## Rancang Bangun Aplikasi Performa Jaringan Komunikasi
Fiber Optic (FO) sebagai Salah Satu Media Transmisi Node B (NB) di Area Malang Berbasis Android
Ahmad Maulana Hakim 1) , Yoyok Heru P. I. 2) , M Nanak Zakaria 3) 1,2,3) Program Studi Jaringan Telekomunikasi Digital, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang Email: 1) aim.hakim1@gmail.com
Abstrak
Fiber optic merupakan media transmisi dengan kemampuan transmisi dalam jumlah besar dan cepat. Fiber optic dipilih menjadi saluran backbone untuk kepentingan telekomunikasi, dalam hal ini penghubung  antar node  b .  Karena  fungsinya  yang  sangat  penting  maka  dari  segi  performa  jaringan perlu  dilakukan  pengawasan  secara  rutin.  Maka  dari  itu,  untuk  mengetahui  performa  jaringan fiber optic diperlukan  aplikasi  performa  jaringan  komunikasi fiber  optic .  Performa  yang  dibahas  dalam penelitian ini yaitu redaman total, Optical Signal to Noise Ratio (OSNR) dan Bit Error Rate (BER). Metode yang digunakan untuk mendapatkan nilai redaman disepanjang kabel dan redaman total yaitu dengan  melakukan  pengukuran  jaringan fiber  optic dengan Optical  Time  Domain  Reflectometer (OTDR).  Setelah melakukan  pengukuran, maka  data  tersebut  diproses  untuk manghasilkan  keluaran berupa  performa  jaringan  yaitu  nilai  redaman  total,  OSNR  dan  BER.  Hasil  keakuratan  dari  kedua perbandingan  tersebut  ditunjukkan  dengan  prosentase  tingkat error .  Berdasarkan  keseluruhan  data yang diuji, didapatkan nilai 5.53% untuk perbandingan antara hasil teori dengan nilai hasil pengukuran dan mendapatkan nilai 5.10% untuk perbandingan antara nilai  pengukuran dengan nilai perhitungan aplikasi. Kemudian hubungan antara redaman total dengan OSNR dan hubungan OSNR dengan BER merupakan hubungan yang berkebalikan.
Kata kunci : Redaman fiber optic, performa jaringan fiber optic, optical link budget.

## I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Meningkatnya jumlah pengguna dan penggunaan  aplikasi  pada smartphone berdampak pada  peningkatan  kebutuhan bandwidth yang  sangat besar.  Sehingga  teknologi  E1  sudah  tidak  mempu memenuhi  kebutuhan  tersebut,  oleh  karena  itu penggunaan media transmisi yang tepat untuk kondisi ini yaitu fiber optic . Fiber optic merupakan media transmisi dengan kemampuan  transmisi  dalam  jumlah  besar  dan  cepat. Fiber  optic dipilih  menjadi  saluran backbone untuk kepentingan telekomunikasi, dalam hal ini penghubung  antar node  b .  Karena  fungsinya  yang sangat penting maka dari segi performa jaringan perlu dilakukan pengawasan secara rutin.
Penelitian  sebelumnya  melakukan  pembuatan sebuah  program  untuk  melakukan  pengukuran  dan analisis loss daya  pada fiber  optic menggunakan matlab  (Anwar,  dkk,  2015),  masih  tergolong  dalam proses  pengukuran  berdasarkan  simulasi  sehingga belum  bisa diimplementasikan  secara  riil di  lapangan untuk membantu engineer . Sedangkan pada penilitian yang  lain  yaitu  analisis  redaman  pada  sistem komunikasi  serat  optik  menggunakan  metode link budget (Wadhana & Setijono, 2010), masih tergolong pada analisa dan perhitungan secara manual sehingga kurang  cepat  dalam  proses  perhitungan  dan analisanya.
Keterbatasan  tersebut  dapat  diatasi  dengan pembuatan  aplikasi  berbasis  android,  dimana  android
merupakan operatingsystem (OS)  yang  umum digunakan oleh smartphone .
Maka  dari  itu,  untuk  mengetahui  performa jaringan fiber  optic diperlukan  aplikasi  performa jaringan komunikasi fiber optic yang berbasis Android untuk  memudahkan  pengguna  dalam  segi  mobilitas yang  sangat  tinggi.  Performa  yang  dibahas  dalam penelitian  ini  yaitu  redaman  total, Optical  Signal  to Noise Ratio (OSNR) dan Bit Error Rate (BER).

