Penggunaan Serat Optik di Industri: WIMAX dan Data Center Menuju Teknologi Hijau

Tulisan ini dibuat oleh rekan-rekan saya dari Magister Manajemen Telekomunikasi & Magister Manajemen Tenaga Listrik dan Energi Universitas Indonesia yaitu Darmawan Apriyadi, Brury Sulandra & Bobby Riantori untuk memenuhi tugas mata kuliah Pemodelan & Simulasi Lanjut yang wajib dimuat di media massa atau blog. Formatnya sudah saya ubah tapi isinya kurang lebih masih original, selamat menikmati dan semoga dapat bermanfaat 😀

 Abstrak

Seperti yang kita ketahui bersama, bahwa manusia mengembangkan budaya dan merevolusi teknologi sesuai dengan kebutuhan manusia. Seiring perkembangan zaman, muncul revolusi digitalisasi pada perkembangan teknologi komunikasi hingga komputerisasi yang diciptakan oleh manusia untuk mempermudah pekerjaan menjadi lebih efektif dan efisien. Media komunikasi digital pada dasarnya hanya adatiga, yaitu tembaga, udara dan kaca. Tembaga kita kenal sebagai media komunikasisejak lama, telah berevolusi dari hanya penghantar listrik menjadi penghantar elektromagnetik yang membawa pesan, suara, gambar dan data digital.Berkembangnya teknologi frekuensi radio menambah alternatif lain media komunikasi, kita sebut nirkabel atau wireless, sebuah komunikasi dengan udarasebagai penghantar. Tahun 1980-an kita mulai mengenal media komunikasi yanglain yang sekarang menjadi tulang punggung komunikasi dunia, yaitu serat optik, sebuah media yang memanfaatkan pulsa cahaya dalam sebuah ruang kaca berbentuk kabel.

Tentunya, padasaat sekarang ini, kabel fiber optic atau kabel serat optik telah mengubah wajah teknologi industri informasi. penggunaan fiber optik untuk jalur komunikasi digital, jauh lebih efektif dan lebih menghemat biaya, mutu dan waktu. Selain itu, keuntungan fiber optik pada green Data Center adalah pemanfaatan energi yang lebih rendah konektivitas optik 10G memberikan kontribusi untuk performa yang lebih ramah lingkungan dan juga optimasi jalur pemanfaatan ruang yang diperlukan untuk mendukung mobilitas green data center.

Kata kunci : fiber optic, serat optik, frekuensi radio, teknologi industri informasi
1. PENDAHULUAN

1.1 DEFINISI SERAT OPTIK

Serat optik merupakan helaian optik murni yang sangat tipis  (tebalnya setipis rambut manusia) dan dapat membawa data informasi digital untuk jarak jauh. Helaian tipis ini tersusun dalam bundelan yang dinamakan kabel serat optik dan berfungsi mentransmisikan cahaya hamper tanpa kerugaian. Artinya, cahaya yang berhasil dikirim dari suatu tempat ke tempat lain hanya mengalami kehilangan sinyal dalam jumlah yang sangat sedikit.

Gambar 1. Konstruksi kabel serat optik

Bagian-bagian sebuah serat optik tunggal terdiri dari inti (Kaca tipis yang berada ditengah serat yang digunakan sebagai jalan cahaya), Pembungkus (bagian optikal terluar yang mengelilingi inti yang berfungsi untuk memantulkan cahaya kembali ke inti), serta jaket penyangga (jaket plastic yang melindungi serat dari temperature dan kerusakan). Ratusan atau ribuan serat optik ini kemudian disusun dalam bundelan kabel. Bundel ini masih dilindungi oleh bagian terluar kabel yang disebut jaket.

1.2. JENIS-JENIS SERAT OPTIK

1.2.1. Berdasarkan Jenis Mode yang Dirambatkan

Berdasarkan jenis mode yang dirambatkan  serat optik dibagi menjadi dua, yaitu :

a. Single-mode fibers

Single-mode fibers mempunyai inti sangat kecil (berdiameter sekitar 9×10¯⁶ meter atau 9 mikron), cahaya yang merambat secara parallel di tengah membuat terjadinya sedikit disperse pulsa. Single-mode fibers mentransimsikan cahaya laser infra merah (panjang gelombang 1300-1550 nm). Jenis serat ini digunakan untuk mentransmisikan satu sinyal dalam setiap serat. Serat ini sering dipakai dalam pesawar telepon dan TV kabel.

Gambar 2. Jenis Serat Optik : Single-mode Fiber

b. Multi-mode fibers

Multi-mode fibers mempunyai ukuran inti yang lebih besar (berdiameter sekitar 6,35 x 10¯⁵ atau 63,5 mikron) dan mentransmisikan cahaya infra merah (panjang gelombang 850-1300 nm) dari lampu light-emitting diodes (LED). Serat ini digunakan untuk mentransmisikan banyak sinyal dalam setiap serat dan sering digunakan pada jaringan computer dan Local Area Networks (LAN).

