## Jurnal Materi dan Pembelajaran Fisika
ISSN 2089-6158 (Print) 2620-3944 (Online) Volume 10, Nomor 1, pp. 54-59 2020 DOI : https://doi.org/10.20961/jmpf.v10i1.45642 URL : https://jurnal.uns.ac.id/jmpf/article/view/45642
Pengembangan Software Pengukur Performa Jaringan Komunikasi Fiber Optic sebagai Alternatif Transmisi Node B berbasis Android
Ervian Arif Muhafid 1*
1 Program Studi Fisika Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen Jalan  Kusuma No.75 Bumirejo, Kebumen, Jawa Tengah, Indonesia
*Corresponding author e-mail: rvian.a.muhafid@umnu.ac.id
Info Artikel

## ABSTRAK
Riwayat Artikel : Diterima 29 Mei 2020 Disetujui 26 Juni 2020 Diterbitkan 29 Mei 2020 Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengembangan software android  untuk  mengukur  performa  jaringan fiber  optic dan  untuk membandingkan keakuratan hasil pengujian melalui aplikasi dengan data hasil pengukuran  secara  riil.  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 menghasilkan keluaran berupa performa jaringan yaitu nilai redaman total, OSNR dan BER. Hasil keakuratan dari kedua perbandingan tersebut ditunjukkan dengan prosentase tingkat error . Berdasarkan hasil penelitian, pengembangan dilakukan melalui tahapan (1) studi pustaka android yang dijadikan sebagai pemilihan aplikasi akan digunakan; (2) studi  pustaka  jaringan  fiber  optic;  (3)  merancang  sistem  kerja  untuk merencanakan  alur  pekerjaan  yang  akan  dilalui;  (4)  penentuan  jalur  dan parameter  yang  diukur;  (5)  melakukan  pengukuran  core  dengan  instrumen berupa OTDR; (6) perancangan desain aplikasi dan pembuatan program aplikasi berbasis  android;  (7)  dilakukan  simulasi  program;  (8)  mengamati  dan menganalisa  hasil  simulasi;  (9)  pengambilan  data  dan  analisa  hasil  pengujian dari  aplikasi  yang  telah  dibuat;  (10)  pembuatan  laporan  dan  penarikan kesimpulan  dari  aplikasi  yang  telah  dibuat.  perbandingan  keakuratan  hasil aplikasi dengan data hasil pengukuran secara riil didapatkan nilai 5.53% untuk perbandingan antara hasil teori dengan nilai hasil pengukuran dan mendapatkan nilai 5.10%.
Kata Kunci: Fiber optic;
Optical link budget;
Performa.

## PENDAHULUAN
Jumlah  pengguna  dan  penggunaan  aplikasi pada smartphone berdampak  pada  peningkatan kebutuhan bandwidth yang  sangat  besar.  Sehingga teknologi  E1  sudah  tidak  mampu  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
© 2020 The Authors This  is  an  open  access  article  under  the  CC  BY license

## Jurnal Materi dan Pembelajaran Fisika (JMPF)
Volume10, Nomor 1, pp. 54-59 2020
untuk membantu engineer . Sedangkan pada penelitian  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 operating  system (OS)  yang  umum digunakan  oleh smartphone .  Maka  dari  itu,  untuk mengukur  performa  jaringan fiber  optic diperlukan software  pengukur    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). 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 1 Loss model untuk jaringan point-to-point (Sumber: Keiser, 2003)
Gambar 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 decibels (dB), seperti:
𝑙𝑜𝑠𝑠 = 10 𝑙𝑜𝑔 𝑙𝑜𝑔 𝑃𝑜𝑢𝑡 𝑃𝑖𝑛 [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).
𝑃𝑡 = 𝑃𝑠 − 𝑃𝑟
∴ 𝑃𝑡 =   (𝑁  ×   𝛼 𝑠𝑝𝑙𝑖𝑐𝑒 ) + 𝛼𝐿 + (2 × 𝛼 𝑐𝑜𝑛 ) + 𝑀 𝛼 + 𝑂𝑡ℎ𝑒𝑟 𝑙𝑜𝑠𝑠
[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
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). Jaringan long-haul dipastikan melewati banyak jalur, dimana tiap jalur memiliki nilai OSNR, nilai OSNR tiap jalur ditunjukkan pada persamaan (3).
𝑂𝑆𝑁𝑅 = 𝑃𝑖𝑛 𝑁𝐹ℎ𝑓𝐵𝑜 [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 𝑜 = Bandwidth Optical (Hz)
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).    Secara  matematis  ditunjukkan pada persamaan 4.
𝐵𝐸𝑅 = 1 2 𝑒𝑟𝑓𝑐  ( 𝑄 √2 ) [4]
Dengan: Q = Faktor Q (dB)
Karena  pada  persamaan  2.4  terdapat  nilai  Q, maka  selanjutnya  untuk  mendapatkan  nilai  Q  bisa menggunakan persamaan 5.
𝑄 𝑑𝐵 = 𝑂𝑆𝑁𝑅 + 10 𝑙𝑜𝑔 𝑙𝑜𝑔 𝐵𝑜 𝐵𝑐 [5]
Dengan:
𝐵 𝑜 = Optical bandwidth (Hz) 𝐵 𝑐 = Electrical bandwidth (Hz) 𝑂𝑆𝑁𝑅 = Optica Signal to Noise Ratio (dB)

