Perancangan Jaringan Sistem Komunikasi Fiber Optic Untuk Aplikasi Digital Billboard di Kota Cimahi

Digital Billboard di Kota Cimahi

Mochamad Yana Hardiman

Akademi Teknik Telekomunikasi Sandhy Putra Jakarta Jln. Daan Mogot Km. 11, Jakarta Barat 11710

yana_jadid@yahoo.com

฀ Mobilitas yang sangat tinggi dari user pada era sekarang ini berimplikasi

pada kebutuhan user akan informasi kapan dan dimanapun user berada, termasuk di jalan raya. Billboard yang selama ini kita lihat secara umum bersifat statis sehingga tidak menjadi efektif lagi sebagai sarana yang signifikan mempengaruhi user di era digital ini. Maka munculah digital billboard, untuk bisa mentrasmisikan informasi multimedia, maka diperlukan bandwidth yang lebar, media transmisi yang handal yang dapat mentransmisikan data rate yang tinggi untuk digital billboard, dalam tugas akhir ini digunakan fiber optik untuk perancangan jaringan.

Pencarian informasi pemasangan digital billboard melibatkan tiga dinas Pemkot Cimahi terkait yaitu, Dinas penyehatan lingkungan dan kebersihan, Dinas Pendapatan Daerah, dan Badan pembangunan daerah dengan meminta beberapa data dan wawancara. Survey dilakukan untuk mengetahui kondisi real. Topologi optimum didapatkan dengan menggunakan algoritma prim. Mencari perangkat eksisting untuk optik dan pendukung jaringan. Perhitungan manual dan juga Microsoft excell untuk sinkronisasi hasil perhitungan Power Link Budget dan Rise Time Budget. Perhitungan bit rate transmisi yang outputnya didapatkan line coding yang tepat, perhitungan bit rate digital billboard terakhir memperkirakan waktu transfer delay total selama proses pengiriman data.

Hasil dari pemkot diperbolehkan 12 digital billboard, satu titik ditolak karena termasuk daerah khusus. Optik melalui jalur jalan raya dengan pemasangan di bawah tanah. Topologi kombinasi bus dan star yang menggunakan

13.36 km fiber optik Multimode Graded Index. Power Link Budget titik terdekat Server BITC ke Pintu Gerbang Baros 1 terpenuhi dengan Pin receiver 34.428 dB, dan power margin sebesar -28.572 dBm dan rise time budget terpenuhi Ttotal = 62.71497248 ns, dengan bit rate transmisi di bawah 11.1 Mbps dengan line coding NRZ, bit rate digital billboard 43.2 Mbps, Total Waktu Transfer dari BITC ke BAROS 1 sebesar 9.059 sekon untuk file sebesar 10 Mbyte dari server..

Kata Kunci:Digital Billboard,Rise Time Budget,Power Link Budget,NRZ,Bit rate,Multimode

฀ User’s high mobility in the present era implies the user’s need for

information, whenever and wherever he/she stands, including in the roadways. A billboard seen so far is generally static so that it ineffectively becomes significant tools which affect user in this digital era. Digital Billboard functions to transmit multimedia information. To transmit them, wide bandwidth, which is reliable transmission media, is needed. However, the digital billboard in the present research used optical fiber for network designing.

The information searching about digital billboard installation involved three (3) institutions of Cimahi local administration; those are environmental sanitation and hygiene services (Dinas penyehatan lingkungan dan kebersihan), Regional Revenue Office (Dinas Pendapatan Daerah), and Regional Development Agencies (Badan Pembangunan Daerah) by seeking several data as well as interviews. Surveying was performed to recognize the real condition. Optimum Topology was gained by using algorithm prim. The next step is by searching existing device for optic and networking support. Then, manual and Microsoft Excel calculation were performed to synchronize the calculation of power Link Budget and Rise Time Budget. The calculation of bit rate transmission of which the output gained a correct line coding, the latest calculation of digital Billboard bit rate estimated total time delay transfer during the process of data transferring.

The result of the local administration permitted twelve (12) digital billboards, with the rejection of one point by the local administration since it belongs to specific area. The optics via highway was installed underground. Topology with the combination of bus and star was using 13.36 km fiber optic multimode Graded Index. The closest point of Power link budget is Server BITC to Pintu Gerbang Baros. The Pin receiver fulfilled 34.428 dB, and power Margin in the amount of - 28.572 dBm and rise time budget fulfilled Ttotal = 62.71497248 ns, with transmission bit rate below 11.1 Mbps with line coding NRZ, bit rate digital billboard 43.2 Mbps, the Total Time to transfer from BITC to BAROS 1 is 9.059 seconds for 10 Mbyte of files from server. Keywords: Digital Billboard,Rise Time Budget,Power Link Budget,NRZ, Bit rate,

Multimode

PENDAHULUAN

komunikasi yang memungkinkan untuk

I.

Latar Belakang

melakukan tripleplay pada digital billboard Informasi yang akan menjadi trend

adalah jaringan fiber optik. Fiber optik masa kini dan mendatang adalah

sebagai media transmisi fisik guided channel informasi

memiliki jangkauan dari 550 meter sampai tripleplay/broadband dengan bandwidth

yang

bersifat

ratusan kilometer lebih jauh dibandingkan yang lebar sehingga dapat ditransmisikan

jenis saluran transmisi yang lain, dengan informasi voice, data, dan multimedia

frekuensi mencapai 10^14 GHz, tahan dalam kapasitas yang besar dengan delay

interferensi yang semakin kecil dan juga BER yang

terhadap

elektromagnetik/immunty from kecil. Billboard pun tidak akan bersifat

elektomagnetic interference (EMI) dan dapat statis lagi, yang muncul adalah digital

mengirim data pada kecepatan yang lebih billboard yang bersifat dinamis yang

tinggi. Pemilihan Kota Cimahi dikarenakan dapat mengakomodir informasi tripleplay

belum adanya jaringan fiber optik untuk yaitu voice, data, dan multimedia dengan

aplikasi digital billboard di Kota Cimahi, resolusi gambar yang tinggi karena

selain itu juga karena Kota Cimahi informasi ditransmisikan melalui kanal

merupakan kota urban dari kota Bandung, yang memiliki bandwidth yang besar.