Gambar 3. Jenis Serat Optik : Multi-mode Fiber

1.2.2. Berdasarkan Indeks Bias Core

       Berdasarkan indeks bias core, serat optik dibagi menjadi dua, yaitu :

a. Step indeks

Pada serat optik step indeks, core memiliki indeks bias yang homogen.

b. Graded indeks

Indeks bias core semakin mendekat ke arah claddingsemakin kecil. Jadi pada graded indeks, pusat core memiliki nilai indeks bias yang paling besar. Serat graded indeks memungkinkan untuk membawa bandwidth yang lebih besar, karena pelebaran pulsa yangterjadi dapat diminimalkan.

1.3. SEJARAH SERAT OPTIK

Penggunaan cahaya sebagai pembawa informasi sebenarnya sudah banyak digunakan sejak zaman dahulu, baru sekitar tahun 1930-an para ilmuwan Jerman mengawali eksperimenuntuk mentransmisikan cahaya melalui bahan yang bernama serat optik. Percobaan ini jugamasih tergolong cukup primitif karena hasil yang dicapai tidak bisa langsung dimanfaatkan,namun harus melalui perkembangan dan penyempurnaan lebih lanjut lagi. Perkembanganselanjutnya adalah ketika para ilmuawan Inggris pada tahun 1958 mengusulkan prototipeserat optik yang sampai sekarang dipakai yaitu yang terdiri atas gelas inti yang dibungkusoleh gelas lainnya. Sekitar awal tahun 1960-an perubahan fantastis terjadi di Asia yaitu ketika para ilmuwan Jepang berhasil membuat jenis serat optik yang mampu mentransmisikangambar.Di lain pihak para ilmuwan selain mencoba untuk memandu cahaya melewati gelas (seratoptik) namun juga mencoba untuk ´menjinakkan´ cahaya. Kerja keras itupun berhasil ketikasekitar 1959 laser ditemukan. Laser beroperasi pada daerah frekuensi tampak sekitar 1014Hertz-15 Hertz atau ratusan ribu kali frekuensi gelombang mikro.Pada awalnya peralatan penghasil sinar laser masih serba besar dan merepotkan. Selain tidak efisien, ia baru dapat berfungsi pada suhu sangat rendah. Laser juga belum terpancar lurus.Pada kondisi cahaya sangat cerah pun, pancarannya gampang meliuk-liuk mengikutikepadatan atmosfer. Waktu itu, sebuah pancaran laser dalam jarak 1 km, bisa tiba di tujuanakhir pada banyak titik dengan simpangan jarak hingga hitungan meter. Sekitar tahun 60-an ditemukan serat optik yang kemurniannya sangat tinggi, kurang dari 1 bagian dalam sejuta. Dalam bahasa sehari-hari artinya serat yang sangat bening dan tidak menghantar listrik ini sedemikian murninya, sehingga konon, seandainya air laut itu semurniserat optik, dengan pencahayaan cukup kita dapat menonton lalu-lalangnya penghuni dasar Samudera Pasifik.Seperti halnya laser, serat optik pun harus melalui tahap-tahap pengembangan awal.Sebagaimana medium transmisi cahaya, ia sangat tidak efisien. Hingga tahun 1968 atau berselang dua tahun setelah serat optik pertama kali diramalkan akan menjadi pemanducahaya, tingkat atenuasi (kehilangan)-nya masih 20 dB/km. Melalui pengembangan dalamteknologi material, serat optik mengalami pemurnian, dehidran dan lain-lain. Secara perlahantapi pasti atenuasinya mencapai tingkat di bawah 1 dB/km.Tahun 80-an, bendera lomba industri serat optik benar-benar sudah berkibar. Nama-nama besar di dunia pengembangan serat optik bermunculan. Charles K. Kao diakui dunia sebagaisalah seorang perintis utama. Dari Jepang muncul Yasuharu Suematsu. Raksasa-raksasaelektronik macam ITT atau STL jelas punya banyak sekali peranan dalam mendalami riset-riset serat optik.