## Jurnal Materi dan Pembelajaran Fisika (JMPF)
Volume10, Nomor 1, pp. 54-59 2020
Untuk  mendapatkan  nilai  B o dan  B c dapat menggunakan  persamaan  2.6  yang  merujuk  pada (Roychoudhuri, 2000, hal. 333).
𝐵 𝑐 = 0.707  ×   𝐵 𝑜 [6]
Dengan:
𝐵 𝑜 = Optical bandwidth (Hz) 𝐵 𝑐 = Electrical bandwidth (Hz)
Rumusan  masalah  yang  digunakan  untuk pembuatan  software  pengukur    performa  jaringan komunikasi fiber  optic adalah  (1)  Bagaimana mengembangkan software  android untuk  mengukur performa  jaringan fiber  optic ?;  (2)  Bagaimana perbandingan  keakuratan  hasil  aplikasi  dengan  data hasil  pengukuran  secara  riil? Serta  tujuan  penelitian mengenai  pembuatan  software  pengukur    performa jaringan komunikasi fiber optic (1) untuk mengetahui pengembangan software  android untuk  mengukur performa jaringan fiber optic ; (2) untuk membandingkan  keakuratan  hasil  pengujian  melalui aplikasi dengan data hasil pengukuran secara riil.

## METODE

## 2.1. Tahapan Penelitian
Tahapan penelitian yang dilakukan dalam pembuatan  aplikasi  ditunjukkan  dalam  Gambar 2.
Gambar 2. Diagram alir tahapan penelitian
Penjelasan Gambar 2 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 instrumen 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.

## 2.2. Perencanaan Sistem Keseluruhan
Blok  diagram  rancangan  sistem  keseluruhan yang dibuat ditunjukkan dalam Gambar 3.

## Gambar 3 Blok diagram rancangan sistem keseluruhan
Penjelasan Gambar 3 adalah: 1. Tahap pertama pembuatan aplikasi FO performance .

## Jurnal Materi dan Pembelajaran Fisika (JMPF)
Volume10, Nomor 1, pp. 54-59 2020
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.

## 2.3. 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:
𝐴 =   (𝑁𝑠  ×   𝛼 𝑠𝑝𝑙𝑖𝑐𝑒 ) + (𝛼 𝑙𝑜𝑛𝑔 × 𝐿) + (𝑁𝑐 × 𝛼 𝑐𝑜𝑛 ) + 𝑂𝑡ℎ𝑒𝑟 𝑙𝑜𝑠𝑠
[7]
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:
𝑂𝑆𝑁𝑅 𝑑𝐵 =   301.787 + 𝑃 𝑖𝑛.𝑑𝐵𝑚 − 𝑁𝐹 − 10
𝑙𝑜𝑔 𝑙𝑜𝑔 (𝑓)   − 100.96
[8]
Dengan: OSNR = Optica Signal to Noise Ratio (dB) Pin.dBm= Daya masukan (dBm) NF = Noise figure tiap jalur (dB) f = Frekuensi optik (Hz)
Untuk  perhitungan  BER  perlu  menggunakan beberapa  persamaan  karena  nilai  yang  didapatkan tidak bisa instan. Langkah awal yang harus dihitung adalah  nilai  Bc  dengan  persamaan  (9),  selanjutnya menghitung  nilai  QdB  dengan  persamaan  (10)., kemudian  menghitung  nilai BER dengan persamaan (11).
𝐵 𝑐 = 0.707  ×   𝐵 𝑜 [9]
𝑄 𝑑𝐵 = 𝑂𝑆𝑁𝑅 + 10 𝑙𝑜𝑔 𝑙𝑜𝑔 𝐵𝑜 𝐵𝑐 [10] 𝐵𝐸𝑅 = 1 2 𝑒𝑟𝑓𝑐  ( 𝑄 √2 ) [11]
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)

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Hasil Pengujian Aplikasi
Hasil pengujian software pengukur  performa jaringan  komunikasi    fiber  optic  menampilkan screenshot  dari  desain  halaman  secara  keseluruhan yang sudah dibangun di dalam sebuah aplikasi “FO Performance”.  Berikut  beberapa  tampilan  dari aplikasi yang dibuat.

