HFC ( Hybrid Fiber Coax )

PENDAHULUAN

Penggunaan jaringan kabel fiber optik dan kabel koaksial untuk mentransmisikan sinyal TV kabel (layanan multimedia ) biasa diistilahkan dengan Sistem HFC ( Hybrid Fiber Coax ).

Kabel fiber optik pada sistem HFC berfungsi sebagai media untuk  mentransimisikan sinyal dari Headend  TV Kabel ke titik atau point distribusi kabel koaksial.

Pada point distribusi kabel koaksial, fiber node digunakan untuk menerima sinyal laser yang ditransmisikan melalui jaringan fiber optik , kemudian pada output fiber node didapatkan output sinyal RF yang selanjutnya didistribusikan ke pelanggan melalui media kabel koaksial.

Pada proses desain jaringan fiber optik untuk sistem HFC ,  ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu sebagai berikut :

1.   Jenis kabel fiber optik yang digunakan adalah jenis Single Mode ( SM )

2.  Untuk transmisi sinyal menggunakan gelombang / wavelength 1310 nm atau 1550 nm.

Jika menggunakan kabel fiber optic  single mode untuk wavelenght 1310 nm maka nilai redaman sinyal optik yaitu sebesar 0,4 / km , jika menggunakan  Wavelenght 1550  besar nilai redaman kabel yaitu  sebesar 0,25 dBm /km.

3.     Untuk jaringan HFC dengan jarak distribusi kurang dari 30 Km dianjurkan menggunakan wavelength  1310 nm , karena performance / kerja sistem masih baik dalam  jangkauan jarak ini . Dari segi biaya harga perangkat ( transmitter ) 1310 nm , 10 kali lebih murah jika dibandingkan dengan transmitter 1550 nm.

4.      Untuk jaringan HFC dengan jarak distribusi lebih dari 30 Km dianjurkan menggunakan wavelength  1550 nm . Dengan sistem wavelength 1550 nm sinyal laser yang mengalami redaman pada jaringan fiber optik dapat dikuatkan kembali dengan menggunakan EDFA ( Erbium Doped-Fiber Amplifier )

5.      Jika menggunakan sistem DWDM ( Dense Wavelenght-division Multiflexing ) , dua wavelength  1310 nm dan 1550nm dapat ditransmisikan secara bersamaan pada core fiber yang sama.

6.      Menggunakan Angle Polish Connector ( APC ) untuk meminimalkan terjadinya efek back reflection atau sinyal terpantul kembali dari sumber transmit sinyal ( transmitter ). Umumnya untuk sistem HFC untuk tv kabel menggunakan jenis konektor FC/APC atau SC /APC

7.      Splitter optik pada sistem HFC untuk tv kabel umumnya mengunakan tipe single window , atau splitter yang hanya bisa melewatkan salah satu jenis wavelength , 1310 nm atau 1550 nm. Jenis splitter dual window dapat melewatkan ke 2 jenis wavelength sekaligus biasanya digunakan untuk sistem DWDM.

8.      Mengunakan transmitter Falcom dengan jenis laser Distributed Feeback ( DFB ) , merek komponen laser ORTEL atau FUJITSU.

Jenis laser yang lain adalah jenis Fabry-Perot ( FP ) , jenis laser  FP mempunyai tingkat linearity ( sistem perambatan cahaya) dengan kualitas yang lebih rendah. Umumnya jenis laser FP digunakan untuk sistem transmit sinyal dengan kapasitas yang lebih kecil, contoh penggunaan yaitu pada transmitter reverse yang ada di fibernode untuk sistem tv kabel 2 arah.
 

SISTEM DISTRIBUSI

Ada 2 sistem distribusi jaringan fiber optik yang umum digunakan , yaitu metode distribusi Star Lay-out / Fan- out dan metode sistem distribusi Tree and Branch atau linear bus , uraian kedua metode sistem distribusi tersebut seperti berikut :

  

Metode distribusi Star / Fan out

adalah metode  distribusi dimana input sinyal laser fibernode langsung dari spliter optik yang ada di Headend atau antara fibernode dengan transmitter dan splitter Head End tidak terdapat percabangan splitter optik di jaringan. Dengan kata lain metode ini menggunakan sistem dimana untuk 1 ( satu ) fiber node menggunakan 1 ( satu ) jalur core fiber tanpa ada percabangan dari titik spliter optik yang ada di Head End.