begitu pentingnya kota urban Cimahi bagi Digital

kota Bandung, dan kota ini cukup besar berkembang kedepan karena promosi

pertumbuhan ekonomi dari perdagangan dan akan lebih efektif dan lebih menarik bagi

juga dari sektor wisata. Diharapkan dengan user, terbukti dengan begitu semaraknya

adanya pemasangan digital billboard di Kota pemakaian digital billboard di luar negeri

Cimahi akan menambah nilai tambah bagi terutama

sektor birokrasi, ekonomi, dan juga sektor sedangkan di Indonesia masih belum

terlalu banyak hanya kota-kota besar

tertentu seperti, Bandung, Jakarta, dan Tujuan Penelitian

Surabaya. Informasi dalam digital

1. Terbentuknya perancangan topologi jaringan billboard akan semakin berkualitas,

optik yang tepat untuk digital billboard di update, dan mudah penggantian content

Kota Cimahi.

parameter perancangan dengan melakukan setting dari satu server

informasi dalam digital billboard karena

2. Mendapatkan

jaringan fiber optik terutama yang terkait maka digital billboard dalam suatu

dengan Power Link Budget dan Rise Time jaringan akan berubah secara broadcast

Budget yang paling tepat dalam perancangan ataupun hanya untuk digital billboard

jaringan sesuai dengan informasi, kebutuhan tertentu, dan akan berdampak pada

bandwidth, dan jarak transmsi. revenue

3. Menentukan kebutuhan komponen perangkat pemerintah yang memasang informasi

jaringan untuk digital billboard. pada digital billboard.

4. Menjadi blue print/rekomendasi perancangan jaringan fiber optik bagi perusahaan Perancangan

jaringan

sistem

videotron LED digital billboard, pemerintah videotron LED digital billboard, pemerintah

kombinasi dari topologi jaringan yang ada. meningkatkan pendapatan/revenue bagi

7. Daya sinyal output Server Konstan. pihak yang terkait.

8. Tidak membahas masalah kondisi eksisting dikarenakan

belum

didapatkan data

Rumusan Masalah

perancangan jaringan optik digital billboard

1. Bagaimana menghitung Link Budget dalam suatu kota menggunakan fiber optik yang dibutuhkan dalam perancangan

dan keterbatasan pengambilan data pada jaringan system komunikasi optic sesuai

perusahaan digital billboard. dengan pemetaan pemasangan digital

9. Tidak membahas masalah modulasi. billboard yang diijinkan di kota cimahi.

10. Tidak membahas masalah cost.

2. Bagaimana Rise Time Budget Optik dari

11. Tidak membahas sampai kepada aspek perancangan jaringan

bangunan dan tata penempatan dalam jalan.

3. Bagaimana memberikan addressing dari

12. Tidak dibahas masalah detail sistem setiap display digital billboard sehingga

perangkat pada internal server, client dan akan mudah pengaturan di server

digital billboard dikarenakan keterbatasan

4. Bagaimana kebutuhan jumlah perangkat

data.

seperti; repeater,switch,server,

konektor,dan splitter

II. DASAR TEORI

5. Bagaimana topologi jaringan fiber optic Konsep Dasar

untuk perancangan yang paling sesuai di Sistem transmisi serat optik memilki kota cimahi

tiga komponen, yaitu sumber cahaya, media

6. Berapakah besar bit rate yang bisa

fotodetektor. Dengan dilewatkan

transmisi

dan

memasang sumber cahaya di salah satu

7. Berapakah besar delay yang terjadi saat ujung serat optik dan sebuah fotodetektor di pengiriman data ujung yang lainnya maka akan diperoleh

Batasan Masalah

sistem tranmisi, seperti yang terlihat pada

1. Perancangan jaringan sistem komunikasi

gambar.

optik ini hanya untuk di Kota Cimahi dan hanya untuk aplikasi digital billboard.

2. Tidak dibahas interkoneksi server dengan kota lain.

3. Jumlah server hanya satu di Kota Cimahi

dengan jumlah node display sesuai dengan yang diijinkan di Kota Cimahi.

Gambar 2.1 Konfigurasi Sistem Komunikasi

4. Tidak membahas masalah keamanan jaringan.

Optik Media optik

5. Masalah yang menjadi fokus dalam sistem komunikasi optik yang dibahas

sebagai media transmisi memiliki adalah parameter link budget dan rise

banyak kelebihan dibandingkan dengan time budget.

kabel tembaga maupun gelombang radio.

6. Topologi jaringan tidak hanya fixed satu Media serat optik memiliki bandwidth yang 6. Topologi jaringan tidak hanya fixed satu Media serat optik memiliki bandwidth yang

inti(core), selubung yang mengelilingi lebih tinggi. Serat optik memiliki

inti(cladding) dan pembungkus yang redaman yang rendah dibandingkan

mengelilingi cladding(coating), seperti yang dengan redaman pada kabel tembaga,

ditunjukan oleh gambar. sekalipun pada frekuensi tinggi. Media transmisi serat optik tahan terhadap interferensi elektromagnetik sehingga tidak menyebabkan distorsi. Kelebihan yang lain dari media transmisi serat optik

adalah ukurannya kecil, ringan dan aman atau tidak mudah disadap.

Gambar 2.2 Struktur Fiber Optik

Tujuan dari sebuah sistem

Karakteristik Serat Optik

komunikasi adalah mengirimkan sinyal Performansi sistem komunikasi serat pesan dari sebuah sumber informasi

optik dipengaruhi oleh parameter redaman dalam bentuk yang telah dikenal oleh

yang menentukan jarak tempuh sinyal optik user. Untuk melakukannya, transmitter

yang dapat ditransmisikan dan dispersi yang memodifikasi sinyal pesan ke dalam

menentukan besarnya laju data. bentuk yang cocok sesuai dengan kanal

Redaman

yang dilaluinya yaitu sinyal pembawa Dalam merancang sistem transmisi serat (sinyal carrier). Proses ini pada akhirnya

optik, redaman mempunyai peranan yang kita sebut sebagai modulasi. Receiver

sangat penting. Redaman menentukan jarak kemudian mengembalikan sinyal pesan

trasmisi maksimum antara transmitter dan yang sudah ditransmisikan melalui kanal

receiver, dan juga menentukan banyaknya menjadi sinyal pesan seperti bentuk yang

repeater dan margin daya yang diperlukan semula.