## Gambar 4 Beberapa tampilan halaman aplikasi
Gambar  4  merupakan  contoh  beberapa tampilan dari aplikasi yang sudah dibuat. Mulai dari sebelah  kiri  merupakan  halaman splash  screen , halaman utama, dan halaman primary data.

## 3.2. Keakuratan Hasil Pengukuran dengan Teori
Berdasarkan  pengukuran  di  lapangan  Nilai 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.
3.3. Keakuratan Hasil Pengukuran dengan Aplikasi
Berdasarkan  pengujian  keakuratan  hasil pengukuran  dengan  hasil  aplikasi  terdapat  beberapa core yang nilai error melebihi batas yang ditentukan

## Jurnal Materi dan Pembelajaran Fisika (JMPF)
Volume10, Nomor 1, pp. 54-59 2020
seperti pada core 26 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 dengan 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%.

## 3.4. Hubungan Redaman, OSNR dan BER
Hubungan  antara  redaman  dengan  OSNR, untuk  hubungan  antara  OSNR  dengan  BER ditunjukkan  dalam  grafik  yang  ditunjukkan  sebagai sebagai berikut.
Gambar 5. Grafik hubungan antara redaman dengan OSNR
Tabel 1. Simulasi data untuk hubungan antara OSNR dengan BER

## Gambar 6. Grafik simulasi hubungan antara OSNR dengan BER

## KESIMPULAN
Dari hasil pengujian dan pembahasan software pengukur  performa jaringan komunikasi fiber optic dapat diperoleh beberapa kesimpulan,  yaitu: a). (1) studi  pustaka  android  yang  dijadikan  sebagai pemilihan aplikasi akan digunakan; (2) studi pustaka jaringan  fiber  optic;  (3)  merancang  sistem  kerja untuk  merencanakan  alur  pekerjaan  yang  akan dilalui;  (4)  penentuan  jalur  dan  parameter  yang diukur;  (5)  melakukan  pengukuran  core  dengan instrumen  berupa  OTDR;  (6)  perancangan  desain aplikasi  dan  pembuatan  program  aplikasi  berbasis android;  (7)  dilakukan  simulasi  program;  (8) mengamati  dan  menganalisa  hasil  simulasi;  (9) pengambilan  data  dan  analisa  hasil  pengujian  dari aplikasi  yang  telah  dibuat;  (10)  pembuatan  laporan dan  penarikan  kesimpulan  dari  aplikasi  yang  telah dibuat.;  b)  Hasil  keakuratan  dari  perbandingan antara  hasil  pengukuran  dengan  pengukuran  riil ditunjukkan  dengan  prosentase  tingkat error , didapatkan  nilai  rata-rata  tingkat error sebesar 5.53%. 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%.
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;
35,000 40,000 45,000 50,000 0,00 5,00 10,00 15,00 OS N R Redaman Hubungan Antara Redaman dengan OSNR 0,00E+00 1,00E-272 1,00E-228 1,00E-184 1,00E-140 1,00E-96 1,00E-52 1,00E-08 0 10 20 30 40 B ER OSNR (dB) Simulasi Hubungan Antara OSNR dengan BER
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). DWDM network designs and
engineering solutions . http://www.ciscopress.com/articles/printerfrien dly/30886, 9 April 2020 Anwar,  R.,  Rosmiati,  M.,  &  Zani,  T.  (2015). Pembuatan aplikasi pengukuran dan analisis loss daya  fiber  optik  menggunakan  matlab. Jurnal Tugas Akhir . Universitas Telkom, Bandung. Badriyah,  T.  (2007). Lecturer  pens .,  dari  Lecturer Pens
Web
site: http://tessy.lecturer.pens.ac.id/kuliah/db2/klasif ikasi.pdf , 9 April 2020 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. Keiser, G. (2003). Optical communication essentials . New York: McGraw-Hill Book Co. Kothari,  C.  R.  (2004). Research  methodology methods and techniques 2 th ed. . New Delhi: New Age International Publishers. Meier, R. (2012). Professional android 4 application development . Indianapolis: John Wiley  & Sons Inc. Muhafid, E.A & Primadi, M.R. (2014). Pengembangan  alat  eksperimen  bunyi  dengan sistem  akuisisi  data  berbasis  smartphone android. Jurnal Fisika 4 (2), ISSN 2088-2509. Roychoudhuri, C. (2000). Fiber optic telecommunication. dalam n. massa, fundamentals of photonics . 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 , Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya.