi

Modulasi yang digunakan adalah NRZ, dengan BER sebesar 10-9 dan BR

sebesar 16 Mbps.

Berdasarkan pemilihan komponen-komponen tersebut, maka dapat

dilakukan perhitungan anggaran daya dan anggaran waktu bangkit.

1. Perhitungan Anggaran Daya

a. Perhitungan Kopling Daya Output

Kopling daya output optik berkisar antara 0,015 sampai 0,06. Dalam hal

ini diambil 0,015 m W. Sehingga dihasilkan nilai kopling daya output

dalam dBm sebesar 10 log 0,015 = -18,24 dBm.

b. Perhitungan Sensitivitas Daya Maksimum (PR)

Oleh karena lebar bidang frekuensi sistem pada kecepatan transmisi 16

Mbps dengan format bentuk kode signal digital NRZ adalah sebesar:

18

2RBWsis B Mhz

Maka dengan nilai BER sistem sebesar 10-9 diperoleh SNR sebesar 21,6

db = 144. Selanjutnya dapat dihitung nilai sensitivitas daya minimum

detektor optik sebesar:

2. . . ( ).R

e BWsis F M SNRP

R

19 62.1,6.10 .8.10 .1.144

0,7RP

75, 266.10RP mW

62,785RP dBm

c. Perhitungan Jarak Sistem Transmisi

Berdasarkan data-data komponen diatas, jenis serat optik yang digunakan

adalah Multimode Graded Index dengan d = 50 mm. Berdasarkan data

23

sheet dan grafik untuk jenis serat optik multimode graded index memiliki

beberapa karakteristik turunan sebagai berikut:

Redaman transmisi = 4 db/km (af)

Konektor (Expanded Beam) = 2 db (ac)

Splice (Rugi-rugi) = 0,1 db (as)

Margin = 7 db (ma)

Maka jarak transmisi yang dapat dicapai oleh Sistem Komunikasi Kabel

Laut (SKKL) serat optik dengan komponen seperti diatas adalah:

2s R ac s a

s f

P P a mLsis

a a

18, 24 62,785 4 0,1 7

4 0,1Lsis

8, 206Lsis km

Oleh karena besarnya Lsis > Lt maka hal ini memenuhi syarat

perancangan sistem, atau dengan kata lain perancangan ini dapat

digunakan. Disamping itu, berdasarkan perancangan sistem ini maka

sistem ini tidak memerlukan repeater.

2. Perhitungan Anggaran Waktu Bangkit

Untuk perhitungan anggaran waktu bangkit maka parameter-parameter yang

perlu diketahui adalah parameter dispersi intramodal (M), komponen sumber

optik (ttx) dan komponen detektor optik (trx). Untuk perancangan ini,

a. Parameter dispersi intramodal (M) yang digunakan adalah 5 ps/nm.km,

b. ttx sebesar 2,5 ns s/d 10 ns (diambil 7 ns),

c. trx sebesar 0,1 ns s/d 0,5 ns (diambil 0,5 ns),

d. Lebar spektrum (LED) sebesar 50 – 150 nm,

e. t intra (5 x 10-12 x 50 x 8 = 20 ns)

Berdasarkan parameter-parameter diatas maka dapat dihitung beberapa hal,

a.2 2 2

int( )sis tx ra rxt t t t

2 2 2(7 0,5 20 )sist

24

21,196sist ns

Untuk memberikan toleransi terhadap perubahan operasional kerja

komponen optik yang digunakan, ditambahkan tolerasi waktu bangkit total

sistem transmisi (tsis) sebesar 10% dari harga perhitungan. Sehingga

didapatkan tsis sebesar 23,316 ns.

b. Menentukan Lebar Pita Frekuensi (BWsis)

Sesuai dengan perhitungan waktu bangkit total yang dimiliki, maka

0,35Wsis

sisB

t

0,35

23,316WsisB

15,01WsisB MHz

c. Menentukan besarnya bit rate transmisi (BR)

Berdasarkan lebar pita frekuensi yang disediakan sistem (BWsis) dan juga

berdasarkan format bentuk kode signal digital NRZ yang digunakan, maka

besarnya kecepatan bit (bit rate) transmisi sebesar,

2.R WsisB B

2.15,01RB

30,02 MbpsRB

Berdasarkan hasil perhitungan anggaran daya dan anggaran waktu bangkit

diatas, persyaratan sistem transmisi yang diinginkan telah dapat dipenuhi.

B. Analisa Biaya

Untuk membangun Sistem Komunikasi Kabel Laut Serat Optik, selain

aspek teknis juga harus diperhitungkan aspek biaya. Aspek biaya ini meliputi

biaya pembelian-pembelian komponen dasar serat optik, pengerjaan

pembangunan transmisi bawah laut dan biaya-biaya lain yang terkait dengan

proyek pembangunan Sistem Komunikasi Kabel Laut.

Akan tetapi karena keterbatasan sumber yang kami dapatkan, maka kami

tidak dapat memberikan rincian daftar biaya perancangan sistem komunikasi

kabel laut suramadu yang kami buat. Pada bagian penutup kami lampirkan daftar

25

harga beberapa komponen-komponen dasar untuk membangun sistem komunikasi

kabel laut serat optik.

26

BAB IV

PENUTUP

KESIMPULAN

Berdasarkan uraian diatas maka penulis dapat menyimpulkan beberapa hal

sebagai berikut:

1. Beberapa komponen dasar penting yang diperlukan untuk membangun sistem

komunikasi kabel laut serat optik meliputi Optical Transmitters/Receivers,

Kabel Fiber Optik, Filter Optik, Penguat optik, Optical Add/Drop Multiplexer,

dan Detektor Optik.

2. Perencanaan pembangunan sistem komunikasi kabel laut secara teknis, harus

memperhitungkan dua hal yakni anggaran daya dan anggaran waktu bangkit.

3. Pembangunan Sistem Komunikasi Kabel Laut Serat Optik Suramadu dapat

dilakukan mengingat dari segi teknis sangatlah memadai untuk dilakukan.

SARAN

Beberapa saran yang dapat penulis berikan adalah sebagai berikut,

1. Sudah seharusnya pemerintah mulai memikirkan rencana-rencana untuk

mengembangkan dan membangun sarana komunikasi ke daerah-daerah di

seluruh Indonesia, sehingga pemerataan pembangunan akan dapat dirasakan

oleh seluruh rakyat Indonesia.

2. Sistem komunikasi kabel laut merupakan salah satu solusi untuk

menghubungkan satu daerah dengan daerah lain di Indonesia dalam bidang

telekomunikasi, sudah selayaknya pemerintah mulai mengembangkan sistem

tersebut.

27

DAFTAR PUSTAKA

Akhmad Ludfy, Mustapa W,. 1999. WDM Menuju Jaringan Masa Depan. Lab Transport DIVRisTI. Bandung-Indonesia.

Geckeler, Siegfried. Optical Fiber Transmission Systems. Chapter 4. 1987. Norwood : ARTECH HOUSE, INC.

Keiser, Gerd. Optical Fiber Communications. Second Edition. 1991. Singapore : McGraw-Hill.

------. 1993. Optical Fiber Communications.Second Edition. McGraw Hill International Edition.

Mubarakah, Naemah. Topologi Jaringan Optik. USU Resipotory , Medan, 2007.

NS, Rochmah. Perencanaan Komunikasi Optik.Departemen Teknik Elektro Universitas Indonesia,2007.

Personick, Stewart D. 1981. Optical Fiber Transmition System. Plenum Press, New York and London.

Vacca, John R.. Optical Networking Best Practies Handbook. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2007.