## 1.2 Rumusan Masalah
Rumusan  masalah  yang  digunakan  untuk pembuatan  aplikasi  performa  jaringan  komunikasi fiber optic adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana  mendesain  dan  membuat  aplikasi android untuk mengetahui performa jaringan fiber optic ?
2. Bagaimana perbandingan keakuratan hasil aplikasi dengan data hasil pengukuran secara riil?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian mengenai pembuatan aplikasi  performa  jaringan  komunikasi fiber  optic adalah sebagai berikut:
1. Untuk mendefinisikan perencanaan dan pembuatan aplikasi  android  untuk  mengetahui  performa jaringan fiber optic . 2. Untuk membandingkan keakuratan hasil pengujian melalui  aplikasi  dengan  data  hasil  pengukuran secara riil.

## II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Optical Link Budget
Link power budget dijaringan komunikasi serat optik  adalah  alokasi  daya  optik  yang  tersedia  (dari pemancar  menuju  penerima), loss yang  dihasilkan oleh coupling loss,  pelemahan  kabel, splice  loss ,  dan loss  connector untuk  memastikan  bahwa  kekuatan sinyal memadai pada bagian penerima.
Gambar 2.1 Loss model untuk jaringan point-to- point(Keiser, 2003, hal. 267)
Gambar  2.1  menunjukkan  skema  dari hubungan  antara  pemancar  (Tx)  dan  penerima  (Rx) yang terhubung dengan fiber optic serta konektor, dari jalur  tersebut  menunjukkan  bahwa  ada  beberapa  hal yang  turut  menyumbang  nilai loss pada  sebuah  jalur yaitu  jumlah  konektor,  jumlah splice dan  panjang kabel yang digunakan (Keiser, 2003, hal. 267).
Setiap  losses  menggunakan  satuan  decibles (dB), seperti:
𝑙𝑜𝑠𝑠 = 10 log (2.1) Dengan: Loss = Rugi-rugi Pin
= Daya optik yang masuk pada sistem
Pout = Daya optik yang dihasilkan oleh sistem
Sehingga  persamaan  matematis  untuk  daya yang  ditransmisikan  pada  saluran fiber  optic , ditunjukkan pada persamaan (2.2).
𝑃𝑡 = 𝑃𝑠 − 𝑃𝑟
∴ 𝑃𝑡 =   𝑁  ×   𝛼 + 𝛼𝐿 + (2 × 𝛼 ) + 𝑀 + Other loss (2.2)
Dengan:
Pt = Optical power transmit - loss
Ps
= Optical power source Pr = Optical power receive – minimum receiver sensitivity
N
= Jumlah titik sambung ( splice ) αsplice  = Rugi-rugi sambungan 𝛼 con = Rugi-rugi konektor 𝛼 L = Rugi-rugi panjang kabel M 𝛼 = Sistem margin

