7
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka
Setelah peneliti melakukan peninjauan terhadap beberapa penelitian, ada beberapa yang memiliki keterkaitan dengan penelitian yang peneliti lakukan.
Penelitian pertama yang peneliti temukan adalah keterkaitan implementasi diagram voronoi terhadap penentuan lokasi outlet retail yang strategis (Mendes & Themido, 2004, p.15). Dalam penelitian tersebut dijelaskan bahwa pembeli akan lebih nyaman dalam berbelanja jika lokasinya mudah dijangkau dan diakses. Hal tersebut bahkan dapat mempengaruhi sirkulasi keuangan pada beberapa outlet yang ada di dekatnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penentuan lokasi outlet menggunakan pendekatan diagram voronoi, memiliki dampak dalam peningkatan jumlah konsumen.
Penelitian kedua yang peneliti temukan adalah penggunaan diagram voronoi dalam optimasi suatu lokasi dalam jaringan seluler (Okabe & Suzuki, 1997, p.455). Penelitian tersebut berisi tentang tinjauan lanjutan terhadap masalah dalam penentuan lokasi yang optimal atau konfigurasi fasilitas yang optimal dalam suatu wilayah, misalnya dalam penentuan lokasi jaringan seluler. Hasilnya diungkapkan bahwa diagram voronoi dapat memberikan referensi lokasi optimal terhadap luas area, jarak dan bobot dari lokasi.
Serta penelitian ketiga yang peneliti temukan adalah penggunaan diagram voronoi dalam penentuan titik lokasi splitter fiber optik dan rute fiber optik pada
suatu wilayah (Agata & Nishimura, 2009, p.5). Seperti diketahui bahwa kebutuhan akan bandwidth jaringan internet begitu besar dan luas, sehingga sebagai penyedia layanan internet merupakan kesempatan yang menguntungkan. Namun tetap harus dapat ditekan biaya implementasi seminimal mungkin. Sehingga diperlukan metode dalam penentuan lokasi strategis dan optimum dalam menempatkan fiber splitter dan rute kabel optik yang dapat menjangkau seluruh pelanggan. Hasilnya diungkapkan bahwa dengan menggunakan diagram voronoi dalam desain lokasi fiber splitter memiliki optimasi yang baik.
Beberapa penelitian di atas memiliki persamaan dengan penelitian yang peneliti lakukan, yaitu mengenai metode yang digunakan, yaitu sama-sama menggunakan diagram voronoi dalam menentukan lokasi strategis. Namun perbedaannya yaitu pada objek dan tempat yang diteliti. Sehingga peneliti tertarik untuk melakukan penelitian yang berjudul Desain Jaringan Fiber Optik Menggunakan Pendekatan Diagram Voronoi di Kawasan Industri MM2100.
2.2. Jaringan
Jaringan komputer adalah sebuah sistem operasi yang terdiri atas sejumlah komputer dan perangkat jaringan lainnya yang bekerja bersama-sama, dengan saling berkomunikasi, berbagi sumber daya, dan dapat mengakses informasi, untuk mencapai suatu tujuan yang sama atau suatu jaringan kerja yang terdiri dari titik-titik (nodes) yang terhubung satu sama lain, dengan atau tanpa menggunakan kabel. Masing-masing node berfungsi sebagai stasiun kerja (workstation / client), sementara salah satu node lainnya sebagai media jasa atau server, yaitu yang mengatur fungsi tertentu dari node lainnya.
Dalam komunikasi jaringan komputer lebar pita jaringan (bandwidth) sangat mempengaruhui kecepatan transfer pada jaringan itu sendiri (Zander, Armitage, & Branch, 2007, p.45). Sehingga lebar pita jaringan sangat perlu diperhatikan untuk mencapai jaringan yang diinginkan.
Adapun jaringan komputer terbagi menjadi empat jenis (Benner, 2012, p.6). Berikut adalah ulasan jenis jaringan komputer:
A. Jenis jaringan komputer berdasarkan jangkauan :
1. LAN (Local Area Network), yaitu jaringan komputer yang memiliki jangkauan cukup sempit. Biasa digunakan di perkantoran, kampus, sekolah, dan area-area tak terlalu besar lainnya.
2. MAN (Metropolitan Area Network), yaitu jaringan komputer dengan jangkauan sekitar 50 kilometer. Jaringan ini kerap digunakan perusahaan atau sekolah dalam jarak yang cukup jauh, semisal antarkota.