Kelebihan

• Memudahkan sistem pengetesen sinyal untuk setiap fibernode
• Jika salah satu jalur core fiber ke satu fibernode dilepas dihead end maka jalur node yang lain  tidak akan terganggu.
• Kemudahan deteksi kerusakan jika terjadi gangguan.
• Memudahkan pengembangan jaringan

Kekurangan

• Boros penggunaan core fiber

Metode distribusi Linear Bus / tree and branch

adalah metode  distribusi yang menggunakan percabangan splitter optik 2 way  untuk 1 jalur core fiber.

Dengan kata lain metode ini menggunakan sistem dimana untuk 1 core fiber digunakan untuk beberapa fibernode dengan menggunakan percabangan spliter optik di jaringan. Umumnya untuk percabangan di jaringan untuk 1 jalur core fiber tidak lebih dari 3 kali percabangan.

Kelebihan

• Hemat penggunaan core fiber.

Kekurangan

• Deteksi dan isolasi kerusakan jaringan lebih sulit
• Adanya kemungkinan kerusakan atau gangguan komponen pasif ( spliter dan pigtail ) yang terpasang di luar.
• Jika akan melakukan pengetesan untuk 1 jalur core fiber ke salah satu fibernode , kemungkinan akan ada fiber node lain yang akan terganggu.

 Metode star/fan-out dan tree branch / linear bus keduanya dapat digunakan tergantung dengan kondisi jaringan , jumlah node , jumlah core fiber , dan arah jalur kabel yang akan terpasang .

METODE PERHITUNGAN SINYAL

Metode perhitungan sinyal yang digunakan yaitu dengan cara menghitung total redaman jaringan ( total redaman kabel , redaman splicing , redaman konektor , redaman splitter optik jika terpasang di jaringan ) kemudian total redaman masing – masing fibernode dibagi dengan total redaman semua fibernode sehingga diperoleh persentasi ratio splitter optik  di Headend dan besar output level transmitter yang diperlukan

Persamaan ( formula ) berikut digunakan untuk menghitung total redaman jaringan

A (Panjang jaringan x0.4)+ B(jumlah splicing x 0.02)+C(jumlah konektor x 0,2)+D(Redaman Spliter) = Total redaman jaringan.

 Panjang jaringan dalam satuan kilometer , dimana untuk 1 km redaman ( loss ) kabel yaitu sebesar 0,4 dBm.

Jumlah splicing yaitu jumlah titik splicing di sepanjang jaringan , untuk 1 ( satu ) titik splicing besar  redaman yaitu menggunakan nilai rata – rata sebesar 0,02 dBm/ splicing.

Jumlah konektor yaitu jumlah konektor yang terpasang di sepanjang jaringan , redaman untuk 1 konektor yaitu sebesar 0,2 dBm. Umumnya konektor diguanakan pada input fiber node dan sambungan spliter optik di head end. 

Redaman spliter adalah besar redaman spliter di jaringan jika menggunakan metode distribusi tree and branch / linear bus .Umumnya untuk percabangan dijaringan yaitu menggunakan spliter optik 2 way.

 Persamaan ( formula ) berikut digunakan untuk menghitung Rasio Spliter di Head End

 A (Output Transmitter) - B(Total Redaman Jaringan )  - C ( Input Node ) = Total Kebutuhan sinyal .