## 2.2 OSNR
OSNR  merupakan  perbandingan  dari  daya sinyal  yang  dipancarkan  dengan  daya noise yang terjadi saat proses transmisi sinyal optik. Pada kondisi jaringan  WDM long-haul (jaringan  yang  terbentang hingga  ratusan  kilometer)  diperlukan  pemasangan amplifier untuk  meningkatkan  daya  sinyal,  hal  ini terjadi karena adanya nilai OSNR yang menyebabkan pelemahan  daya  sinyal  (Antony  &  Gumaste,  2003, hal.  8).  Jaringan long-haul dipastikan  melewati banyak jalur, dimana tiap jalur memiliki nilai OSNR,
nilai  OSNR  tiap  jalur  ditunjukkan  pada  persamaan (2.3).
𝑂𝑆𝑁𝑅 = (2.3) Dengan: P in = Daya masukan (W) NF = Noise figure tiap jalur (dB) h = Konstanta Planck (6,6260 x 10 -34 ) f = Frekuensi Optik (Hz) 𝐵 = Bandwidthoptical (Hz) 2.3 BER
BER  merupakan  rasio/tingkat error bit  yang ditransmisikan  dari  pemancar  menuju  penerima. Sehingga,  jika  dalam  proses  transmisi  memiliki  nilai BER yang besar maka data yang ditransmisikan akan memiliki  kemungkinan  terjadinya  perubahan  data ketika  ditransmisikan  dan  berdampak  terjadinya kesalahan saat diubah menjadi data orisinal (Antony & Gumaste,  2003,  hal.  7-8).    Secara  matematis ditunjukkan pada persamaan 2.4.
𝐵𝐸𝑅 =  𝑒𝑟𝑓𝑐 √ (2.4)
Dengan:
Q   = Faktor Q (dB)
Karena  pada  persamaan  2.4  terdapat  nilai  Q, maka  selanjutnya  untuk  mendapatkan  nilai  Q  bisa menggunakan persamaan 2.5.
𝑄 = 𝑂𝑆𝑁𝑅 + 10 log (2.5) Dengan: 𝐵 = Optical bandwidth (Hz) 𝐵
= Electrical bandwidth (Hz) 𝑂𝑆𝑁𝑅 = Optica Signal to Noise Ratio (dB) Untuk  mendapatkan  nilai  B o dan  B c dapat menggunakan  persamaan  2.6  yang  merujuk  pada (Roychoudhuri, 2000, hal. 333).
𝐵 = 0.707  ×   𝐵 (2.6) Dengan: 𝐵 = Optical bandwidth (Hz) 𝐵
= Electrical bandwidth (Hz)

## III. METODE PENELITIAN

## 3.1 Tahapan Penelitian
Tahapan  penelitian  yang  dilakukan  dalam pembuatan  aplikasi  ditunjukkan  dalam  Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Diagram alir tahapan penelitian
Penjelasan Gambar 3.1 adalah:
1. Tahap  pertama  yaitu  studi  putaka  android  yang dijadikan  sebagai  pemilihan  aplikasi  akan digunakan.
2. Tahap  kedua  yaitu  studi  pustaka  jaringan fiber optic .
3. Tahap  ketiga  yaitu  merancang  sistem  kerja  untuk merencanakan alur pekerjaan yang akan dilalui.
4. Tahap  keempat  yaitu  penentuan  jalur  dan parameter yang diukur.
5. Tahap  kelima  yaitu  melakukan  pengukuran  core dengan instrument berupa OTDR.
6. Tahap  keenam  yaitu  perancangan  desain  aplikasi dan pembuatan program aplikasi berbasis android.
7. Tahap ketujuh yaitu dilakukan simulasi program.
8. Tahap kedelapan yaitu mengamati dan menganalisa hasil simulasi.
9. Tahap  kesembilan  yaitu  pengambilan  data  dan analisa  hasil  pengujian  dari  aplikasi  yang  telah dibuat.
10. Tahap  terakhir  yaitu  pembuatan  laporan  dan penarikan  kesimpulan  dari  aplikasi  yang  telah dibuat.

## 3.2 Perencanaan Sistem Keseluruhan
Blok  diagram  rancangan  sistem  keseluruhan yang dibuat ditunjukkan dalam Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Blok diagram rancangan sistem keseluruhan Penjelasan Gambar 3.3 adalah: 1. Tahap pertama pembuatan aplikasi FO performance . 2. Tahap  kedua  pengukuran  redaman  jaringan  FO existing .
3. Tahap  ketiga  perhitungan  redaman  total  dan prediksi performa jaringan dengan aplikasi.
4. Tahap  keempat  pengolahan  data  pengukuran  dan data perhitungan.
5. Tahap  kelima  analisa  data  dan  pengambilan keputusan.

