TJKN - Melakukan Sambungan Fiber Optic (BAB 13) (Fase F)

(BAB 13) (Fase F)

Melakukan Sambungan Fiber Optic

Kompetensi Dasar

3.13 Mampu melakukan penyambungan serat optik (fusion splicing atau mechanical splicing).

4.13 Mampu memastikan redaman yang minimal pada titik sambungan serat optik.

Pendahuluan

Pada modul-modul sebelumnya, Anda telah mempelajari prinsip dasar, jenis-jenis kabel, dan alat-alat kerja fiber optic. Kini, kita akan fokus pada salah satu keterampilan paling krusial dalam instalasi dan pemeliharaan jaringan fiber optic: penyambungan serat optik. Sambungan yang baik adalah kunci untuk menjaga integritas sinyal dan memastikan kinerja jaringan yang optimal. Bab ini akan membimbing Anda untuk memahami dan mempraktikkan dua metode utama penyambungan serat optik: fusion splicing (penyambungan fusi) yang menghasilkan sambungan permanen dengan redaman sangat rendah, dan mechanical splicing (penyambungan mekanis) yang menawarkan solusi cepat dan fleksibel. Anda akan mempelajari prosedur detail untuk setiap metode, serta bagaimana memastikan redaman (loss) yang minimal pada titik sambungan. Dengan menguasai keterampilan ini, Anda akan menjadi teknisi fiber optic yang sangat kompeten.

A. Fusion Splicing (Penyambungan Fusi)

Fusion splicing adalah metode penyambungan serat optik yang paling umum dan menghasilkan kualitas sambungan terbaik dengan redaman paling rendah.

1. Definisi dan Prinsip:

Definisi: Proses penyambungan dua ujung serat optik secara permanen dengan melelehkan dan menggabungkannya menggunakan busur listrik (arc discharge).

Prinsip Kerja: Fusion splicer secara presisi menyelaraskan core dari kedua serat, kemudian melepaskan busur listrik yang sangat panas untuk melelehkan dan menyatukan ujung serat tersebut menjadi satu. Hasilnya adalah sambungan yang homogen dan kuat.

2. Keunggulan Fusion Splicing:

Redaman (Loss) Sangat Rendah: Biasanya kurang dari 0.05 dB untuk single-mode fiber, mendekati redaman serat utuh.

Kekuatan Mekanis Tinggi: Sambungan yang dihasilkan sangat kuat dan tahan lama.

Permanen: Sambungan bersifat permanen dan stabil.

Kualitas Transmisi Optimal: Meminimalkan pantulan balik sinyal (back reflection) yang dapat mengganggu transmisi.

3. Alat yang Dibutuhkan:

Fiber Stripper (pengupas serat optik 3 lubang)

Alkohol Isopropil (IPA) 99% dan tisu bebas serat (lint-free wipe)

Fiber Cleaver (pemotong serat optik presisi)

Fusion Splicer (mesin penyambung fusi)

Heat Shrink Sleeve (pelindung sambungan)

4. Prosedur Praktis Fusion Splicing:

a. Persiapan Kabel:

Kupas jaket luar kabel fiber optic menggunakan lubang terbesar pada fiber stripper (sekitar 3-5 cm).

Kupas lapisan buffer (biasanya 900 µm) menggunakan lubang tengah (sekitar 2-3 cm).

Kupas lapisan coating (250 µm) menggunakan lubang terkecil (sekitar 1-2 cm).

Pembersihan: Segera bersihkan serat yang sudah dikupas dengan tisu bebas serat yang dibasahi alkohol IPA 99%. Gerakkan tisu dari pangkal ke ujung serat dengan lembut. Pastikan tidak ada residu.

b. Pemotongan Presisi (Cleaving):

Tempatkan serat yang sudah bersih dan dikupas pada fiber cleaver.

Atur panjang cleave sesuai rekomendasi splicer (biasanya 10-16 mm).

Lakukan pemotongan dengan menekan dan menggeser pisau cleaver secara halus.