3. WAN (Wide Area Network), yaitu jaringan komputer yang jangkauannya cukup luas hingga antarnegara.
4. Internet (Interconnected Network), yaitu jaringan komputer dengan akses tanpa batas di seluruh dunia.
B. Jenis jaringan komputer berdasarkan fungsi :
1. Client-server, yaitu jaringan komputer yang mengharuskan di dalamnya terdapat perangkat komputer khusus. Adalah komputer client dan komputer server, dua perangkat komputer yang harus ada dalam jaringan client-server yang memiliki fungsi berbeda.
2. Peer-to-peer, yaitu jaringan komputer seluruh perangkat komputer memiliki basis yang sama. Dalam artian, semua komputer bisa menjadi server ataupun client secara bersamaan.
C. Jenis jaringan komputer berdasarkan media transmisi:
1. Jaringan komputer berkabel (wired network), yaitu jaringan komputer yang menggunakan media transmisi berupa kabel saat pertukaran data antar komputer.
2. Jaringan komputer nirkabel (wireless network), yaitu jaringan komputer yang tidak menggunakan kabel saat melakukan pertukaran data dan informasi melainkan menggunakan sinyal radio.
D. Jenis jaringan komputer berdasarkan topologi :
1. Topologi Bus 2. Topologi Ring 3. Topologi Mesh 4. Topologi Star 5. Topologi Tree 2.2.1. Topologi
Dalam jaringan komputer, ada beberapa skema desain struktur komunikasi untuk menghubungkan perangkat seperti topologi ring, mesh, dan bus (Lee et al., 2013, p.153). Skema ini disebut sebagai topologi seperti pada Gambar 2.1.
Gambar 2. 1. Diagram Topologi Jaringan
Berikut ini adalah penjelasan dari topologi yang umum digunakan:
A. Topologi Bus
Kelebihan dan kekurangan :
1. Node – node dihubungkan secara serial sepanjang kabel, dan pada kedua ujung kabel ditutup dengan terminator
2. Sangat sederhana dalam instalasi 3. Sangat ekonomis dalam biaya
4. Paket-paket data saling bersimpangan pada suatu kabel
5. Tidak diperlukan hub, yang banyak diperlukan adalah Tconnector pada setiap ethernet card
6. Problem yang sering terjadi adalah jika salah satu node rusak, maka jaringan keseluruhan dapat down, sehingga seluruh node tidak bisa berkomunikasi dalam jaringan tersebut
B. Topologi Ring
Kelebihan dan kekurangan :
1. Node - node dihubungkan secara serial di sepanjang kabel, dengan bentuk jaringan seperti lingkaran
2. Sangat sederhana dalam layout seperti jenis topologi bus
3. Paket - paket data dapat mengalir dalam satu arah (ke kiri atau ke kanan) sehingga collision atau tabrakan data dapat dihindarkan
C. Topologi Mesh
Kelebihan dan kekurangan :
1. Topologi mesh memiliki hubungan yang berlebihan antara perangkat-perangkat yang ada.
2. Susunannya pada setiap perangkat yang ada di dalam jaringan saling terhubung satu sama lain
3. Jika jumlah peralatan yang terhubung sangat banyak, tentunya ini akan sangat sulit sekali untuk dikendalikan dibandingkan hanya sedikit perangkat saja yang terhubung
D. Topologi Star
Kelebihan dan kekurangan :
1. Setiap node berkomunikasi langsung dengan konsentrator (HUB) 2. Bila setiap paket data yang masuk ke konsentrator (HUB) kemudian di
broadcast ke seluruh node yang terhubung sangat banyak (misalnya
memakai hub 32 port), maka kinerja jaringan akan semakin turun 3. Sangat mudah dikembangkan
4. Jika salah satu ethernet card rusak, atau salah satu kabel pada terminal putus, maka keseluruhhan jaringan masih tetap bisa berkomunikasi atau tidak terjadi down pada jaringan keseluruhan tersebut
5. Tipe kabel yang digunakan biasanya jenis UTP
E. Topologi Tree
Topologi jaringan ini disebut juga sebagai topologi jaringan bertingkat. Topologi ini biasanya digunakan untuk interkoneksi antar sentral dengan hirarki yang berbeda.
Untuk hirarki yang lebih rendah digambarkan pada lokasi yang rendah dan semakin keatas mempunyai hirarki semakin tinggi.