dalam sebuah link. Redaman sinyal dalam Proses yang terjadi pada receiver

serat optik dinyatakan dalam decibel. ini disebut dengan demodulasi. Kanal

Redaman pada serat optik disebabkan oleh transmisi merupakan medium yang

tiga mekanisme, yaitu absorpsi, hamburan melewatkan informasi dari transmitter ke

Rayleigh dan Bending.

receiver. Sistem komunikasi optik secara

konsep sama dengan sistem komunikasi

Parameter Unjuk Kerja Sistem Power

jenis lain pada umumnya, namun yang

Link Budget

membedakannya adalah pada sistem komunikasi optik, sinyal informasi

Power Budget adalah perhitungan dibawa oleh cahaya.

daya yang dilakukan pada suatu sistem

Serat Optik

transmisi yang didasarkan pada karakteristik Serat optik

merupakan suatu saluran(redaman), sumber optik dan dielektrik pandu gelombang yang

sensitivitas fotodetektor. Perhitungan daya digunakan untuk merambatkan energi

sinyal diformulasikan dengan persamaan:

Ptx – Prx = Ms + αtotal ……

Ttotal   i

Ttotal : Rise time sistem keseluruhan ti : rise time kontributor ttx : rise time sumber optik/pemancar tmat : rise time dispersi material fiber

tmod : rise time dispersi modus fiber Gambar 2.3 Power Link Budget

twg : rise time dispersi pandu gelombang trx : rise time detektor optik/penerima

Daya diterima detector:

Rise time dispersi = pelebaran pulsa karena PR =PS-AT

d pe σ

AT = 2 αc + n αsp + αf L + MS (3) 2 2 2 Ttotal  ttx  trx  tf ……………(5)

PS : daya optik dipancarkan dari sumber ujung fiber [dBm]

Ttotal = rise time total sistem PR : daya diterima detektor [dBm]

AT : redaman otal B]

Addressing TCP/IP

α : loss ko ek o [dB/ h] α p : loss splice [dB/bh]

αf : konstanta redaman fiber [dB/Km] L : panjang link [Km] MS : margin sistem [dB]

Rise Time Budget

Rise Time Budget bertujuan untuk menganalisis kemampuan komponen sistem yang menjamin bahwa sistem yang didesain dapat melayani bit rate transmisi yang ditrasmisikan, maka dilakukan

perhitungan rise time budget ini. Dalam

Pengalamatan IPv4

persamaan berikut

Alamat IP dalam hal ini adalah perhitungan untuk rise time budget sistem

ini

dituliskan

digunakan untuk yang didesain.

IPv4(RFC1166)

mengidentifikasi interface jaringan pada host computer. Untuk memudahkan kita dalam

Untuk menentukan pembatasan dispersi membaca dan mengingat suatu alamat IPv4, link fiber optik. maka umumnya penamaan yang digunakan Rise time sistem keseluruhan : adalah berdasarkan bilangan decimal atau

sering disebut sebagai notasi dotted decimal.

IPv4 memiliki sifat yang dikenal memperagakan video telah ditemukan. sebagai : unriable, connectionless,

Dengan komputer, sistem televisi, video datagram delivery service. IP address

clips, dan media streaming juga dapat merupakan bilangan biner 32 bit yang

ditampilkan denganmeningkatkan kualitas dipisahkan dengan tanda pemisah berupa

hardware dari komputer, yaitu processor, titik setiap 8 bit nya. Tiap 8 bit ini disebut

kecepatan, storage, capacity, dan broadband sebagai octet. Untuk memudahkan

access internet. Audio Video Interleaver atau pembacaan, penulisan alamat dilakukan

dikenal dengan AVI adalah format dengan angka decimal, misalnya alamat

multimedia yang dikenalkan oleh Microsoft IP 192.168.1.2 yang jika dinyatakan

pada November 1992 sebagai bagian dari dalam bilangan biner menjadi 10

windows technology. File AVI mengadung 0000.1010 1000.0000 0001.0000 0010.

format audio maupun video yang Dari 32 bit ini berarti banyaknya jumlah

memungkinkan synchoronous audio maupun maksimum alamat yang dapat dituliskan

video playback seperti pada format DVD. adalah 2 pangkat 32 atau 4.294.967.296

Files AVI dapat mensupport multiple alamat. Bentuk IP address adalah sebagai

streaming audio dan video.

e ku :( e p ym ol ”x” d p digantikan dengan angka 0 atau 1). Akan

tetapi dari 32 bit ini tidak boleh semuanya III. PERANCANGAN JARINGAN DAN

angka 0 atau 1(0.0.0.0 digunakan untuk

PARAMETER INPUT OPTIK

jaringan yang tidak di kenal dan Gambar 3.1 Flowchart Pengerjaan Penelitian 255.255.255.255

3.1 Digital Billboard PT Lintas Mediatama

Reklame Megatron Nideotron/Large xxxxxxxx. xxxxxxxx. xxxxxxxx.

Elektronik Display (LED) adalah reklame xxxxxxxx.

yang menggunakan layar monitor besar Bit

0 8 16 24 berupa program. Reklame atau iklan bersinar 32 dengan gambar dan atau tulisan berwarna

yang dapat berubah-ubah, terprogram dan Byte 1

Byte 2

Byte 3

Byte 4 difungsikan

dengan tenaga Listrik.