Jangan sentuh ujung serat yang sudah di-cleave! Buang sisa potongan serat ke dalam wadah khusus.

c. Penempatan Serat di Fusion Splicer:

Buka penutup fusion splicer.

Tempatkan heat shrink sleeve pada salah satu serat yang akan disambung (geser agak jauh dari ujung).

Tempatkan masing-masing serat yang sudah disiapkan (bersih dan di-cleave) di penjepit splicer (V-groove) di sisi kiri dan kanan. Pastikan serat lurus dan ujungnya berada di posisi yang benar di antara elektroda.

d. Proses Penyambungan:

Tutup penutup splicer. Mesin akan secara otomatis melakukan penyelarasan awal (X, Y, Z axis) dan mungkin arc cleaning.

Tekan tombol "Splice" (atau "Set" / "Start"). Splicer akan melepaskan busur listrik, melelehkan dan menggabungkan kedua ujung serat.

Splicer akan menampilkan nilai splice loss di layar. Periksa nilai ini. Jika terlalu tinggi (misalnya, >0.1 dB untuk SMF), proses harus diulang.

e. Perlindungan Sambungan:

Setelah penyambungan berhasil, geser heat shrink sleeve ke atas sambungan serat.

Tempatkan sambungan dengan sleeve di heater splicer. Tekan tombol "Heat".

Setelah proses pemanasan selesai, sleeve akan menyusut dan melindungi sambungan secara mekanis.

Pindahkan sambungan yang sudah dilindungi ke splice tray dalam fiber distribution unit (FDU) atau patch panel.

B. Mechanical Splicing (Penyambungan Mekanis)

Mechanical splicing adalah alternatif untuk fusion splicing yang tidak memerlukan daya listrik dan dapat dilakukan dengan cepat.

1. Definisi dan Prinsip:

a. Definisi: Metode penyambungan dua ujung serat optik dengan menyelaraskan dan menjepitnya secara fisik di dalam sebuah konektor mekanis khusus. Tidak melibatkan peleburan serat.

b. Prinsip Kerja: Konektor mekanis memiliki gel indeks yang cocok (index-matching gel) di dalamnya yang membantu mengurangi pantulan balik dan kehilangan sinyal dengan mengisi celah udara antara kedua ujung serat. Serat dijepit erat di dalam konektor.

2. Keunggulan Mechanical Splicing:

a. Cepat dan Mudah: Prosesnya lebih cepat dan tidak memerlukan peralatan yang kompleks seperti fusion splicer.

b. Tidak Membutuhkan Daya Listrik: Ideal untuk lokasi terpencil atau darurat.

c. Dapat Digunakan Kembali: Beberapa jenis mechanical splice dapat dibuka dan digunakan kembali.

3. Keterbatasan Mechanical Splicing:

a. Redaman (Loss) Lebih Tinggi: Umumnya memiliki redaman lebih tinggi (0.1 - 0.5 dB) dibandingkan fusion splicing.

b. Kurang Permanen/Stabil: Lebih rentan terhadap getaran, suhu ekstrem, atau tekanan fisik dibandingkan fusion splice.

c. Biaya per Sambungan Lebih Mahal: Meskipun alat awalnya lebih murah, biaya per unit mechanical splice seringkali lebih mahal daripada biaya splice fusi.

3. Alat yang Dibutuhkan:

a. Fiber Stripper

b. Alkohol Isopropil (IPA) 99% dan tisu bebas serat

c. Fiber Cleaver

d. Mechanical Splice Kit (berisi unit mechanical splice dan alat bantu penjepit/crimping)

5. Prosedur Praktis Mechanical Splicing:

a. Persiapan Serat: Siapkan kedua ujung serat yang akan disambung menggunakan fiber stripper dan fiber cleaver seperti pada fusion splicing. Bersihkan dengan alkohol IPA.

b. Buka Mechanical Splice: Buka unit mechanical splice (biasanya memiliki penutup atau tuas).

c. Masukkan Serat: Masukkan ujung serat pertama ke dalam satu sisi unit mechanical splice hingga menyentuh titik berhenti di tengah.

d. Masukkan Serat Kedua: Masukkan ujung serat kedua ke sisi berlawanan unit mechanical splice hingga menyentuh ujung serat pertama. Pastikan kedua ujung serat bersentuhan di dalam gel indeks yang cocok.

e. Kunci/Jepit: Gunakan alat penjepit atau tuas pada unit mechanical splice untuk mengunci serat di tempatnya. Ini akan menjepit serat dan memastikan kontak yang baik.

f. Uji: Lakukan pengujian redaman menggunakan OPM/Light Source atau OTDR untuk memverifikasi kualitas sambungan.