2.2. Fiber Optik
2.2.1. Pengertian Fiber Optik
Serat optik adalah sebuah bahan transparan yang sangat jernih, atau kabel yang terbuat dari bahan kaca atau plastik yang dapat digunakan untuk mentransmisikan gelombang cahaya. Bahan yang digunakan oleh serat optik umumnya adalah kaca silika yang memiliki kejernihan paling tinggi. Terkadang, bahan plastik juga digunakan dalam membuat serat optik, akan tetapi rugi-rugi dayanya masih terlalu besar untuk transmisi jarak jauh.
Sedangkan sistem komunikasi serat optik, atau yang dikenal sebagai SKSO adalah suatu sistem komunikasi untuk mentransmisikan data, suara ataupun video dengan memanfaatkan serat optik sebagai media transmisinya.
Serat optik terdiri dari 3 bagian utama yang dapat dilihat pada Gambar 2.2, yaitu core (inti) dan cladding (selubung inti), dan coating (jaket). Berikut struktur dari kabel serat optik yang lebih kompleks, yang terdiri dari inti (core), selimut/selubung (cladding), jaket (coating), serat kevlar dan cable jacket.
Gambar 2. 2. Struktur kabel fiber optik
Berikut penjelasan perihal lima bagian utama dari struktur kabel fiber optik yang ada pada Gambar 2.2Gambar 2. 2:
1. Inti (Core), adalah tempat/area transmisi cahaya pada fiber optik, baik kaca ataupun plastik. Semakin besar inti, maka semakin banyak cahaya yang dapat ditransmisikan pada fiber.
2. Selimut/selubung (Cladding), terbuat dari serat kaca yang memiliki indeks bias lebih rendah daripada inti (core) agar terjadi pemantulan kembali cahaya yang mengarah keluar dari core dapat kembali ke dalam core lagi, sehingga gelombang cahaya dapat bertransmisi sepanjang serat.
3. Jaket (Coating), coating biasanya terbuat dari beberapa lapisan plastik untuk memberikan kekuatan pada fiber, menyerap guncangan dan memberikan perlindungan ekstra.
4. Serat kevlar, serat ini terbuat dari bahan kevlar yang sangat kuat dan berfungsi untuk menahan optik dari tegangan yang dapat membuat serat pecah dan putus.
5. Cable Jacket, jaket pelindung ini terbuat dari bahan Polyethylene (PE) yang biasa digunakan pada kabel luar ruangan (outdoor). Selain itu bahan
Polyvinyl Chloride (PVC) juga sering digunakan sebagai pelindung pada
kabel dalam ruangan (indoor).
Sistem transmisi serat optik pada prinsipnya sangat sederhana yaitu sebuah sinyal digunakan untuk menimbulkan perubahan-perubahan pada (atau memodulasi) cahaya yang dibangkitkan oleh suatu sumber tertentu, biasanya berupa sebuah laser atau LED (Light Emiting Diode). Kilatan-kilatan cahaya yang berubah-ubah ini merambat dalam serat optik, dan di ujung penerima dikonversikan kembali menjadi sinyal listrik yang merupakan replika sinyal aslinya dengan menggunakan foto elektris. Dengan cara ini sinyal informasi yang dikirimkan dapat diperoleh kembali di ujung penerima.
Gambar 2. 3. Sistem komunikasi serat optik
Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.3, yaitu dimana saat data masuk ke sistem komunikasi serat optik dalam bentuk data biner (101010), maka sistem komunikasi serat optik akan mentransmisikan sinyal cahaya dalam bentuk (On=1,
dan Off=0). Selanjutnya, detektor cahaya pada sisi penerima dapat menangkap sinyal cahaya tersebut dan dikonversikan kembali ke dalam bentuk data. Sehingga data yang diterima oleh penerima akan sama dengan data yang dikirimkan oleh pengirim.
2.2.2. Redaman Transfmisi Fiber Optik
Transmisi cahaya melalui fiber optik memiliki beberapa kendala, yang dapat menyebabkan lemah bahkan hilangnya energi cahaya tersebut pada saat pentransmisian. Tentu hal ini dapat mengganggu proses komunikasi yang terjadi. Akibatnya kualitas dari penyampaian informasi menjadi terhambat, terjadi kerusakan data, serta lambatnya proses pengiriman data. Pada Gambar 2.4 menegaskan analogi dasar dari redaman fiber optik.