Time Line Pengembangan Fiber Optik

Pada  1917 Theory of stimulated emission Albert Einstein mengajukanm sebuah teori tentang emisi terangsang dimana jika ada atom dalam tingkatan energi tinggi 1954 “Maser” developedCharles Townes, James Gordon, dan Herbert Zeiger di Columbia University mengembangkankan “maser” yaitu microwave amplification by stimulated emission of radiation, dimana molekul dari gas amonia memperkuat dan menghasilkan gelombang. .Pekerjaan ini menghabiskan waktu tiga tahun sejak ide Townes pada tahun 1951 untuk mengambil manfaat dari osilasi frekuensi tinggi molekular untuk membangkitkan gelombangdengan penjang gelombang pendek pada gelombang radio. 1958 Pengenalan Konsep Laser Townes dan ahli fisika Arthur Schawlow mempublikasikan paper yang menunjukan bahwamaser dapat dibuat untuk dioperasikan pada daerah infra merah dan optik. .Paper inimenjelaskan tentang konsep laser (light amplification by stimulated emission of radiation)1960 ditemukannya Continuously operating helium-neon gas laser Laboratorium Riset Belldan Ali Javan serta koleganya William Bennett, Jr., dan Donald Herriott menemukan sebuahcontinuously operating helium-neon gas laser. 1960 Ditemukannya Operable laser TheodoreMaiman, seorang fisikawan dan insinyur elektro di Hughes Research Laboratories,menemukan operable laser dengan menggunakan sebuah kristal batu rubi sintesis sebagaimedium. 1961 Glass fiber demonstration Peneliti industri Elias Snitzer dan Will Hicksmendemontrasikan sinar laser yang diarahkan melalui serat gelas yang tipis. Inti serat gelastersebut cukup kecil yang membuat cahaya hanya dapat melewati satu bagian saja tetapi banyak ilmuwan menyatakan bahwa serat tidak cocok untuk komunikasi karena rugi rugicahaya yang terjadi karena melewati jarak yang sangat jauh. 1961 Penggunaan ruby laser untuk keperluan medis Penggunaan laser yang dihasilkan dari batu Rubi yang pertama,Charles Campbell of the Institute of Ophthalmology at Columbia- Presbyterian MedicalCenter dan Charles Koester of the American Optical Corporation menggunakan prototiperuby laser photocoagulator untuk menghancurkan tumor pada retina pasien. 1962Pengembangan Gallium arsenide laser Tiga group riset terkenal yaitu General Electric, IBM,dan MIT¶s Lincoln Laboratory secara simultan mengembangkan gallium arsenide laser yangmengkonversikan energi listrk secara langsung ke dalam cahaya infra merah dan perkembangan selanjutnya digunakan untuk pengembangan CD dan DVD player serta penggunaan laser printer. 1963 Heterostructures Ahli fisika Herbert Kroemer mengajukan ideyaitu heterostructures, kombinasi dari lebih dari satu semikonduktor dalam layer-layer untuk mengurangi kebutuhan energi untuk laser dan membantu untuk dapat bekerja lebih efisien.Heterostructures ini nantinya akan digunakan pada telepon seluler dan peralatan elektronik lainnya.1966 kertas Landmark pada optical fiber Charles Kao dan George Hockham yang melakukan penelitian di Standard Telecommunications Laboratories Inggris mempublikasikan landmark  paper yang mendemontrasikan bahwa fiber optik dapat mentransmisikan sinar laser yangsangat sedikit rugi-ruginya jika gelas yang digunakan sangat murni. Dengan penemuan inikemudian para peneliti lebih fokus pada bagaimana cara memurnikan bahan gelas. 1970Fiber Optik yang memenuhi standar kemurnian. Ilmuwan Corning Glass Works yaitu DonaldKeck, Peter Schultz, dan Robert Maurer melaporkan penemuan fiber optik yang memenuhistandar yang telah ditentukan oleh Kao dan Hockham. Gelas yang paling murni yang dibuatterdiri atas gabungan silika dalam tahap uap dan mampu mengurangi rugi-rugi cahaya kurangdari 20 decibels per kilometer. Pada 1972 tim ini menemukan gelas dengan rugi-rugi cahayahanya 4 decibels per kilometer. Juga pada tahun 1970, Morton Panish dan Izuo Hayashi dariBell Laboratories dengan tim Ioffe Physical Institute di Leningrad, mendemontrasikansemiconductor laser yang dapat dioperasikan pada temperatur ruang. Kedua penemuantersebut merupakan terobosan dalam komersialisasi penggunaan fiber optik. 1973 Proses Chemical vapor deposition John MacChesney dan Paul O. Connor pada Bell Laboratoriesmengembangkan proses chemical vapor deposition process yang memanaskan uap kimia danoksigen ke bentuk ultratransparent glass yang dapat diproduksi masal ke dalam fiber optik yang mempunyai rugi-rugi sangat kecil. 1975 Komersialisasi Pertama dari semiconductor laser Insinyur pada Laser Diode Labs mengembangkan semiconductor laser komersial pertama yang dapat dioperasikan pada suhu kamar. 1977 Perusahaan telepon menguji coba penggunaan fiber optic Perusahaan telepon memulai penggunaan fiber optik yang membawalalu lintas telepon. GTE membuka jalur antara Long Beach dan Artesia, California, yangmenggunakan transmisi light-emitting diode. Bell Labs mendirikan sambungan yang sama pada sistem telepon di Chicago dengan jarak 1,5 mil di bawah tanah yang menghubungkan 2s switching station.1980 Sambungan Fiber-optic telah ada di Kota kota besar di Amerika AT&T mengumumkanakan menginstal fiber-optic yang menghubungkan kota kota antara Boston dan WashingtonD.C. kemudian dua tahun kemudian MCI mengumumkan untuk melakukan hal yang sama.1987 “Doped” fiber amplifiers David Payne di University of Southampton memperkenalkanfiber amplifiers yang dikotori oleh elemen erbium. optical amplifiers abru ini mampumenaikan sinyal cahaya tanpa harus mengkonversikan terlebih dahulu ke dalam energi listrik.1988 Kabel Pertama Transatlantic Fiber-Optic Kabel Translantic yang pertama menggunakanfiber glass yang sangat transparan sehingga repeater hanya dibutuhkanb ketika sudahmencapai 40mil. 1991 Optical Amplifiers Emmanuel Desurvire di Bell Laboratories sertaDavid Payne dan P. J. Mears dari University of Southampton mendemontrasikan opticalamplifiers yang terintegrasi dengan kabel fiber optic tersebut. Keuntungannya adalah dapatmembawa informasi 100 kali lebih cepat dari pada kabel electronic amplifier. 1996 opticfiber cable yang menggunakan optical amplifiers ditaruh di samudera pasifik TPC-5, sebuahoptic fiber merupakan fiber optic pertama yang menggunakan optical amplifiers. Kabel inimelewati samudera pasifik mulai dari San Luis Obispo, California, ke Guam, Hawaii, danMiyazaki, Japan, dan kembali ke Oregon coast dan mampu untuk menangani 320,000 panggilan telepon. 1997 Fiber Optic menghubungkan seluruh dunia Fiber Optic Link Aroundthe Globe (FLAG) menjadi jaringan abel terpanjang di seluruh dunia yang menyediakan infrastruktur untuk generasi internet terbaru.