C. Memastikan Redaman Minimal pada Titik Sambungan

Redaman (loss) pada titik sambungan adalah salah satu faktor kunci yang memengaruhi kinerja keseluruhan link fiber optic. Meminimalkan redaman sangat penting.

1. Pentingnya Redaman Minimal:

a. Kualitas Sinyal: Redaman yang tinggi dapat menyebabkan sinyal cahaya melemah terlalu banyak, sehingga sulit dideteksi oleh penerima, mengakibatkan bit error atau kegagalan koneksi.

b. Jangkauan Transmisi: Semakin rendah redaman sambungan, semakin jauh sinyal dapat ditransmisikan.

c. Keandalan Jaringan: Sambungan dengan redaman rendah lebih stabil dan andal dalam jangka panjang.

2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Redaman Sambungan:

a. Kebersihan Serat: Debu, kotoran, atau residu pada ujung serat adalah penyebab utama redaman tinggi. Selalu bersihkan serat dengan alkohol IPA sebelum cleaving dan penyambungan.

b. Kualitas Pemotongan (Cleave Quality): Potongan yang tidak rata, bersudut, atau memiliki retakan akan menyebabkan kehilangan sinyal yang signifikan. Fiber cleaver yang baik dan prosedur yang benar sangat penting.

c. Penyelarasan Serat: Serat harus diselaraskan dengan sempurna (terutama core) agar cahaya dapat melintas dari satu serat ke serat lainnya. Fusion splicer melakukan ini secara otomatis dengan presisi tinggi. Pada mechanical splice, penyelarasan bergantung pada desain unit.

d. Gap (Celah) atau Offset: Celah antara dua ujung serat, atau pergeseran lateral/sudut, akan meningkatkan redaman. Gel indeks yang cocok pada mechanical splice membantu mengisi celah.

e. Kualitas Alat: Alat yang terkalibrasi dan terawat dengan baik akan memberikan hasil yang lebih konsisten dan akurat.

3. Verifikasi Redaman Sambungan:

a. Menggunakan Fusion Splicer: Setelah proses splicing, fusion splicer akan menampilkan estimasi splice loss di layarnya. Ini adalah indikasi awal yang baik.

b. Menggunakan Optical Power Meter (OPM) dan Light Source: Lakukan pengujian redaman total pada link yang sudah disambung. Jika redaman total melebihi batas yang diizinkan, kemungkinan ada masalah pada sambungan.

c. Menggunakan Optical Time Domain Reflectometer (OTDR): Ini adalah alat terbaik untuk mengukur redaman spesifik pada setiap sambungan. OTDR akan menampilkan splice loss untuk setiap titik sambungan pada trace-nya, memungkinkan Anda mengidentifikasi sambungan mana yang bermasalah.

d. Visual Fault Locator (VFL): Meskipun tidak mengukur redaman, VFL dapat membantu mendeteksi masalah fisik pada sambungan (misalnya, tekukan tajam atau retakan) yang akan menyebabkan redaman tinggi.