Redaman
Dayain Dayaout
Gambar 2. 4. Bagan dasar redaman optik
Berikut adalah rumus dasar dari redaman (attenuation) yang terjadi pada serat optik.
... (2.1) Pada dasarnya penyebab hilangnya energi cahaya pada serat optik ada dua, yaitu inti serat optik tidak cukup jernih (kotor) dan terjadinya pembelokkan cahaya ke arah yang salah. Selain itu, jarak tempuh perjalanan cahaya dari titik pengirim hingga titik penerima juga dapat mengakibatkan redaman yang tinggi sehingga energi cahaya yang diterima menjadi lemah (Chatterjee & Pawlowski,
1999, p.77). Dampaknya latency layanan yang digunakan pun meningkat (Jay, 2011, p.433).
Satuan yang digunakan dalam rasio redaman adalah dB (decibel) yang tidak memiliki dimensi, sedangkan satuan yang digunakan dalam nilai dari suatu
transmit atau receive yang biasa digunakan dalam sistem komunikasi serat optik
adalah dBm (desibel relatif terhadap miliwatt).
Berikut beberapa faktor penyebab menurunnya performansi optik: 1. Absorpsi
Zat kotoran (impurity) apapun yang masih tersisa di dalam bahan inti akan menyerap sebagian dari energi cahaya yang merambat dalam serat optik. Kontamina yang menimbulkan efek paling serius adalah ion-ion hidroksil dan zat-zat logam.
Ion-ion hidroksil sebenarnya adalah wujud lain dari air yang akan menyerap secara besar-besaran energi gelombang dengan panjang 1380nm. Hal ini dapat dilihat pada kurva jendela panjang gelombang pada Gambar 2.5, yang menggambarkan terjadinya redaman terbesar pada panjang gelombang 1380nm akibat besarnya pengaruh absorpsi. Demikian pula, zat-zat logam juga akan menyerap energi gelombang dengan berbagai nilai tertentu.
Untuk menanggulangi hal ini, maka hal yang paling tepat adalah dengan mencegah timbulnya kontaminan atau tertinggalnya zat-zat kotoran di dalam kaca saat proses manufaktur dilakukan. Kandungan kontaminan harus dapat ditekan sekecil mungkin, dengan nilai perbandingan ideal 1 di dalam 109 untuk air, dan 1 di dalam 1010 untuk zat-zat logam.
Gambar 2. 5. Kurva spektrum panjang gelombang fiber optik
Berdasarkan data kurva pada Gambar 2.5, maka panjang gelombang yang dijadikan standar dalam implementasi untuk single mode adalah 1310nm dan 1550nm, sedangkan untuk implementasi multi mode adalah 850nm. Hal tersebut dikarenakan karakteristik fiber optik yang mengalami redaman berupa absorpsi atau penyerapan cahaya dengan nilai besar di luar tiga panjang gelombang tersebut. Misalnya di sekitar panjang gelombang 1400nm mengalami peningkatan redaman yang signifikan, namun saat menuju 1550nm mengalami penurunan redaman fiber optik kembali.
2. Pancaran Rayleigh
Pancaran Rayleigh (Rayleigh Scatter) adalah efek terpencarnya cahaya akibat terjadinya perubahan kecil yang bersifat lokal pada indeks bias bahan inti dan bahan mantel. Dikatakan bersifat lokal karena perubahan tersebut hanya terjadi di lokasi tertentu saja di dalam bahan dan ukuran daerah yang
terkena pengaruh perubahan ini sangat kecil, yaitu kurang dari satu panjang gelombang cahaya.
Terdapat dua hal yang menyebabkan terjadinya fenomena ini, dan keduanya timbul di dalam proses manufaktur. Penyebab pertama, terdapat ketidakmerataan di dalam adonan bahan-bahan pembuat serat optik. Ketidakmerataan dalam jumlah yang sangat kecil dan bersifat acak ini mustahil untuk sepenuhnya dihilangkan. Penyebab kedua adalah pergeseran-pergeseran kecil pada kerapatan bahan yang biasanya terjadi saat kaca silika mulai membeku dan menjadi padat.
Salah satu lokasi efek pancaran Rayleigh diilustrasikan pada Gambar 2.6. Dalam gambar diperlihatkan bahwa cahaya terpecah dan menyebar ke segala arah akibat perubahan indeks bias yang bersifat lokal. Semua komponen pancaran sinar yang sebelumnya merambat dengan sudut datang kurang dari sudut kritis akan dapat menembus mantel dan hilang sebagai rugi daya. Akan tetapi sebagian besar sinar tidak akan melewati daerah cacat lokal tersebut, karena ukurannya memang sangat kecil.