Merupakan Outdoor advertising / reklame Gambar 2.4 Skema Pengalamatan IPV4

luar ruang. Sebuah media digital yang saat

Aplikasi Video

ini mulai banyak diaplikasikan di kota-kota besar di Indonesia. Media ini sebagai media

Video adalah teknologi yang informasi dalam menyampaikan pesan- mampu

pesan. Media ini terdiri dari LED (Light menyimpan dan merekonstruksi urutan

menangkap,

memproses,

Emitting Diode) screen dan controlling gambar. Teknologi video pertama kali

Dengan menampilkan dikembangkan untuk sistem televisi

system.

materi/contents yang informatif, sudah pasti tabung sinar katoda. Tetapi kemudian

akan lebih menarik perhatian orang. beberapa teknologi

terbaru

untuk

Termasuk ke dalam golongan Termasuk ke dalam golongan

tahapannya adalah; produk, jasa, atau kegiatan tertentu, dan 1. Ttransmitter sesuai dengan Ttransmitter

dapat ditempatkan di node atau tempat- pada LED yang direkomendasikan oleh PT tempat strategis lainnya. Media small

TELKOM sebesar 2 ns sampai dengan 10 ns. billboard tidak boleh dipergunakan untuk

Asumsi diambil nilai 2 ns karena semakin mengidentifikasi

kecil waktu

atau menunjuk suatu lokasi atau fungsi bangkit akan berpengaruh pada Bit Error tertentu (dan ditempatkan pada node atau

Rate yang semakin handal dan juga bit rate pusat suatu Lingkungan).

yang bisa dilewatkan akan semakin besar.

ime budget diperlukan untuk tujuan 2. Tmaterial ditentukan oleh tiga komponen menganalisis kemampuan komponen

yaitu; Lebar spektral, Dispersi kromatik sistem yang dirancang dapat menjamin

material, dan Panjang Link. Lebar spektral bahwa sistem yang didesain dapat

didapat dari spesifikasi pabrikan sebesar 50 mentransmisikan bit rate yang dirancang,

nm data terlampir di data sheet. Dispersi rise time budget pada Multimode Graded

mengacu pada Index ini sangat perlu dilakukan karena

Kromatik Material

standarisasi International Telecommunicatin adanya keterbatasan akibat pengaruh

union (ITU-T) sebesar 120 ps/nm.km. Jarak dispersi pada saluran transmisi optik.

antara BITC dengan pintu tol BAROS 1 Output akhir dari analisis Rise Time

adalah 220 meter atau 0.22 km. Tmaterial = Budget ini sebagai unjuk kerja jaringan

σλ x Dm x L = 50 m x 120 p / m.km x yang dirancang layak diimplementasikan

0.22 km = 1320 ps Tmaterial= 1.32 ns. dengan salah satunya parameter Rise

Time Budget selain dari Power Link 3. Treceiver didapatkan dari photodetektor Si- Budget yang juga sangat berkontribusi

Pin yang digunakan. Dari data sheet besar menetukan unjuk kerja perancangan

spesifikasi perangkat didapatkan Treceiver jaringan.

sebesar 1 ns untuk operasi gelombang pada Perhitungan Rise Time Budget ini

850 nm.

akan dilakukan antar 2 node point to

point. Diambil sampel titik terdekat. Nilai 4. Tmodus, bergantung pada 3 faktor yaitu: Rise Time Budget akan dipengaruhi 5

Modal distortion bandwidth (Bo) yaitu faktor yaitu: Ttransmitter, Tmaterial,

Bandwidth pada panjang kabel 1 km, faktor Treceiver,

link. Pabrikan gelombang

merekomendasikan nilai modal distortion didapatkan. Setelah Ttotal didapatkan

(Bo) ≥ 200 MHz.Km, ed gk TU-T maka kita akan mengetahui bit rate antar

me ekome d k ≥ 1000 MHz.Km d ≥ node berapa yang bisa dilewatkan dan

2000 MHz.Km. Bo ini akan sangat line coding yang bisa digunakan.

berpengaruh pada Bit Rate yang bisa dilewatkan dalam sistem ini, dengan dasar

Untuk lebih memudahkan

proses

tadi asumsi yang diambil untuk Bo = 2500

MHz.Km atau eqivalen dengan 2.5 (Tw) prosedurnya yang paling panjang GHz.Km. Semakin besar Bo maka akan

dibandingkan dengan Rise Time yang semakin kecil Tmodus dan nilai Ttotal.

lainnya.

Dengan seperti itu maka selisih Ttotal akan semakin jauh terhadap Tsistem yang Mendapatkan nilai V yaitu banyaknya mode artinya sistem layak diimplementasikan

yang merambat dalam Fiber Optik. V = (2 x secara rise time budget dan juga bit rate

π x x N ) / λ. M k j k l -nilainya yang dilewatkan akan semakin besar.

dimasukan ke dalam rumus tersebut V = (2 x Nilai Bo paling tidak dipengaruhi oleh

3.14 x 31.25 µm x 0.29) empat hal yaitu: prosedur pabrikan dalam

/ 850 nm = 66.95=67

pembuatan, komposisi fiber, fiber itu

Mendapatkan nilai indeks bias 1 (Core). NA sendiri, dan design dari Fiber Optik. Jadi untuk dapat melewatkan bit rate yang

= 1 x (2 x Δ)^0.5. de g NA=0.29 dan besar dalam sistem bergantung sekali

Δ=0.01. J d u uk me d p k l 1 = pada 4 hal tadi, jika teknologi rekayasa

((N )^2 / 2 x Δ)^0.5 1 = ((0.29)^2 / 2 x Fiber semakin berkembang dari empat

hal tadi yang sudah disebutkan maka bit Mendapatkan nilai indeks bias 2 (Cladding). rate berapapun yang akan dilewatkan NA = (n1^2 – n2^2)^0.5, untuk mendapatkan menjadi sangat mungkin. Tmodus yang n2 = ((n1^2 – (NA)^2)^0.5, NA= 0.29 dan memberikan kontribusi paling besar

2.050609665,jadi dalam Ttotal. Nilai konstanta q dari n2=((2.050609665)^2- (0.29)^2)^0.5 = 2.03 standarisasi ITU-T dan yang digunakan

n1

TELKOM berada dalam range interval Mendapatkan nilai Tw=Tpandu gelombang = 0<q<1. Secara umum digunakan nilai ((L/c).(n1-n2).(1- (π/V)). J k d l m u

q sebesar meter agak bisa saling menghilangkan

0.7. panjang lintasan dari Server dengan satuan c yaitu m/s, (n1-n2) dan (1- BITC menujupintu BAROS 1 sebesar 220

meter atau 0.22 km. Sesuai dengan (π/V)) d k e d me d d k bersatuan.