Zona Aktivitas

A. Uji Pengetahuan (Nilai Pengetahuan I)

1. Jelaskan perbedaan mendasar antara fusion splicing dan mechanical splicing dalam hal bagaimana serat disambungkan.

2. Sebutkan dua keunggulan utama dari fusion splicing.

3. Apa fungsi dari heat shrink sleeve setelah proses fusion splicing?

4. Sebutkan dua keunggulan mechanical splicing dibandingkan fusion splicing.

5. Mengapa kebersihan ujung serat sangat krusial untuk memastikan redaman minimal pada titik sambungan?

B. Praktikum (Nilai Praktik 1)

Buat kelompok dengan anggota maksimal tiga siswa. Lakukan hal berikut:

1. Simulasi Proses Fusion Splicing:

a. Tonton video tutorial atau demonstrasi langsung tentang penggunaan fusion splicer.

b. Buat daftar langkah-langkah detail (checklist) yang harus dilakukan oleh teknisi mulai dari persiapan serat hingga perlindungan sambungan.

c. Diskusikan: mengapa urutan langkah-langkah ini penting untuk keberhasilan splicing?

2. Perbandingan Skenario Penggunaan Splicing:

a. Skenario A: Memperbaiki kabel fiber optic yang putus di tengah jalan akibat galian.

b. Skenario B: Menyambungkan kabel fiber optic di dalam patch panel di pusat data.

c. Untuk setiap skenario, rekomendasikan metode penyambungan (fusion atau mechanical) yang paling cocok dan jelaskan alasannya, dengan mempertimbangkan faktor seperti kecepatan, kualitas, dan lingkungan.

Presentasikan hasil kerja dan diskusi kelompok Anda di depan kelas.

Eksperimen (Nilai Proyek I)

Pilih salah satu dari tugas berikut:

1. Laporan Praktikum Penyambungan Mekanis:

a. Lakukan riset tentang proses mechanical splicing (melalui video tutorial atau manual).

b. Buat laporan praktik (maksimal 2 halaman) yang menjelaskan:

Alat-alat yang dibutuhkan untuk mechanical splicing.

Langkah-langkah detail proses mechanical splicing.

Faktor-faktor yang dapat menyebabkan redaman tinggi pada mechanical splice.

Tips untuk mendapatkan mechanical splice yang baik.

2. Analisis Kualitas Sambungan Fiber Optic:

Anda adalah teknisi yang baru saja selesai menyambung 10 titik fiber optic menggunakan fusion splicer. Setelah itu, Anda melakukan pengujian dengan OTDR dan menemukan bahwa salah satu sambungan memiliki splice loss sebesar 0.8 dB (padahal target Anda < 0.05 dB).

a. Jelaskan kemungkinan penyebab dari splice loss yang tinggi ini.

b. Langkah-langkah apa yang akan Anda lakukan untuk mendiagnosis masalah lebih lanjut pada sambungan tersebut?

c. Bagaimana Anda akan memperbaiki masalah ini?

d. Sajikan analisis Anda dalam bentuk laporan singkat (maksimal 2 halaman).

Rangkuman

1. Penyambungan serat optik adalah proses menggabungkan dua ujung serat.

2. Fusion Splicing adalah metode peleburan permanen menggunakan busur listrik, menghasilkan redaman sangat rendah (<0.05 dB) dan kekuatan mekanis tinggi. Membutuhkan fiber stripper, cleaver, fusion splicer, dan heat shrink sleeve.

3. Mechanical Splicing adalah metode penjepitan fisik tanpa daya, lebih cepat dan mudah, tetapi dengan redaman lebih tinggi (0.1-0.5 dB) dan kurang stabil. Membutuhkan fiber stripper, cleaver, dan unit mechanical splice.

4. Memastikan redaman minimal pada titik sambungan sangat penting untuk kualitas sinyal, jangkauan, dan keandalan jaringan.

5. Faktor yang memengaruhi redaman meliputi kebersihan serat, kualitas pemotongan (cleave), penyelarasan serat, dan celah/offset.

6. Verifikasi redaman sambungan dapat dilakukan dengan estimasi fusion splicer, pengukuran total loss dengan OPM/Light Source, pengukuran splice loss spesifik dengan OTDR, dan deteksi kerusakan visual dengan VFL.

Ulangan Akhir Bab 1

A. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat.