Gambar 2. 6. Fenomena pancaran Rayleigh
3. Pemantulan Fresnel
Ketika sinar cahaya menumbuk sebuah bintik perubahan indeks bias dan terpencar ke segala arah, komponen pancaran yang merambat dengan sudut datang mendekati garis normal (90°) sebagian besar akan menembus bidang perbatasan.
Cahaya Datang
Ujung output serat optik Pemantulan Fresnel
Gambar 2. 7. Prinsip dasar pemantulan Fresnel
Gambar 2. 8. (a) Pemantulan fresnel pada tiga medium; (b) Pemantulan fresnel pada dua medium
Akan tetapi, tidak semua bagian dari cahaya yang datang dengan sudut mendekati garis normal akan menembus bidang perbatasan. Sebagian yang sangat kecil dari cahaya akan terpantul balik di bidang perbatasan. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.7 dan Gambar 2.8, dimana cahaya yang
merambat melalui bidang yang memiliki indeks bias berbeda akan mengalami pemantulan fresnel sebagai rugi-rugi yang ditimbulkan.
4. Dispersi
Dispersi sering juga disebut chromatic dispersion yang merupakan suatu fenomena saat kecepatan fase suatu gelombang bergantung kepada frekuensinya atau pada saat kecepatan grup gelombang tersebut bergantung pada frekuensi. Dispersi terjadi karena cahaya dengan berbagai macam frekuensi mempunyai kecepatan fase yang berbeda-beda, hal ini dapat disebabkan oleh dispersi material dan dispersi pandu gelombang.
Dispersi menyebabkan pemuaian pulsa informasi yang disebabkan beberapa gelombang cahaya merambat dengan kecepatan sampai pada penerima yang berbeda-beda. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.9 yang menunjukkan terjadinya pemuaian sinyal output terhadap sinyal aslinya.
Gambar 2. 9. Efek terjadinya dispersi
Dispersi dapat mempengaruhi data menjadi rusak, terutama pada data yang memiliki kerapatan tajam atau frekuensi tinggi, sehingga interferensi data dapat ditimbulkan akibat peristiwa ini dan menyebabkan penerima akan bimbang terhadap data yang diterimanya. Hal ini dapat dilihat pada Gambar
2.10 dimana data yang diterima mengalami overlap antara data yang satu dengan yang lainnya yang disebabkan oleh pemuaian dispersi.
Gambar 2. 10. Interferensi data akibat dispersi pada frekuensi tinggi
Selain itu, seperti yang diketahui bahwa sebuah serat optik yang dapat melewati lebih dari satu modus transmisi disebut sebagai serat optik modus jamak (multi mode – MM). Maka dari itu beberapa mode optik yang merambat pada serat optik mode jamak akan melalui jalur yang berbeda-beda. Akibatnya beberapa mode sinyal tersebut akan sampai pada waktu yang berbeda-beda, maka hal ini akan menimbulkan efek dispersi, yang dikenal dengan dispersi intermodus (intermodal dispersion).
Untuk mengatasi dispersi intermodus ada dua cara. Cara pertama adalah dengan merancang serat optik sedemikian rupa sehingga modus-modus dapat merambat di dalamnya dengan kecepatan yang sama dengan serat optik indeks bergradasi (graded index – GI) yang dapat dilihat pada Gambar 2.11. Sedangkan cara kedua adalah dengan menyisakan hanya satu modus tunggal saja di dalam serat dan menghilangkan semua modus lainnya, hal itu dilakukan dengan menekan ukuran diameter inti/core sekecil mungkin.
5. Macrobend (lekukan skala makro)
Lekukan tajam pada sebuah kabel serat optik dapat menyebabkan timbulnya rugi daya yang cukup serius, dan lebih jauh lagi kemungkinan terjadinya kerusakan mekanis pada serat optik.
Gambar 2. 12. Macrobend
Seperti yang diketahui pada Gambar 2.12, bahwa sudut datang yang melebihi sudut kritis akan aman merambat di dalam serat optik. Akan tetapi jika inti dilengkungkan, maka garis normal akan berubah mengikuti permukaan inti. Akibatnya sinar yang tadinya merambat secara aman pada inti, kini tidak lagi demikian, sudut datangnya menjadi kurang dari sudut kritis dan mengakibatkan sinar dapat menembus inti dan keluar dari serat
optik. Semakin tajam (semakin kecil jari-jari) lengkungan, maka besar rugi-rugi daya yang timbul.