## 3.3 Perhitungan Hasil Eksperimen
Perhitungan  hasil  eksperimen  merupakan kumpulan  persamaan  matematis  yang  digunakan untuk  mengolah  data  primer  setelah  didapatkan  dari kegiatan eksperimen.
Untuk perhitungan redaman total menggunakan persamaan 3.1
𝐴 =   𝑁𝑠  ×   𝛼 + (𝛼 × 𝐿) + (𝑁𝑐 × 𝛼 ) + Other loss (3.1) Dengan: A = Redaman total Ns = Jumlah titik sambung ( splice ) Nc
= Jumlah penggunaan konektor αsplice  = Rugi-rugi sambungan 𝛼 con = Rugi-rugi konektor α_long  = Rugi-rugi panjang kabel Untuk  perhitungan  OSNR  menggunakan persamaan 3.2
𝑂𝑆𝑁𝑅 =   301.787 + 𝑃 . − 𝑁𝐹 − 10 log(𝑓) − 100.96 (3.2)
Dengan: OSNR  = Optica Signal to Noise Ratio (dB)
Pin.dBm= Daya masukan (dBm)
NF = Noise figure tiap jalur (dB) f
= Frekuensi optik (Hz)
Studi Pustaka Jaringan Fiber Optic A A Sesuai Pembuatan Laporan Ya Mulai Selesai Mulai Pembuatan aplikasi FO performance
Pengukuran redaman jaringan FO existing
Perhitungan redaman total dan prediksi performa jaringan dengan aplikasi Pengolahan data pengukuran dan data perhitungan Analisa data dan pengambilan kesimpulan Selesai
Untuk  perhitungan  BER  perlu  menggunakan beberapa  persamaan  karena  nilai  yang  didapatkan tidak  bisa  instan.  Langkah  awal  yang  harus  dihitung adalah  nilai  Bc  dengan  persamaan  3.3,  selanjutnya menghitung  nilai  QdB  dengan  persamaan  3.4., kemudian  menghitung  nilai  BER  dengan  persamaan 3.5.
𝐵 = 0.707  ×   𝐵 (3.3) 𝑄 = 𝑂𝑆𝑁𝑅 + 10 log (3.4) 𝐵𝐸𝑅 =  𝑒𝑟𝑓𝑐 √ (3.5) Dengan: BER = Bit Error Rate B_o = Optical bandwidth (Hz)
B_c = Electrical bandwidth (Hz)
QdB = Faktor Q (dB)
OSNR  = Optica Signal to Noise Ratio (dB)

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian Aplikasi
Hasil  pengujian  aplikasi  performa  jaringan komunikasi fiber optic menampilkan screenshoot dari desain  halaman  secara  keseluruhan  yang  sudah dibangun didalam sebuah aplikasi “ FO Performance” . Berikut beberapa tampilan dari aplikasi yang dibuat.
Gambar 4.1 Beberapa tampilan halaman aplikasi
Gambar  4.1  merupakan  contoh  beberapa tampilan  dari  aplikasi  yang  sudah  dibuat.  Mulai  dari sebelah  kiri  merupakan  halaman splash  screen , halaman utama, dan halaman primary data.

## 4.2 Keakuratan Hasil Pengukuran dengan Teori
Nilai  keakuratan  antara  hasil  pengukuran dengan teori ditunjukkan pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Keakuratan hasil pengukuran dengan teori
Keakuratan  hasil  pengukuran  dengan  teori menunjukkan bahwa nilai rata-rata tingkat  error yang didapatkan  sebesar  5.53%.  Nilai  tersebut  didapatkan dari  perbandingan data  hasil pengukuran dengan data perhitungan  berdasarkan  teori.  Kemudian  setelah dibandingkan  nilainya  dimutlakkan  yang  selanjutnya dibandingkan  dengan  teori.  Berdasarkan  data  yang dibandingkan  di  dalam  tabel  dapat  dilihat  bahwa terdapat beberapa  dua kondisi. Kondisi pertama  yaitu nilai  yang  didapatkan  dari  kegiatan  pengukuran memiliki  nilai  redaman  yang  lebih  besar  dari  nilai redaman  yang  didapatkan  berdasarkan  perhitungan, sedangkan kondisi yang lain yaitu nilai redaman yang didapatkan  berdasarkan  perhitungan  lebih  besar  dari nilai  redaman  yang  didapatkan  dari  kegiatan pengukuran.