Hasil dari Tw dalam dimensi waktu yaitu MHz.Km.

formula Tmodus = (440 x

) km/ Bo

sekon dan setelah itu dikonversi(dikalikan dengan 10^9 ns) agar hasil akhir Tw dalam

Tmodus =(440 x (0.22)^0.7 Km / 2500 ns sama dengan rise time yang lain. Maka Mhz.Km)

Tw = ((220/3 x 10^8) x (2.050609665 - 2.03) = 0.060982966 µs = 60.982966 ns.

x (1 – (3.14/67))) = 1.44054380 x 10^-8 s Tmodus yang sangat berkontribusi paling

nilai tersebut dikonversi ke ns (1.44054380 x besar

10^-8 x 10^9) = 14.4 ns. dibandingkan dengan nilai rise time yang

dalam nilai

akhir

Ttotal

6. Setelah Ttransmitter, Tmaterial, Treceiver, lain, oleh karenanya itu pembahasan rise

Tmodus, dan Tpandu gelombang didapatkan, time Tmodus relatif lebih panjang.

maka dalam tahap ke-enam ini akan dihitung

5. Tpandu gelombang(Tw),

Ttotal rise time budget, rumus total nya, mendapatkan nilai Tpandu gelombang

untuk

Ttotal = ((Ttx)^2 + (Tmat)^2 + (Trx)^2 +

(Tmod)^2 + (Tw)^2)^0.5. Sekarang walaupun kemungkinannya untuk nilai bit masukan

rate maksimum akan menggunakan NRZ selanjutnya ke rumus Ttotal tersebut. Dari

dan bit rate dibawah threshold maksimum hasil perhitungan pada tahap sebelumnya

sudah pasti dapat dilewatkan. Jika output Ttx = 2 ns, Tmat = 1.32 ns, Trx= 1 ns,

nilai Tsys baik untuk line coding RZ maupun Tmod = 60.982966 ns dan Tw= 14.4 ns.

NRZ lebih besar dari Ttotal maka system ini Masukan input-input rise time budget

bisa diimplementasikan, Rise Time Budget tersebut ke rumus Ttotal = ((2)^2 +

memenuhi, bit rate bisa dilewatkan dalam (1.32)^2 + (1)^2 + (60.982966)^2 +

sytem ini hal yang sama dengan treatment (14.4)^2)^0.5= 62.71383055 ns.

pada kondisi sebelumnya bit rate harus dinaikan

sampai

dengan threshold

7. Mendapatkan output nilai Tsistem. Hal ini maksimum bit rate yang bisa dilewatkan akan berpengaruh pada line coding, RZ

dalam system ini yaitu parameter rise time atau NRZ yang akan kita gunakan, karena

budget terpenuhi (Ttotal<Tsys) dan bit rate

2 tipe line coding itu saja yang digunakan dibawah threshold maksimum sudah pasti dalam sistem komunikasi fiber optik,

dapat dilewatkan. Untuk pertama kali bukan hanya line coding saja tetapi yang

gunakanlah kode RZ apakah Tsys kode RZ penting juga adalah pada bit rate yang

bisa lebih besar dari Ttotal, jika bisa maka bisa dilewatkan dalam sistem ini. Pada

kode RZ bisa diimplementasikan, tetapi jika tahap ini yang menjadi masukan adalah

Tsys RZ lebih kecil dari Ttotal maka RZ bit rate, jika dimasukan bit rate tertentu

tidak bisa diimplementasikan. Sesudah akan didapat dua output nilai Tsistem,

menghitung dan mengetahui RZ tidak bisa, yang pertama output nilai untuk kode RZ

maka akan dilakukan perhitungan Tsys NRZ. dengan memakai formula Tsys=(0.35/Bit

Jika Tsys NRZ lebih besar dari Ttotal maka Rate) dan output nilai yang kedua adalah

system bisa diimplementasikan. Tsys

untuk kode

NRZ dengan

menggunakan formula, Tsys=(0.70/Bit Dari hasil pada langkah ketujuh ini, Rate), jika output nilai Tsys baik untuk

Treshold maksimum bit rate yang bisa line coding RZ maupun NRZ lebih kecil

dilewatkan dalam system transmisi dari dari Ttotal maka system ini tidak bisa

server menuju pintu gerbang tol baros yang diimplementasikan, Rise Time Budget

merupakan titik terpendek dari server adalah Tidak memenuhi, bit rate yang

sebesar 11.1 Mbps, apabila bit rate lebih dilewatkan dalam system terlalu besar

besar dari 11.1 Mbps system tidak layak, bisa maka bit rate harus diturunkan sampai

dilihat dengan indikator rise time budget dengan treshold maksimum bit rate yang

yang tidak memenuhi, sedangkan apabila bisa dilewatkan dalam system ini yaitu

dibawah 11.1 Mbps system layak bisa dilihat parameter rise time budget terpenuhi

dengan indikator rise time budget yang (Ttotal<Tsys) bisa RZ atau NRZ

memenuhi. Pada kondisi bit rate maksimum terpenuhi dan layak, bisa saja salah satu

11.1 Mbps didapatkan nilai Tsytem untuk dari dua line coding tersebut yang layak

line coding RZ sebesar 31.5315315 ns, nilai Ttotal pada tahap keenam adalah 62.7149725 line coding RZ sebesar 31.5315315 ns, nilai Ttotal pada tahap keenam adalah 62.7149725

dari Bit Rate terkecil pada Rise Time Budget, system untuk line coding RZ tidak layak.

sensitivitas minimum, tabel hubungan bit Nilai Tsystem untuk line coding NRZ

rate dengan sensitivitas). sebesar

62.7149725 ns, dalam hal ini Ttotal <  Fiber Loss : 2.6 dB/km (Spesifikasi Tsys berarti rise time budget terpenuhi

Perangkat).

memenuhi untuk line coding NRZ dan

system layak diimplementasikan dengan  Konektor : 0.5 dB (Spesifikasi Perangkat). line coding NRZ.

 Splicing Loss : 0.5 dB jika ada (TELKOM 2- Bit rate pada titik terdekat dari server

4 km/haspel).

ini akan memiliki nilai bit rate yang

paling besar dibandingkan dengan 11  Margin System : 6 dB (Teks book). node titik digital billboard lainnya karena

jaraknya yang paling dekat dengan server,  Panjang Link : 220 m = 0.22 km (Server analogi yang sama dengan daya yang

BITC-Pintu Tol Baros 1). mengalami redaman dan berubah terhadap fungsi jarak ini.