1. Metode penyambungan serat optik yang menghasilkan redaman (loss) paling rendah adalah ....

a. Mechanical Splicing

b. Fusion Splicing

c. Konektor RJ-45

d. Crimping

e. Soldering

2. Alat yang digunakan untuk memotong ujung serat optik dengan sangat rata dan tegak lurus sebelum penyambungan fusi adalah ....

a. Fiber Stripper

b. Fusion Splicer

c. Fiber Cleaver

d. Optical Power Meter

e. Visual Fault Locator

3. Setelah proses fusion splicing selesai, perangkat yang digunakan untuk melindungi sambungan secara mekanis adalah ....

a. Konektor SC

b. Heat Shrink Sleeve

c. Fiber Optic Patch Panel

d. Splice Tray

e. Optical Isolator

4. Berikut yang merupakan salah satu keunggulan mechanical splicing dibandingkan fusion splicing adalah ....

a. Redaman yang lebih rendah.

b. Kekuatan mekanis yang lebih tinggi.

c. Tidak membutuhkan daya listrik.

d. Sambungan yang lebih permanen.

e. Kualitas transmisi yang lebih baik.

5. Jika Fusion Splicer menampilkan nilai splice loss sebesar 0.02 dB untuk single-mode fiber, ini mengindikasikan ....

a. Sambungan yang buruk dan harus diulang.

b. Sambungan yang sangat baik.

c. Kabel putus.

d. Alat pengukur yang rusak.

e. Adanya interferensi.

6. Apa yang harus Anda lakukan segera setelah mengupas serat optik dengan fiber stripper dan sebelum cleaving?

a. Langsung memotongnya dengan cleaver.

b. Menyambungkannya dengan splicer.

c. Membersihkan serat dengan alkohol isopropil dan tisu bebas serat.

d. Mengukur redamannya dengan OPM.

e. Memasang konektor.

7. Faktor yang paling sering menyebabkan redaman tinggi pada titik sambungan fiber optic adalah ....

a. Panjang kabel yang terlalu pendek.

b. Penggunaan single-mode fiber.

c. Debu atau kotoran pada ujung serat.

d. Suhu lingkungan yang terlalu dingin.

e. Merek splicer yang digunakan.

8. Alat yang paling tepat untuk mengukur redaman spesifik pada setiap titik sambungan (splice loss) dalam sebuah link fiber optic adalah ....

a. Optical Power Meter (OPM)

b. Visual Fault Locator (VFL)

c. Fusion Splicer (estimasi)

d. Optical Time Domain Reflectometer (OTDR)

e. Light Source

9. Apa peran dari gel indeks yang cocok (index-matching gel) dalam mechanical splicing?

a. Untuk mengeraskan sambungan.

b. Untuk membersihkan serat.

c. Untuk mengisi celah udara antara kedua ujung serat dan mengurangi redaman.

d. Untuk menghantarkan listrik.

e. Untuk melindungi serat dari air.

10. Berikut yang bukan merupakan langkah dalam prosedur praktis fusion splicing adalah ....

a. Persiapan serat (pengupasan, pembersihan, cleaving).

b. Penempatan serat di splicer.

c. Melelehkan serat dengan solder.

d. Proses penyambungan otomatis oleh splicer.

e. Perlindungan sambungan dengan heat shrink sleeve.

B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar.

1. Jelaskan secara rinci langkah-langkah persiapan serat optik (pengupasan, pembersihan, pemotongan) yang harus dilakukan sebelum melakukan fusion splicing. Mengapa setiap langkah tersebut penting?

2. Bagaimana fusion splicer secara otomatis memastikan penyelarasan core serat yang presisi, dan mengapa ini krusial untuk redaman minimal?

3. Berikan contoh skenario di mana mechanical splicing akan menjadi pilihan yang lebih praktis daripada fusion splicing, dan jelaskan alasannya.

4. Jelaskan bagaimana Anda akan menggunakan kombinasi OPM/Light Source dan OTDR untuk memverifikasi kualitas sebuah link fiber optic yang baru saja disambung.

5. Apa saja faktor-faktor yang dapat menyebabkan redaman tinggi pada sambungan fiber optic, dan bagaimana seorang teknisi dapat memitigasi risiko tersebut?