 Output Transmitter  dalam satuan dBm ( 24mW = 13.8 )

Total Redaman Jaringan yaitu total redaman jaringan per node

Input Node  adalah Estimasi input node yang akan di gunakan ( 0 - 1,5 dBm )

Contoh Perhitungan
Metode distribusi Star / Fan out 

*Node 1 >>>   A (Panjang jaringan x0.4)+ B(jumlah splicing x 0.02)+C(jumlah konektor x 0,2)+D(Redaman Spliter) = Total redaman jaringan.       
A (1 x0.4)+ B(2 x 0.02)+C(2 x 0,2)+D(0) = 0.82 dBm ( Total redaman jaringan )                
A (Output Transmitter) - B(Total Redaman Jaringan ) - C ( Input Node ) = Total Redaman Headend / Headend Spliter
A (13.8) - B(0.82 ) - C( 1.5 ) = 11.48 dBm. ( 7 % )




Metode distribusi Linear Bus / tree and branch
                                       

*Node 1 >>>   A (Panjang jaringan x0.4)+ B(jumlah splicing x 0.02)+C(jumlah konektor x 0,2)+D(Redaman Spliter) = Total redaman jaringan.       
A (1 x0.4)+ B(2 x 0.02)+C(2 x 0,2)+D(3.28) = 4.1 dBm ( Total redaman jaringan )                
A (Output Transmitter) - B(Total Redaman Jaringan ) - C ( Input Node ) = Total Redaman Headend / Headend Spliter
A (13.8) - B(4.1 ) - C( 1.5 ) = 8.2 dBm. ( 15 % )

*Node 1 >>>   A (Panjang jaringan x0.4)+ B(jumlah splicing x 0.02)+C(jumlah konektor x 0,2)+D(Redaman Spliter) = Total redaman jaringan.       
A (2 x0.4)+ B(3 x 0.02)+C(2 x 0,2)+D(2.76) = 4.02 dBm ( Total redaman jaringan )                
A (Output Transmitter) - B(Total Redaman Jaringan ) - C ( Input Node ) = Total Redaman Headend / Headend Spliter
A (13.8) - B(4.02 ) - C( 1.5 ) = 8.28 dBm. ( 15 % )

Spliter pada jaringan

Pada rekap daftar losses jalur untuk N01 dan N02 , menggunakan percabangan splitter optic 2 way Ratio R.47 : 53 .  Ratio output 47 % untuk fiber node N01 dan ratio output 53 % untuk fiber node N02.  Output ratio untuk fiber node N02 lebih besar karena jarak N02 lebih panjang 1 km daripada posisi N01.

Sehingga dengan menggunakan splitter optic 2 way Ratio R.47 : 53 maka akan diperoleh selisih redaman sebesar 0,52 dBm , nilai ini untuk menutupi selisih jarak 1 km. antara N01 dengan N02 .

NOTE

• Headend atau studio ( TV kabel ) adalah pusat atau sentral dimana sinyal TV kabel diolah sebelum didistribusikan ke jaringan dan ke pelanggan
• Transmiter Optik , adalah perangkat sistem HFC yang berfungsi mentransmisikan sinyal optik ( laser ) , pada input transmitter optik sinyal RF ditumpangkan dan setelah proses konversi pada output  transmitter didapatkan output sinyal optik / laser yang selanjutnya ditransmisikan melalui jaringan kabel fiber optik
• Fibernode atau receiver optik , adalah perangkat sistem HFC berfungsi menerima sinyal optik yang diterima melalui kabel fiber optik kemudian setelah melalui proses konversi ( perubahan ) sinyal RF didapatkan pada output fibernode.
• Spliter Optik , atau coupler optik adalah perangkat sistem HFC yang berfungsi membagi sinyal optik pada level tertentu tergantung dengan besar persentasi ratio outputnya.

• Ratio spliter optik yaitu perbandingan persentasi output spliter optik , nilai ratio dalam satuan persen dan nilai total ratio untuk semua output  spliter optik harus 100 %.

Demikian sedikit catatan mengenai desain perhitungan sistem HFC semoga bisa membantu dalam mempelajari sistem HFC terutama desain perhitungan sinyal Optic

 

REFERENSI

•  FIBER OPTIC CATV TRANSPORT , Force Inc USA
• MODERN CABLE TELEVISION TECHNOLOGY , Walter Ciciora
•  AN INTRODUCTION TO FIBER OPTIC SYSTEM , Scientific Atalanta