6. Microbend (lekukan skala mikro)
Pada dasarnya permasalahan ini sama dengan lekukan yang terjadi pada macrobend, hanya saja ukuran lekukan dan penyebab terjadinya berbeda. Jari-jari yang timbul pada kasus ini adalah sama atau kurang dari garis tengah sebuah serat optik, dan memang sangat kecil.
Gambar 2. 13. Microbend
Permasalahan microbend pada umumnya timbul di dalam proses manufaktur. Penyebab yang biasa dijumpai adalah perbedaan laju pemuaian (dan penyusutan) antara serat optik dan lapisan-lapisan pelindung luarnya (jaket) yang dapat dilihat pada Gambar 2.13. Ketika kabel serat optik menjadi terlalu dingin, lapisan jaket maupun bagian inti/mantel akan mengalami penyusutan atau memendek. Jika bagian inti/mantel menyusut lebih lambat dari lapisan jaketnya, maka bagian inti/mantel akan bergeser dari posisi relatif semula dan hal ini dapat menimbulkan lekukan-lekukan. Fenomena ini dikenal sebagai microbend.
2.3. Link Loss
Link Loss atau redaman koneksi adalah teori yang digunakan untuk
mengukur atau menghitung redaman yang terjadi sepanjang sebuah kabel optik (The Fiber Optic Association). Teori ini biasa digunakan dalam perencanaan pembangunan jaringan akses berbasis serat optik, dimana perhitungan ini bertujuan untuk memastikan kelayakan atau tidaknya sebuah jaringan akses serat optik sebelum direalisasikan. Parameter yang digunakan untuk teori perhitungan
Link Loss adalah sebagai berikut:
Fiber Loss (dB) = Attenuation * Cable Distance ... (2.2)
Nilai atenuasi untuk kabel serat optik jenis single mode pada umumnya adalah 0,4 dB/km, dengan nilai atenuasi maksimal yang masih dapat diterima adalah sebesar 0,5 dB/km.
Connector Loss (dB) = 0.2 * Number of Connector ... (2.3)
Nilai redaman pada konektor pada umumnya adalah 0,3 db, dengan toleransi redaman maksimal adalah 0,75 dB.
Splice Loss (dB) = 0.1 * Number of Splice ... (2.4)
Sementara untuk nilai redaman maksimal yang diperbolehkan pada sambungan atau splice adalah 0,1 dB. (The Fiber Optic Association).
Total Link Loss (dB) = (Fiber Loss) + (Connector Loss) + (Splice Loss) Average Link Loss (dB/km) = Total Link Loss (dB) / Cable Distance (km)
Semua nilai redaman adalah menurut ketetapan dari standar internasional EIA/TIA 568, dimana nilai tersebut juga menjadi salah satu standar acuan bagi penyedia layanan yang menggunakan jaringan akses berbasis kabel serat optik.
Pengukuran redaman menggunakan perhitungan teori Link Loss dilakukan sebagai bahan uji validitas teori dan sebagai acuan kelayakan jalur akses fiber optik.
2.4. OTDR (Optical Time Domain Reflectometer)
OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) merupakan suatu alat yang dapat mengukur karakteristik dari suatu kabel fiber optik. OTDR disebut juga sebagai alat optoelektronik yaitu suatu alat elektronik yang bekerja pada optikal cahaya. Adapun karakteristik yang diukur oleh OTDR adalah mengukur panjang kabel, mengukur total redaman cahaya pada fiber optik, dan juga mendeteksi adanya degradasi power output dari sumber cahaya laser pada fiber optik.
Cara kerja OTDR adalah dengan mengirimkan denyutan sumber cahaya laser ke dalam suatu serta optik yang sedang diuji, kemudian mengukur waktu yang diperlukan pada saat mendapat sinar pantul balik dari penerima. Persamaan yang digunakan pada OTDR ada pada Persamaan 2.5.
Jarak
=
... (2.5)
Di mana:
c = kecepatan cahaya dalam ruang hampa (3 x 108 m/s) t = waktu
Gambar 2. 14. Bentuk asli OTDR
Gambar 2.14 merupakan OTDR yang sering digunakan saat ini, terutama oleh teknisi yang bekerja dalam pencarian fiber optik yang putus. Pada awalnya OTDR berdimensi besar dan sulit dibawa, namun seiring berkembangnya teknologi, kini OTDR mudah dibawa ke manapun dan juga ringan.