Generasi Perkembangan Serat Optik 

Berdasarkan penggunaannya maka sistem komunikasi serat optik (SKSO) dibagi menjadi 4tahap generasi yaitu :

1. Generasi pertama (mulai 1975)

Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistemgenerasi berikutnya, terdiri dari : alat encoding : mengubah input (misal suara) menjadi sinyallistrik transmitter : mengubah sinyal listrik menjadi sinyal gelombang, berupa LED dengan panjang gelombang 0,87 mm. serat silika : sebagai penghantar sinyal gelombang repeater :sebagai penguat gelombang yang melemah di perjalanan receiver : mengubah sinyalgelombang menjadi sinyal listrik, berupa fotodetektor alat decoding : mengubah sinyal listrik menjadi output (misal suara) Repeater bekerja melalui beberapa tahap, mula-mula iamengubah sinyal gelombang yang sudah melemah menjadi sinyal listrik, kemudian diperkuatdan diubah kembali menjadi sinyal gelombang. Generasi pertama ini pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas transmisi sebesar 10 Gb.km/s.

2. Generasi kedua (mulai 1981)

Untuk mengurangi efek dispersi, ukuran teras serat diperkecil agar menjadi tipe modetunggal. Indeks bias kulit dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias teras. Dengansendirinya transmitter juga diganti dengan diode laser, panjang gelombang yangdipancarkannya 1,3 mm. Dengan modifikasi ini generasi kedua mampu mencapai kapasitastransmisi 100 Gb.km/s, 10 kali lipat lebih besar daripada generasi pertama.

3. Generasi ketiga (mulai 1982)

Terjadi penyempurnaan pembuatan serat silika dan pembuatan chip diode laser berpanjanggelombang 1,55 mm. Kemurnian bahan silika ditingkatkan sehingga transparansinya dapatdibuat untuk panjang gelombang sekitar 1,2 mm sampai 1,6 mm. Penyempurnaan ini meningkatkan kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gb.km/s.

4. Generasi keempat (mulai 1984)

Dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasinya yang dipakai bukanmodulasi intensitas melainkan modulasi frekuensi, sehingga sinyal yang sudah lemahintensitasnya masih dapat dideteksi. Maka jarak yang dapat ditempuh, juga kapasitastransmisinya, ikut membesar. Pada tahun 1984 kapasitasnya sudah dapat menyamai kapasitassistem deteksi langsung. Sayang, generasi ini terhambat perkembangannya karena teknologi piranti sumber dan deteksi modulasi frekuensi masih jauh tertinggal. Tetapi tidak dapatdisangkal bahwa sistem koheren ini punya potensi untuk maju pesat pada masa-masa yangakan datang.