Untuk lebih memudahkan proses perhitungan manual yang relatif panjang,

Power Link Budget

tahapannya adalah; Power Link Budget adalah 1. Proses yang pertama kali dilakukan adalah

besarnya daya yang diperlukan untuk mendapatkan nilai power link budget atau dapat

dengan istilah lain namanya required informasi dari satu titik ke titik lainnya,

margin. Power link budget ini didapatkan dimana selama proses transmisi akan

dengan cara melakukan pengurangan power terjadi redaman. Tujuan dari Power Link

output LED terhadap sensitivitas penerima. Budget agar dapat mengestimasi besar

Power link budget = -20 dBm- (-63 dBm) = - daya yang dikirimkan akan lebih besar

20 dBm + 63 dBm = 43 dB. dari redaman dan sampai di penerima akan lebih besar atau sama dengan 2. Kedua adalah melakukan perhitungan sensitivitas penerima.

terhadap semua komponen system loss yang Perhitungan Power Link Budget ini akan

terdiri dari :

dilakukan antar 2 node point to point.

Dalam analisis pembahasan Power Link o Fiber loss, dari standarisasi pabrikan Budget perhitungan untuk titik terdekat.

didapakan nilai fiber loss = 2.6 dB/km. Titik Terdekat adalah Server BITC ke

 Panjang link dari server BITC menuju Pintu Tol Baros 1 sebesar 220 m atau kalau

Pintu masuk atau keluar TOL BAROS 1 dikonversi dalam kilometer sebesar

 Power output LED : -20 dBm (Sesuai

0.22 km, hal ini diperlukan karena fiber loss Spesifikasi Perangkat Pabrikan).

merupakan fungsi redaman 2.6 dB dalam 1 km atau eqivalen dengan 1 km terjadi merupakan fungsi redaman 2.6 dB dalam 1 km atau eqivalen dengan 1 km terjadi

langsung panjang fiber optik sesuai dengan loss dengan panjang link, total fiber loss

kebutuhan. Dalam hal ini tidak ada akan didapatkan. Nilainya sebesar = 2.6

penambahan redaman yang diakibatkan oleh dB/km x 0.22 km = 0.572 dB.

splicing.

o Konektor, dalam hal ini dari Link Server o Margin System yang lebih dikenal dengan BITC menju Pintu Tol BAROS 1 akan

safety margin sesuai dengan teks book dibutuhkan 4 konektor. Satu konektor

teoritis digunakan sebesar interval range 6-8 pada output LED yang merupakan

dB. Margin system yang digunakan diambil komponen berjenis ST, maka semua

yang minimum yaitu 6 dB dengan asumsi perangkat

yang paling kecil berkontribusi untuk disesuaikandengan sumber LED optik

konektor

akan

penambahan redaman pada total sytem loss. yang digunakan dan serat optik

Total sytem loss= Fiber Loss + Konektor + Multimode Graded Index. Konektor Splicing + Margin System kedua pada optical switch yang

menghubungkan langsung dengan sumber Total Sytem loss= 0.572 dB + 2 dB + 0 dB +

LED. Konektor ketiga merupakan output

6 dB = 8.572 dB.

dari optical switch menuju receiver di

3. Mendapatkan Power Margin. Mengurangkan pintu tol BAROS Terakhir konektor

nilai

keempat ada pada perangkat penerima Power Budget pada langkah pertama dengan receiver di Pintu Tol BAROS 1. Dari

Total

keempat konektor

Sytem loss pada langkah kedua. Nilai Power berkontribusi memberikan redaman pada

tersebut

akan

Margin = 43 dB – 8.572 dB = 34.428 dB. system transmisi. Masing –masing

Power Margin adalah besarnya daya konektor ST sesuai dengan data sheet

cadangan yang dimiliki system. Power yang didapat bernilai 0.5 dB. Jadi total

Margin merupakan nilai selisih daya yang redaman konektor = 4 x 0.5 dB = 2 dB.

dipunyai system terhadap sensitivitas minimum. Besarnya selisih daya terima di

o Splicing atau sambungan antar fiber optik receiver dengan sensitivitas minimum. yang diperlukan jikalau satu gulungan

Untuk lebih jelasnya system receiver optik sudah habis. Satu gulungan atau

memilki

dengan nama yang familiar pada fiber 34.428 dB lebih positif dibandingkan dengan optik adalah haspel. Dari standarisasi

sensitivitas minimum receiver. Telkom, 1 haspel rata-rata sepanjang 2-4

km. dengan mengacu pada standarisasi 4. Menghitung nilai Pin yaitu daya yang ITU-T yang terbaru maka asumsi diambil

diterima di fotodetektor. Berbeda dengan

2 km/haspel. Jarak yang dibutuhkan langkah ketiga, pada langkah ketiga di antar node digital billboard tidak lebih

dalam power Budget yang akan dikurangkan dari 2 km. Oleh karena itu setiap antar

pada total loss, nilai daripada Power Budget node digital billboard, fiber optik tidak pada total loss, nilai daripada Power Budget node digital billboard, fiber optik tidak

interval minimum sebesar -63 dBm pada nilai Pin nilai daripada power budget

kondisi normal dengan Pt minimum sebesar - tidak dikurangkan dengan sensitivitas

20 dBm, nilai sensitivitas memilki nilai penerima, jadi power budget dalam

maksimum sebesar -46 dBm pada kondisi menghitung Pin hanya terdiri dari daya

saturasi dengan Pt maksimum. Sumber LED kirim minimum Pt. Pin = -20 dBm –

konstan pada nilai -20 dbm,artinya Pt 8.572 dB = -28.572 dBm. Perbedaan

minimum sama dengan Pt maksimum, hanya antara daya terima di receiver pada

saja harus dihitung lagi nilai Pin pada langkah ketiga, dayanya bersatuan dB dan

kondisi saturasi dimana Pin = Pt maks – pada Pin memiliki satuan dBm. Kedua

Total Loss, Pin = -20 dbm – 8.572 db = - daya ini akan menjadi dua komponen

28.572 dbm. Pin pada kondisi saturasi harus yang sangat penting dalam membuktikan

lebih kecil daripada sensitivitas maksimum, kinerja power budget.