Gambar 2. 15. Contoh hasil output OTDR
Pada pengukuran fiber optik menggunakan OTDR, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu, adanya redaman yang ditandai adanya pantulan dahulu
lalu nilainya turun, dan juga pantulan ujung yang diakhiri dengan adanya noise, seperti pada Gambar 2.15.
Gambar 2. 16. Terjadinya ghost reflection
Namun ada hal yang perlu diperhatikan dalam pengukuran redaman menggunakan OTDR adalah saat terjadinya “ghost reflection” seperti pada Gambar 2.16, yaitu terdapatnya sinar pantulan yang sangat besar karena jarak kabel yang sangat pendek sehingga terjadi transmisi ulang sampai menemukan titik akhir (Taeyeon, Ealgoo, & Jaehong, 2005, p.363).
2.5. FTTx
Fiber-to-the-x (FTTx) adalah sebuah istilah umum yang ditujukan kepada
arsitektur jaringan broadband yang menggunakan kabel serat optik untuk menyediakan baik semua atau sebagian dari local loop yang digunakan untuk
koneksi "last mile" pada jaringan telekomunikasi, dimana “x” menunjukkan terminasi terakhir dari kabel serat optik tersebut (Zhu et al., 2010, p.11118).
Beberapa definisi yang ada tentang FTTx dibedakan menurut terminasinya adalah sebagai berikut:
a. FTTH (Fiber To The Home)
Terminasi fiber terletak di depan rumah, biasanya berbentuk sebuah box kecil.
b. FTTB (Fiber To The Building)
Terminasi fiber biasanya terletak di depan gedung atau di dalam basement gedung, di dalam ruang telekomunikasi gedung.
c. FTTP (Fiber To The Premise)
Istilah FTTP ini biasanya digunakan sebagai pengganti FTTH atau FTTB.
d. FTTC (Fiber To The Curb / Cabinet)
Terminasi kabel optik terletak biasanya di depan gedung, terletak di trotoar (curb), berupa tiang Pole, atau kotak berukuran kabinet (Cabinet).
e. FTTN (Fiber To The Network / Node)
Hampir serupa dengan FTTC, namun letak terminasi dengan lokasi tujuan lebih jauh, dengan jarak bisa mencapai beberapa ratus meter hingga kilometer. Dari lokasi terminasi kabel fiber hingga bangunan tujuan biasanya dilanjutkan menggunakan koneksi kabel tembaga. Pada Gambar 2.17 dijelaskan diagram ilustrasi desain jaringan kabel optik pada terminasi FTTx.
Gambar 2. 17. Ilustrasi Jalur Kabel Optik dengan terminasi FTTx
2.6. Hirarki Desain Fiber Optik
Dalam desain dan implementasi jaringan fiber optik, perlu diperhatikan hirarkinya. Hirarki yang dimaksud adalah susunan atau urutan dari yang berkapasitas besar hingga kecil. Adapun urutan hirarki yang digunakan dalam fiber optik pada umumnya:
1. POP (Point of Presence), merupakan suatu titik stasiun relay atau repeater yang bertujuan untuk memperluas jangkauan suatu penyedia layanan internet.
2. MD (Main Distribution), merupakan terminal distribusi utama berkapasitas besar yang digunakan untuk terminasi kabel fiber optik utama menuju titik distribusi dengan kapasitas kabel berukuran sedang.
3. DP (Distribution Point), merupakan terminal titik distribusi yang menghubungkan antara kabel primer berkapasitas sedang dan kabel berkapasitas kecil untuk didistribusikan ke pelanggan.
4. CPE (Customer Premise Equipment), merupakan terminal atau peralatan yang terletak di pelanggan.
2.7. Diagram Voronoi
Salah satu kemampuan yang perlu dikembangkan dalam pembelajaran geometri di sekolah adalah kemampuan spatial reasoning. Ada beberapa cara cara yang dapat dilakukan oleh guru dalam hal ini, salah satunya adalah dengan menggunakan konsep diagram voronoi.