5. Generasi kelima (mulai 1989)

Pada generasi ini dikembangkan suatu penguat optik yang menggantikan fungsi repeater padagenerasi-generasi sebelumnya. Sebuah penguat optik terdiri dari sebuah diode laser InGaAsP(panjang gelombang 1,48 mm) dan sejumlah serat optik dengan doping erbium (Er) diterasnya. Pada saat serat ini disinari diode lasernya, atom-atom erbium di dalamnya akantereksitasi dan membuat inversi populasi*, sehingga bila ada sinyal lemah masuk penguat danlewat di dalam serat, atom-atom itu akan serentak mengadakan deeksitasi yang disebut emisiterangsang (stimulated emission) Einstein. Akibatnya sinyal yang sudah melemah akandiperkuat kembali oleh emisi ini dan diteruskan keluar penguat. Keunggulan penguat optik ini terhadap repeater adalah tidak terjadinya gangguan terhadap perjalanan sinyal gelombang,sinyal gelombang tidak perlu diubah jadi listrik dulu dan seterusnya seperti yang terjadi padarepeater. Dengan adanya penguat optik ini kapasitas transmisi melonjak hebat sekali. Padaawal pengembangannya hanya dicapai 400 Gb.km/s, tetapi setahun kemudian kapasitastransmisi sudah menembus harga 50 ribu Gb.km/s.

6. Generasi keenam

Pada tahun 1988 Linn F. Mollenauer memelopori sistem komunikasi soliton. Soliton adalah pulsa gelombang yang terdiri dari banyak komponen panjang gelombang. Komponen-komponennya memiliki panjang gelombang yang berbeda hanya sedikit, dan juga bervariasidalam intensitasnya. Panjang soliton hanya 10-12 detik dan dapat dibagi menjadi beberapakomponen yang saling berdekatan, sehingga sinyal-sinyal yang berupa soliton merupakaninformasi yang terdiri dari beberapa saluran sekaligus (wavelength division multiplexing).Eksperimen menunjukkan bahwa soliton minimal dapat membawa 5 saluran yang masing-masing membawa informasi dengan laju 5 Gb/s. Cacah saluran dapat dibuat menjadi dua kalilipat lebih banyak jika dibunakan multiplexing polarisasi, karena setiap saluran memiliki dua polarisasi yang berbeda. Kapasitas transmisi yang telah diuji mencapai 35 ribu Gb.km/s.Cara kerja sistem soliton ini adalah efek Kerr, yaitu sinar-sinar yang panjang gelombangnyasama akan merambat dengan laju yang berbeda di dalam suatu bahan jika intensitasnyamelebihi suatu harga batas. Efek ini kemudian digunakan untuk menetralisir efek dispersi,sehingga soliton tidak akan melebar pada waktu sampai di receiver. Hal ini sangatmenguntungkan karena tingkat kesalahan yang ditimbulkannya amat kecil bahkan dapatdiabaikan. Tampak bahwa penggabungan ciri beberapa generasi teknologi serat optik akanmampu menghasilkan suatu sistem komunikasi yang mendekati ideal, yaitu yang memilikikapasitas transmisi yang sebesar-besarnya dengan tingkat kesalahan yang sekecil-kecilnyayang jelas, dunia komunikasi abad 21 mendatang tidak dapat dihindari lagi akan dirajai olehteknologi serat optik

1.4. KEUNTUNGAN DAN KEGUNAAN

Banyak sekali manfaat yang dapat diperoleh apabila menggunakan kabel serat optic, diantaranya adalah seperti yang ada dibawah ini:

  1. Lebih murah: Pembuatan kabel serat optik memerlukan bahan-bahan yang relatif murah
  2. Lebih tipis: Serat optik memiliki diameter lebih kecil dari kawat tembaga
  3. Kapasitas muatan lebih besar: Karena serat optik lebih tipis dari kawat tembaga, lebih banyak serat yang dapat di bundel dari kabel tembaga, sehingga bundelan serat memungkinkan membawa lebih banyak saluran telepon atau televisi
  4. Lebih kecil penurunan sinyal: Kerugian sinyal cahaya pada serat optik lebih sedikit daripada kerugian sinyal listrik pada kawat tembaga
  5. Sinyal Cahaya: Tidak seperti sinyal listrik dalam kawat tembaga, sinyal cahaya dari satu serat tidak tercampur (interferensi) dengan sinyal lain pada kabel serat yang sama. Ini memberikan hasil percakapan telepon atau gambar TV yang lebih jelas
  6. Daya lebih sedikit: Karena sinyal pada serat optik hanya berkurang sedikit, lebih sedikit daya transmitter yang digunakan disbanding transmitter listrik tegangan tinggi untuk kawat tembaga. Selain itu hal ini juga menghemat biaya
  7. Sinyal Digital: Serat optik sangat ideal untuk membawa informasi digital, terutama jika digunakan dalam jaringan computer
  8. Tidak mudah terbakar: Karena tidak ada listrik yang dilewatkan serat optik, maka tidak ada risiko kebakaran yang disebabkan oleh serat optik itu
  9. Ringan: Serat optik lebih ringan. Kabel serat optik memerlukan ruang penempatan (dalam tanah, tembok, lantai, dsb)yang lebih sedikit
  10. Fleksibel: Karena serat optik fleksibel dan dapat mentransmisikan dan menerima cahaya, serat optik banyak digunakan dalam kamera digital.