Pin = -28.572 dbm, sensitivitas maksimum -

46 dbm. Seharusnya pada kondisi saturasi Untuk

Pin lebih kecil dari Sensitivitas maksimum keberhasilan daya yang dikirim cukup,

mengatahui

parameter

(Pin < Sensitifitas maksimum) pada kondisi power link budget cukup, ada dua proses.

ini tidak terjadi. Kesimpulan yang bisa Yang pertama nilai dari Power Margin

ditarik kondisi saturasi akan terjadi dimana yang didapat harus lebih besar dari 0 dB

output sumber LED dan sensitivitas berada (Power Margin > 0 dB). Dan yang kedua

dalam range minimum dan maksimum yang nilai Pin harus lebih besar sama dengan

berbeda. Selanjutnya nilai dari Pin akan sensitivitas penerima. Power Margin

berada dalam range interval sensitivitas yang didapatkan pada link server-Pintu

minimum dan sensitivitas maksimun, dalam Tol Baros 1 ini sebesar 34.428 dB, power

dituliskan dengan margin lebih besar dari 0 dB ( 34.428 dB

matematis

bisa

(Sensitivitas minimum < Pin < Sensitivitas > 0 dB) maka daya yang dikirim lebih

maksimum) jika kondisi sumber dan dari cukup, tapi bukan hanya Power

sensitivitas berbeda dalam range interval Margin saja, salah satu komponen yang

maksimum dan minimum dan kondisi berkaitan dengan sensitivitas penerima

saturasi terpenuhi. Perangkat yang dimiliki harus juga diperhitungakan. Pin yang

sumber LED nilai maksimum dan didapatkan sebesar -28.572 dBm. Nilai

minimumya sama maka kondisi saturasi dan sensitivitas minimum sebesar -63 dBm

Pin berada dalam interval sensitivitas pada kondisi normal. Pin lebih besar sama

minimum dan maksimum tidak bisa tercapai. dengan Nilai sensitivitas penerima ( - 28.572 dBm >= -63 dBm) artinya Power

Link Budget yang dihitung telah memenuhi kedua syarat tadi, power link budget

dengan Sumber LED yang digunakan dengan Sumber LED yang digunakan

2. Satu pixel ada 4 LED, asumsi 1 LED menyimpan 2 bit maka bit depth = 4 x 2= 8 bit atau eqivalen dengan 8 bit/pixel, dan

kemungkinan warna yang mungkin muncul adalah 2^8=256 warna per pixel, analisis intensitas setiap LED dinyatakan dalam range (00 01 10

11) pada setiap LED maka intensitas LED akan ada dalam range warna dari (00 01 10

11). Misal 00>off LED dan 11>>on total Gambar 4.1 Redaman Power Link Budget

jelas sekali warna, 01>warna kurang jelas Server BITC- Gerbang Pintu Tol BAROS

sekali, 10>>warna sedikit kurang jelas.

4.3 Perhitungan Bit Rate Digital

Kondisi ini masih bisa merepresentasikan

Billboard Untuk Karakteristik Video

kondisi digital billboard di kondisi realita Bit depth adalah jumlah bit yang

walaupun kurang banyak Maka Bit Rate = digunakan untuk merepresentasikan tiap

(300 x 150) x 8 x 30= 10.8 Mbps per display. titik dalam representasi citra grafis.

Semakin besar jumlah bit yang digunakan

untuk merepresentasikan suatu titik,

semakin banyak warna dan atau bayangan

abu-abu yang dapat dibuat. Semakin besar bit rate maka akan

Gambar 4.2 Display bit depth 8 bit (256 semakin bagus pula kualitas video. Bit

variasi warna) rate adalah jumlah rata-rata dari bit yang

3. Satu pixel ada 4 LED, asumsi 1 LED menyimpan 8 bit maka bit depth = 4 x 8= 32

diterima per detik.

Bit rate digital billboard (bps) = Resolusi bit, atau eqivalen dengan 32 bit/pixel dan

(pixel) x Bit Depth(bit) x Frame Rate(fps) Kemungkinan warna yang mungkin muncul

Bit Rate digital billboard = Resolusi x Bit adalah 2^32=4.294.967.296 warna, analisis Depth x fps

intensitas setiap LED dinyatakan dalam range

1. Satu pixel ada 4 LED, asumsi 1 LED dengan menyimpan 1 bit maka bit depth = 4 x 1 =

sampai

11111111)=(256 x 256 x 256 x 256)=

4 bit atau eqivalen dengan 4 bit/pixel, dan 4.294.967.296 pada setiap LED maka kemungkinan warna yang mungkin

intensitas LED akan ada dalam range warna muncul adalah 2^4=16 warna per pixel,

dari (00000000 sd 11111111). Misal analisis intensitas setiap LED dinyatakan

00000000>>off LED dan 11111111>>on dalan on>1>nyala dan off>0>mati dan

total warna, 00101111>>warna kurang jelas pada kondisi ini tidak mungkin

tertentu dominan, diimplementasikan

10100001>>warna kurang jelas dan warna tertentu dominan yang berbeda dengan 10100001>>warna kurang jelas dan warna tertentu dominan yang berbeda dengan

terjauh Server BITC- Gerbang Timur 9.9 km merepresentasikan

akan memiliki delay 49.5 ns. Waktu transfer billboard dikondisi realita, maka Bit

kondisi

digital

dari Server akan memiliki persamaan= Rate= (300 x 150) x 32 x 30=

(Besar File/bit rate) + delay fiber. Delay

43.2 Mbps per display. fiber sangat kecil maka komponen delay dari fiber bisa diabaikan.

Titik terdekat Server FTP BITC(192.168.0.1) ke Gerbang BAROS1(192.168.0.2) dengan asumsi tidak ada delay pada client menuju digital billboard, dan asumsi besarnya data;

 10 Mega Byte

Gambar 4.3 Display bit depth 32 bit (4.294.967.296 variasi warna)

Maka waktu Transfer titik terdekat = (10 MByte / 11.1 Mbps)=(10 x 1024 x

1024 x 8 bit)/ (11.1 x 1024 x

32 bit (4.294.967.296 variasi warna). 1024 bit /sekon) = 7.2072 sekon. Waktu

Bit depth 32 bit memilki variasi warna pengiriman total 7.2072 sekon akan sampai

yang sangat banyak. Kondisi Bit Depth di client dan artinya data di buffer di client

akan digunakan bit depth sebesar 32 bit dari detik ke-0 selama 7.2072 sekon sampai

ini. Dengan demikian antara client dengan dengan pengiriman data selesai semua.