## 4.3 Keakuratan Hasil Pengukuran dengan Aplikasi
Nilai  keakuratan  antara  hasil  pengukuran dengan aplikasi ditunjukkan pada Tabel 4.2. Tabel 4.2 Keakuratan hasil pengukuran dengan aplikasi
Berdasarkan  pengujian  keakuratan  hasil pengukuran  dengan  hasil  aplikasi  terdapat beberapa core yang  nilai error melebihi  batas  yang  ditentukan sepesti  pada core 26  jalur  HUT  Malang  –  Tulusrejo sebesar 15.58%, setelah diamati ternyata tingkat error sebesar  itu  dikarenakan  pada  pengukuran  bernilai
0.357  lebih  kecil  daripada  nilai  perhitungan  aplikasi sehingga core tersebut  memiliki  kualitas  yang  baik. Maka  pengamatan  data  tetap  harus  memperhatikan perbandingan  antara  kedua  kondisi  tersebut.  Jika terdapat  sebuah core degan  nilai error yang  relatif besar maka lakukan pengamatan mengenai nilai mana yang lebih besar antara nilai hasil pengukuran dengan nilai hasil perhitungan aplikasi. Nilai rata-rata tingkat error yang didapatkan dari hasil pengujian ini sebesar 5.10%.

## 4.4 Hubungan Redaman, OSNR dan BER
Hubungan  antara  redaman  dengan  OSNR, untuk    hubungan  antara  OSNR  dengan  BER ditunjukkan  dalam  tabel  dan grafik  yang  ditunjukkan sebagai sebagai berikut.
Tabel  4.3 Sorting data  rekap  redaman,  OSNR  dan BER
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara redaman dengan
OSNR
Tabel 4.4 Simulasi data untuk hubungan antara OSNR dengan BER
Gambar 4.3 Grafik simulasi hubungan antara OSNR dengan BER V. PENUTUP

## 5.1 Kesimpulan
Dari  hasil  pengujian  dan  pembahasan  aplikasi performa  jaringan  komunikasi fiber  optic dapat diperoleh beberapa kesimpulan, yaitu:
1. Hasil  keakuratan  dari  perbandingan  antara  hasil pengukuran  dengan  teori  ditunjukkan  dengan prosentase tingkat error , didapatkan nilai rata-rata tingkat error sebesar 5.53%.
2. Sedangkan  hasil  keakuratan  dari  perbandingan antara  nilai  pengukuran  menggunakan  OTDR dengan  nilai  perhitungan  aplikasi  ditunjukkan dengan prosentase tingkat error , didapatkan nilai rata-rata tingkat error sebesar 5.10%.
3. Berdasarkan  data  yang  diuji menunjukkan  adanya hubungan  antara  redaman  dengan  OSNR  yaitu semakin  tinggi  nilai  redaman  maka  menyebabkan turunnya  nilai OSNR dan berlaku sebaliknya. Hal ini  dibuktikan  dengan  nilai  redaman  sebesar  1.89 dB  memiliki  nilai  OSNR  sebesar  48.338  dB, sedangkan  untuk  nilai  redaman  sebesar  13.90  dB memiliki nilai OSNR sebesar 36.331 dB.
4. Berdasarkan data yang diuji juga hubungan antara OSNR  dengan  BER  tidak  begitu  tampak  karena nilai  OSNR  yang  relatif  tinggi  sehingga menghasilkan BER bernilai 0. Sehingga berdasarkan  data  simulasi  hubungan OSNR  dan
35.000 40.000 45.000 50.000 0.00 5.00 10.00 15.00 O SN R Redaman Hubungan Antara Redaman dengan OSNR 0.00E+00 1.00E-254 1.00E-192 1.00E-130 1.00E-68 0 10 20 30 40 BE R OSNR (dB) Simulasi Hubungan Antara OSNR dengan BER
BER  menunjukkan  adanya  hubungan  antara keduanya  yaitu  semakin  tinggi  nilai  OSNR  maka menyebabkan  turunnya  nilai  BER.  Hal  ini dibuktikan  dengan  nilai  OSNR  sebesar  2  dB memiliki nilai BER sebesar 2.2 x 10-4, sedangkan untuk  nilai  OSNR  sebesar  38  dB  memiliki  nilai BER sebesar 0.