 1.5. RELIABILITAS SERAT OPTIK

Reliabilitas dari serat optik dapat ditentukan dengan satuan BER (Bit Error Rate).Salah satu ujung serat optik diberi masukan data tertentu dan ujung yang lainmengolah data itu. Dengan intensitas laser yang rendah dan dengan panjang seratmencapai beberapa km, maka akan menghasilkan kesalahan. Jumlah kesalahan persatuan waktu tersebut dinamakan BER. Dengan diketahuinya BER maka, Jumlah kesalahan pada serat optik yang sama dengan panjang yang berbeda dapatdiperkirakan besarnya.

2. PEMBAHASAN

 2.1. PENGGUNAAN SERAT OPTIK PADA WiMAX

Biasanya Serat Optik digunakan untuk menghubungkan dari Gateway menuju Base station seperti gambar dibawah ini.  Dikarenakan antar Gateway menuju Hub sangat jauh, maka penggunaan Fiber Optik sangat diperlukan sebagai media penghubung. Hal ini sangat efektif dalam mengurangi terjadinya latency daripada menggunakan layanan VSAT atau Wireless Local Loop.

Gambar 4. Cara Kerja WiMax

Kemudian, ZTE dengan brilian mengembangkan idenya untuk memisahkan lokasi RRU dengan BBU. Pada sistem yang lama, maka RRU berada pada 1 rack dengan BBU. Namun sekarang tidak lagi, RRU dimodifikasi menjadi anti hujan dan diletakkan dekat dengan antena sektor. Disini peran fiber optik terlihat, yaitu sebagai media penghubung antar BBU dengan RRU. Seperti gambar dibawah, keuntungannya sudah jelas dapat meningkatkan power serta meluaskan cakupan hingga  lebih luas 30% daripada menggunakan sistem lama.

Gambar 5. Perbandingan Traditional WiMAX BS Vs Ditributed BS

Berikut ini merupakan diagram gambar Base Station WiMAX dengan  no 6 & 8 adalah Kabel Serat optik.

Gambar 6. Base Station WiMAX

1. Lightning rod

2. Antenna

3. ZXMBW R9110 chassis

4. Main antenna feeder

5. DC power cable

6. Field operational fiber

7. DC power cable

8. Field operational fiber

9. Tower

10. Feeder window

11. Cabling through

12. BBU

13. Power distribution box

Perbandingan Serat Optik dengan VSAT (WiMAX)

Adapun perbandingan serat optik dengan VSAT (WiMAX) dapat diuraikan sebagai berikut :

Tabel 1. Perbandingan serat optik dengan VSAT (WiMAX)

2.2. PENGGUNAAN SERAT OPTIK PADA DATA CENTER

Data Center yang secara harafiah berarti pusat data, adalah suatu fasilitas untuk menempatkan sistem komputer dan equipment-equipment terkait, seperti sistem komunikasi data dan penyimpanan data. Fasilitas ini mencakup catu daya redundant, koneksi komunikasi data redundant, pengontrol lingkungan, pencegah bahaya kebakaran, serta piranti keamanan fisik. Pada era ICT (Information and Communication Technology) saat ini, Data Center telah menjadi satu issue penting di dunia, khusunya bagi para pelaku bisnis. Sebagai inti dari layanan bisnis, maka Data Center harus mampu memberikan layanan optimal, sekalipun terjadinya suatu bencana, sehingga bisnis dalam suatu korporasi harus tetap bertahan hingga menghasilkan laba. Berawal dari peran Data Center yang sangat signifikan, serta dikaitkan dengan berbagai issue yang ada pada Data Center saat ini, terutama Disaster Recovery Planning, maka kajian secara komprehensif dan holistik mengenai Data Center, telah menjadi critical issue bagi suatu institusi bisnis sebagai User dan profitable issue bagi produsen penyedia infrastruktur dan equipment Data Center. Secara umum Data Center terbagi dua berdasarkan fungsinya : Internet Data Center, biasanya hanya dioperasikan untuk kebutuhan Internet Service Provider dan Corporate Data Center, dimiliki oleh suatu korporasi atau institusi, untuk mengoperasikan proses bisnis, dengan menggabungkan layanan Internet dan Intranet.

Aspek-aspek yang harus diperhatikan saat mendesain dan merencanakan Data Center adalah

  • Lokasi yang aman serta memenuhi Syarat Sipil Bangunan seperti : Geologi, Vulkanologi dan Topografi.
  • Mempunyai Sistem Cadangan untuk Sistem Catudaya,
  • Mempunyai Sistem Tata Udara
  • Mempunyai Sistem Pengamanan
  • Mempunyai Sistem Monitoring Lingkungan
  • Mempunyai Sistem Komunikasi Data
  • Serta menerapkan tata kelola standar Data Center, meliputi : Standar Prosedur Operasi, Standar Prosedur Perawatan, Standar dan Rencana Pemulihan dan Mitigasi Bencana, serta Standar Jaminan Kelangsungan Bisnis.