Digital Billboard akan dilewatkan bit rate Setelah di buffer akan dikirim ke digital

sesuai dengan demand Digital Billboard billboard dengan asumsi mengambil bit rate

43.2 Mbps. Jumlah Light Emitting Diode

43.2 Mbps dari client menuju digital yang dibutuhkan sebanyak = Resolusi x

billboard, bit rate sebesar 43.2 Mbps sesuai (jumlah LED/pixel). Pada true pixel

dengan demand digital billboard, maka sesuai dengan yang dipakai dengan PT

waktu transfer dari client menuju digital Lintas

billboard, Ttrasnfer = (10 MByte / 43.2 merepresentasikan 4 buah LED, yang

Mediatama

1 pixel

Mbps)=(10 x 1024 x 1024 x 8 bit)/(43.2 x terdiri dari 2 warna merah, 1 warna hijau,

1024 x 1024 bit / sekon ) = 1.85185

1 warna biru, maka bisa ditulis s. Ttotal = Ttansfer 1 + Ttransfer 2 = 9.059 s.

(2R1G1B). Jumlah LED = (300 x 150)

Jadi dari

pixel x (4 LED/pixel) = 180.000 LED Server sampai dengan digital billboard untuk setiap Digital Billboard.

selama 9.059 s.  100 Mega Byte

Perhitungan Delay Total Waktu Transfer

Maka waktu Transfer titik terdekat = Delay propagasi pada fiber 5

(100 MByte / 11.1 Mbps)=(100 x 1024 x m k o eko pe k lome e (5μ /km).

1024 x 8 bit)/ (11.1 x 1024 x Dalam jarak terdekat dari Server BITC-

1024 bit / sekon ) = 72.072 sekon. Waktu Gerbang pintu tol Baros 1 sebesar 0.22

pengiriman total 72.072 sekon akan sampai di client dan di buffer selama 72.072 sekon pengiriman total 72.072 sekon akan sampai di client dan di buffer selama 72.072 sekon

client dan di buffer pada client selama 1250 dengan asumsi mengambil bit rate 43.2

Mbps dari client menuju digital billboard, sekon dari detik ke-0 sampai semua data bit rate sebesar 43.2 Mbps sesuai dengan

diterima semua. Setelah di buffer akan demand digital billboard maka waktu

dikirim ke digital billboard dengan asumsi transfer dari client menuju digital

mengambil bit rate 43.2 Mbps dari client billboard Ttrasnfer = (100 MByte /

43.2 menuju digital billboard, bit rate sebesar Mbps)=(100 x 1024 x 1024 x 8 bit)/(43.2

43.2 Mbps sesuai dengan demand digital x 1024 x 1024 bit

billboard maka waktu transfer dari client / sekon ) = 18.5185 s. Ttotal = Ttansfer

menuju digital billboard Ttrasnfer = (100

1 + Ttransfer 2s. Jadi dari Server

MByte /

sampai dengan digital billboard

43.2 Mbps)= 18.5185 s. Ttotal = Ttansfer 1 + selama 90.59 s.

Ttransfer 2 = 1268.5 s. Titik

Gerbang IV. KESIMPULAN DAN SARAN

Timur(192.168.0.13) Asumsi tidak ada

delay pada client menuju digital Kesimpulan

billboard, asumsi besarya data; Kesimpulan yang dapat ditarik dari  10 Mega Byte perancangan jaringan sistem komunikasi fiber optik untuk aplikasi digital billboard di Maka waktu Transfer titik terjauh = (10

Kota Cimahi ini diantaranya adalah: MByte /

1. Topologi

kombinasi Star-Bus yang

0.64 Mbps)= 125 sekon. Waktu merupakan output algoritma prim.

pengiriman total 125 sekon akan sampai

LED, Konektor 125 sekon dari detik ke-0 sampai semua

di client dan di buffer pada client selama 2. Perangkat;

Sumber

ST,d me e o e/ l dd g 62.5/125μm, data terkirimkan semua. Setelah di buffer

Optical switch 5 port,Satu FTP server, 12 akan dikirim ke digital billboard dengan

asumsi mengambil bit rate 43.2 Mbps client PC dan digital billboard,penerima Si. dari client menuju digital billboard, bit 3. Rise Time Budget.titik terdekat 11.1 Mbps

rate sebesar 43.2 Mbps sesuai dengan Line coding NRZ,syarat Ttotal<=Tsystem demand digital billboard maka waktu

transfer dari client menuju digital terpenuhi.Ttotal = 62.71497248 ns dan Tsys billboard Ttrasnfer = (10 MByte /

= 63.06306306 ns.

43.2 Mbps)= 1.85185 s. Ttotal = Ttansfer

4. Power Link Budget,power margin 34.428 s.

1 + Ttransfer 2 =

dB>0 dB,Pin Receiver -28.572 dBm, dua  100 Mega Byte

syarat terpenuhi, redaman bertambah dengan

Maka waktu Transfer titik terjauh = (100 banyaknya optical switch. MByte /

5. Bit Rate Digital Billboard 43.2 Mbps

0.64 Mbps)=1250

sekon.

Waktu Waktu

DAFTAR PUSTAKA

[1]

Keiser, Gerd.1991.Optical Fiber Communications.New

York:McGraw-

Hill.

[2]

Palais, Joseph C.1984.Fiber

Optic

Communications.New Jersey:Prentice- Hall

pengembangan jaringan serat optik di

STT TELKOM.Bandung:Tugas Akhir STT Telkom.

[4]

Amar.2009. Perancangan GPON Lipo Cikarang. Bandung:Tugas Akhir IT Telkom.

[5]

Cimahi,

pemkot.2008.Perencanaan

standarisasi dan tata letak reklame dan

dekorasi kota.Cimahi:Dinas Penyehatan Lingkungan dan Kebersihan(DPLK).

[6]

Munir, Rinaldi.2003.Matematika Diskrit. Bandung:Informatika

[7]

RISTI, TELKOM.2004. Dasar Sistem

Komunikasi

Optik Optical

Access

Network.Bandung:PT Telkom.

[8]

Alwyn,Viviek.2004.Optical Network Design and implementation.ciscopress.com.