## 5.2 Saran
Saran  untuk  perbaikan  dan  pengembangan sistem yang sudah dibuat adalah:
1. Dapat  dikembangkan  lagi  dengan  menambahkan beberapa  fitur  baru  seperti  penambahan  hasil keluaran berupa grafik sehingga dapat menyerupai OTDR secara praktis.
2. Penambahan  parameter  pada  bagian  masukan, proses  analisa  dan  hasil  pemrosesan  agar  data yang  diolah  menjadi  lebih  luas  dan  mencakup banyak hal terkait fiber optic
3. Proses memasukkan  data masih  dilakukan secara manual, maka kedepannya dapat dilakukan secara otomatis dengan melakukan import file dari hasil pengukuran OTDR.
4. Aplikasi  dapat  dikembangkan  ke  sistem  operasi lain seperti IOS.

## DAFTAR PUSTAKA
Agrawal,  G.  P.  (2002).  Fiber-Optic  Communications System,  Third  Edition.  British:  John  Wiley  & Sons, Inc. Antony,  T.,  &  Gumaste,  A.  (2003,  2  7).  DWDM Network  Designs  and  Engineering  Solutions. Dipetik  2  7,  2017,  dari  ciscopress.com: http://www.ciscopress.com/articles/printerfriendl y/30886
Anwar,  R.,  Rosmiati,  M.,  &  Zani,  T.  (2015).
Pembuatan  Aplikasi  Pengukuran  Dan  Analisis Loss  Daya  Fiber  Optik  Menggunakan  Matlab. Jurnal  Tugas  Akhir,  Teknik  Komputer,
Universitas Telkom.
Badriyah,  T.  (2007).  Lecturer  Pens.  Dipetik  Februari 4,  2017,  dari  Lecturer  Pens  Web  site: http://tessy.lecturer.pens.ac.id/kuliah/db2/klasifik asi.pdf
Bonaventura,  G.  (2010).  Optical  Fibers,  Cables  and Systems. Geneva: ITU-T Manual.
Chomycz, B. (2009). Planning Fiber Optics Networks. New York: McGraw-Hill Companies, Inc. GN  Nettest.  (2000).  Understanding  OTDRs,  Part
#33881 Rev. A. New York: GN Nettest.
Hakim, A. M., & Rahman, M. I. (2016). Instalasi dan Aplikasi  Fiber  Optic  (FO)  Sebagai  Komunikasi Node  B  (NB)  di  Area  Malang.  Malang: Politeknik Negeri Malang. Keiser, G. (2003). Optical Communication Essentials. New York: McGraw-Hill Book Co. Kothari,  C.  R.  (2004).  Research  Methodology Methods  and  Techniques  (Ssecond  ed.).  New
Delhi: New Age International Publishers.
Meier,  R.  (2012).  Professional  Android  4  Aplication
Development.  Indianapolis:  John  Wiley  &  Sons Inc. Roychoudhuri, C. (2000). Fiber Optic Telecommunication. Dalam N. Massa, Fundamentals of Photonics (hal. 333). Springfield: University of Connecticut.
Wadhana,  E.  K.,  &  Setijono,  H.  (2010).  Analisa Redaman  Serat  Optik  Terhadap  Kinerja  Sistem Komunikasi  Serat  Optik  Menggunakan  Metode Optical  Link  Power  Budget.  Jurnal  Skripsi, Jurusan  Teknik  Fisika,  Institut  Teknologi Sepuluh November.