Diagram voronoi adalah salah satu cabang ilmu yang dipelajari dalam ilmu geometri komputasi yang muncul pada abad ke 17. Diagram voronoi pertama kali di pikirkan oleh Rene Descartes pada tahun 1644 dan digunakan oleh Dirichlet pada tahun 1850. Kemudian Voronoi pada tahun 1907 mengembangkannya ke dalam dimesi yang lebih tinggi. Walaupun demikian, Voronoi dan Dirichlet adalah orang yang pertama kali memperkenalkan konsep diagram voronoi secara formal. Mereka menerapkan konsep tersebut dalam kajian bentuk kuadrat. Hasil dari studi tersebut kemudian disebut Dirichlet tessellation atau Voronoi diagram. Salah satu penggunaan diagram voronoi yang paling spektakuler adalah analisis penyakit kolera di London pada tahun 1854, dimana fisikawan John Snow menemukan hubungan yang kuat anatara kematian dengan penggunaan air pompa yang terinfeksi di Broad Street.
Selain itu, tools dalam desain arsitektural dapat diperoleh dari diagram matematis Voronoi yang membahas kasus umum n-dimensional. Grafik ini menyediakan semua informasi yang berkaitan dengan jarak antara satu set poin (atau benda pada umumnya). Contoh dalam membaca peta, dapat diketahui rumah
sakit mana yang paling dekat dari lokasi pasien dengan mengibaratkan titik pada diagram Voronoi sebagai rumah sakit dan titik lain sebagai lokasi pasien berada. Adapun bentuk dari diagram voronoi ada pada Gambar 2.18:
Gambar 2. 18. Diagram Voronoi
Misalkan P = {p1, p2, p3,…, pn} suatu himpunan titik di suatu bidang (atau dalam ruang berdimensi lain), yang disebut sites. Didefinisikan V(pi), sel Voronoi untuk pi sebagai himpunan titik q yang lebih dekat ke pi, dibandingkan ke site lainnya. Sehingga, sel Voronoi untuk pi, didefinisikan dengan:
V(pi) = {q | jarak (pi, q) < jarak(pj, q, untuk j ≠ i)}
Jadi diagram voronoi dari suatu himpunan titik merupakan pembagian planar oleh sel-sel voronoi dari titik-titik tersebut.
Diagram voronoi merupakan matematika komputasi geometri, yang digunakan dalam menganalisa dan melakukan desain terhadap masalah geometri. Pada dasarnya algoritma diagram voronoi adalah dengan membagi wilayah masing-masing himpunan dalam suatu bidang planar menjadi beberapa bagian yang memiliki hubungan dengan himpunan lokasi di sebelahnya saja serta memiliki jarak sama panjang terhadapnya.
Diagram voronoi terdiri dari tiga bagian utama yang membentuknya, yaitu
face n (sisi), edge e (tepi), dan vertex v (titik pertemuan antar garis tepi). Di mana
setiap sisi mewakili dari poligon voronoi yang berisi satu himpunan. Selain itu, dalam diagram voronoi juga ada istilah convex hull yang merupakan suatu poligon yang tersusun dari subset himpunan atau titik. Suatu poligon dikatakan convex jika tidak ada garis antar himpunan yang memotong garis yang menghubungkan antar titik himpunan dalam satu kelompoknya.
Setiap satu sel voronoi merupakan n-1 persimpangan poligon, jika n adalah jumlah site/himpunan, seperti pada gambar 2.19. Dimana titik P merupakan himpunan inti terhadap himpunan lainnya, sehingga jumlah garis persimpangan adalah n-1 terhadap jumlah himpunan. Hal tersebut merupakan langkah yang dilakukan dalam pembentukan sel voronoi.
Gambar 2. 19. Persimpangan antar himpunan P terhadap himpunan lain
Pada setiap tepi (edge) e terdapat dua titik sudut, serta dalam setiap vertex setidaknya terhubung oleh tiga tepi (edge). Sehingga menjadi 2e ≥ 3v, jika
direlasikan dengan dengan persamaan Euler (n + v - e ≥ 2) , maka persamaannya menjadi e ≤ 3n – 6 dan v ≤ 2n - 4.
Pada aplikasinya, diagram voronoi dapat digunakan untuk beberapa aplikasi, diantaranya dapat digunakan untuk mengetahui lokasi strategis dari toko waralaba (Mendes & Themido, 2004, p.15), strukturisasi data secara geometris (Aurenhammer, 1991, p.348), mengoptimasikan sinyal seluler pada suatu lokasi (Okabe & Suzuki, 1997, p.446), serta optimasi desain jaringan fiber optik PON (Agata & Nishimura, 2009, p.5).