Kriteria perancangan sebuah Data Center yang ideal : Availability atau Ketersediaan Data Center diciptakan untuk mampu memberikan operasi yang berkelanjutan dan terus-menerus bagi suatu perusahaan baik dalam keadaan normal maupun dalam keadaan terjadinya suatu kerusakan yang berarti atau tidak. Data Center harus dibuat sebisa mungkin mendekati Zero-Failure untuk seluruh komponennya. Scalability dan Flexibility Data Center harus mampu beradaptasi dengan pertumbuhan kebutuhan yang cepat atau ketika adanya servis baru yang harus disediakan oleh Data Center tanpa melakukan perubahan yang cukup berarti bagi Data Center secara keseluruhan. Security Data Center menyimpan berbagai aset perusahaan yang berharga, oleh karenanya sistem keamanan dibuat seketat mungkin baik pengamanan secara fisik maupun pengamanan non-fisik.

Tier atau Level pada Data Center merupakan perancangan Data Center yang berangkat dari kebutuhan yang ada, dan kemudian didefinisikan pada berbagai perlengkapan IT yang diperlukan beserta pemilihan teknologi berbarengan dengan perencanaan infrastruktur Data Center yang lain. Menurut Telecommunication Industry Association (ANSI/TIA-942), ada 4 Tier atau 4 Level dalam dalam perancangan Data Center, yang setiap tiernya menawarkan tingkat availabilitas yang berbeda disesuaikan dengan kebutuhan suatu Data Center, diantaranya :

1. Tier-I Basic
2. Tier-II Redundant Components
3. Tier-III Concurently Maintainable
4. Tier-IV Fault Tolerance

Maraknya isu lingkungan hidup terutama Global Warming telah menjadi tema sentral saat ini, tidak terkecuali bagi pelaku bisnis teknologi ICT. Ada berbagai sorotan, gagasan, dan usulan ICT yang berbasis kepada upaya penyelamatan lingkungan hidup demi kemaslahatan umat pada masa yang akan datang, diantaranya Data Center. Selama ini, keberadaan Data Center identik dengan : kebutuhan catu daya listrik yang sangat besar untuk proses komputasi yang kontinnyu (Non Stop), yang akan berdampak pada permasalahan Energi. Menurut lembaga riset global, IDC dan Gartner. IDC menilai bahwa untuk setiap US$1 investasi piranti keras di Data Center, akan muncul tambahan biaya US$0,5 pada Power dan Sistem Pendinginan. Angka tambahan ini naik dua kali lipat dari jumlah tahun sebelumnya. Gartner bahkan memprediksi separuh dari Data Center di dunia pada 2008 akan kekurangan kapasitas Power dan Cooling akibat krisis Energi. Dari permasalahan tersebut, dibutuhkan model baru Data Center yang ramah lingkungan atau Green Data Center.

Untuk menerapkan Green Data Center, banyak hal yang harus dilakukan, diantaranya : Mengaudit efisiensi Data Center, Menggunakan UPS yang memiliki efisiensi hingga 97%, Virtualisasi Server dan Storage Data Center. Selanjutnya, lalukan konsolidasi data Server dan Storage, Penggunaan fitur Manajemen Energi pada CPU, Penggunaan Power Supply dan Voltage Regulator tersertifikasi, Adopsi distribusi Energi terefisien dan Adopsi Sistem Cooling terbaik. Dua langkah terakhir yang tidak kalah pentingnya adalah menerapkan prioritas tindakan dalam mereduksi Energi sekaligus menonaktifkan peralatan ICT yang sudah dalam kondisi idle di sebuah Data Center.

Korelasi Hijau (kW-hr, CO2 Emisi dan Investasi)

Pada Gambar 7 diilustrasikan penghematan energi kumulatif sebagai fungsi dari 10G elektronik chassis optik dan switch tembaga dan konsumsi energi pendinginan. Menurut sumber energi terakhir, untuk setiap jam-kW dibutuhkan untuk daya 10G elektronik, 2-2.5 kW-jam daya yang biasanya diperlukan untuk pendinginan. Pemanfaatan energi yang lebih rendah konektivitas optik 10G memberikan kontribusi untuk performa yang lebih ramah lingkungan.

Gambar 7. Penghematan Energi Kumulatif Sebagai Fungsi dari 10G Elektronik Chassis Optik dan Switch Tembaga dan Konsumsi Energi Pendinginan

Pada gambar 8 diilustrasikan optimasi jalur pemanfaatan ruang yang diperlukan untuk mendukung mobilitas green data center.

Gambar 8. Optimasi Jalur Pemanfaatan Ruang Green Data Center

Gambar 8. Optimasi jalur pemanfaatan ruang green data center

3. PENUTUP DAN KESIMPULAN

Berdasarkan uraian bahasan WiMAX dapat disimpulkan bahwa : Dengan jangkauan yang luas, wireless, dan transfer rate yang besar, WiMAX dapat digunakan sebagai last mile atau backhaul teknologi lain di dalam jaringan komunikasi sehingga dapat menjangkau target pasar yang besar. Namun, penggunaan fiber optik untuk jalur komunikasi digital, jauh lebih efektif dan lebih menghemat biaya, mutu dan waktu. Selain itu, keuntungan fiber optik pada green Data Center adalah pemanfaatan energi yang lebih rendah konektivitas optik 10G memberikan kontribusi untuk performa yang lebih ramah lingkungan dan juga optimasi jalur pemanfaatan ruang yang diperlukan untuk mendukung mobilitas green data center.

DAFTAR PUSTAKA

McKinsey & Company. Uptime Institute Symposium, Revolutionizing Data Center Efficiency

Fiber-Optic Communication System, Govind P. Agrawal, Institute of Optics University of Rochester

Andi Rahman Nugraha, Serat Optik, Andi Offset, 2006.

Indonesia Security Incident Response Team  on Internet Infrastructure (ID-SIRTII)

Mochamad Zainudin1, M. Zen Samsono H, Hani’ah Mahmudah , Analisa Perhitungan Untuk Kebutuhan Daya Serat Optik Di Telkom. Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, ITS, Surabaya.

http://www.jalasistema.com/index.php?option=com_content&view=article&id=61&Itemid=69. Diakses tanggal 12 Februari 2012.

http://www.scribd.com/doc/78434779/Makalah-Fiber-OptikDiakses tanggal 10 Feruari 2012.

Iklan

7 thoughts on “Penggunaan Serat Optik di Industri: WIMAX dan Data Center Menuju Teknologi Hijau

  1. Ping balik: Serat Optik Di Bidang Industri : Green Data Center | Mas'ud Ahmad Setiawan

  2. mas mau tanya, tentang vsat dari sisi keamanan. Kenapa bisa dihack, sepengetahuan saya satelit adalah media yang paling aman karena ditransmisikan ke space segment.

    Terima kasih.

    salam hangat,

    Widy Sulistianto

    Suka

    • Tidak juga, zaman sekarang semua serba IP. Selalau ada celah untuk melakukan hack dari remote. Berikut potongan wawancara dengan orang yang pernah melakukan hack terhadap satelit.
      Deutsche Welle:
      Apakah anda bisa menghack satelit?
      Jim Geovedi:
      Ya bisa, satelit itu sistemnya cukup unik. Orang yang bisa mengontrol satelit harus tahu A sampai Z tentang isi satelit. Dan satu-satunya cara adalah anda harus masuk ke ruang operator atau berada dalam situasi kerja sang operator (dengan meretasnya-red). Dari sana anda akan memahami semua hal: satelit ini diluncurkan kapan, bagaimana cara kontrol, sistem apa yang digunakan. Setelah itu anda akan bisa memahami: oh di sini toh kelemahan sistemnya. Itu semua total insting. Semakin sering anda mempelajari kasus, jika berhadapan dengan kasus lain, anda akan bisa melihat adanya kesamaan pola. Kalau anda sudah melihat kesamaan pola, maka anda akan tahu.
      Deutsche Welle:
      Satelit mana saja yang pernah anda hack?
      Jim Geovedi:
      Hahaha…saya harus berada di lingkungan operatornya.
      Deutsche Welle:
      Tapi anda bisa masuk ke lingkungan itu dari jarak jauh (meretas-red) kan?
      Jim Geovedi:
      Hahaha, untuk satu atau dua kasus itu bisa dilakukan.
      Deutsche Welle:
      Satelit mana yang anda hack?
      Jim Geovedi:
      Itu satelit klien saya hahaha…satelit Indonesia dan satelit Cina.
      Deutsche Welle:
      Apa yang anda lakukan dengan satelit itu?
      Jim Geovedi:
      Saat itu saya diminta menguji sistem keamanan kontrol satelit, dan saya melihat: oh ini ada kemungkinnan untuk digeser atau dirotasi sedikit… lalu ya saya geser…dan itu membuat mereka panik karena agak sulit mengembalikan satelit itu ke orbit. Untung mereka punya bahan bakar ekstra. Mereka bilang: oke cukup jangan diteruskan. Satelit yang dari Cina bisa saya geser tapi kalau yang dari Indonesia saya ubah rotasinya.
      Deutsche Welle:
      Dengan kemampuan seperti ini, bagaimana anda mengatasi godaan?
      Jim Geovedi:
      Kalau mau, saya bisa mengontrol internet seluruh Indonesia. Saya bisa mengalihkan traffic (lalu lintas data-red), saya bisa mengamati traffic yang keluar ataupun masuk Indonesia. Saya bisa memodifikasi semua transaksi keuangan…dengan kapasitas saya itu mungkin saja dilakukan. Tapi buat apa? Saya termasuk orang yang bersyukur atas apa yang saya punya. Saya nggak punya interest berlebihan soal materi.

      Suka

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s