Telekomunikasi Sistem Tenaga Listrik

PT PLN (Persero) Pusat Pendidikan dan Pelatihan

Telekomunikasi Sistem Tenaga Listrik

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI........................................................... ................................................................................. ............................................ .......................................... ....................i DAFTAR TABEL.......................................................... ................................................................................ ............................................. ................................. ..........iii DAFTAR GAMBAR .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................ ......................iii BAB 1 ........................................... ................................................................. ....................................... ................. Error! Bookmark not defined. PENGANTAR ............................................. ................................................................... ........................ .. Error! Bookmark not defined. 1.1

Sistem Komunikasi PLN P3BJB ................................................... .......................................................................... ....................... 1

1.2

Penggunaan Sarana Komunikasi.................... Komunikasi.......................................... ............................................. .................................. ........... 1

1.3

Media Komunikasi PLN P3B JB ......................................... ............................................................... .................................. ............ 2

BAB 2 ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................ ............................................. ....................... 5 MEDIA TELEKOMUNIKASI UNTUK KEBUTUHAN SISTEM TENAGA LISTRIK .... 5 2.1

Power Line Carrier (PLC) ......................................... ............................................................... ............................................. ....................... 5

2.2

Radio ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. .............................. ....... 6

2.3

Pilot Cable............................................... ..................................................................... ............................................ ......................................... ...................7

2.4

Fiber Optic (FO) ............................................ .................................................................. ............................................ .................................. ............ 9

2.5

PSTN PT Telkom ......................... ............................................... ............................................ ............................................ ............................ ...... 29

2.6

Seluler (GSM/CDMA) ........................................... ................................................................. ............................................ ........................ .. 29

2.7

Satelit ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. ............................ ..... 29

BAB 3 ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................ ........................................... ..................... 30 SARANA DAN PERALATAN TELEKOMUNIKASI UNTUK KEBUTUHAN PENGELOLAAN SISTEM TENAGA LISTRIK .................................................. ............................................................... ............. 30

i



3.1

Komunikasi Voice (Suara) ............................. ................................................... ............................................. ................................ ......... 30

3.1.1

Radio VHF .......................................... ................................................................ ............................................ ........................................... ..................... 30

1.

RJKB (Region Jakarta J akarta dan Banten) ..................................... ........................................................... ................................ .......... 32

2.

RJBR (Region Jawa Barat) .................................................. ......................................................................... ................................ ......... 32

3.

Region Jawa Tengah dan DIY .......................................... ................................................................. ................................... ............ 32

4.

Region Jawa J awa Timur dan Bali................................................ Bali....................................................................... ................................ ......... 33

3.1.2

HOTLINE ........................................... ................................................................. ............................................ ........................................... ..................... 34

3.2

Komunikasi Data ........................................... ................................................................. ............................................ ................................ .......... 36

3.2.1

Sistem SCADA .......................................... ................................................................. ............................................. ................................... ............. 36

3.3

Teleproteksi............................................. Teleproteksi...................... ............................................. ............................................ ....................................... ................. 36

ii



DAFTAR TABEL

Table 1: Pola Penggunaan Sistem Komunikasi PLN P3B JB ................................... .............................................. ........... 2 Table 2: Merk dan Type Peralatan PLC...................................................... PLC............................................................................. .......................... ... 6 Table 3: Merk dan Type Radio VHF........................................................ VHF............................................................................... .............................. ....... 6

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Alternatif Media Komunikasi untuk kebutuhan sistem tenaga listrik .................. 4 Gambar 2. Bagan Komunikasi Radio VHF ................................................. ........................................................................ ......................... 29 Gambar 3. Konfigurasi Radio Komunikasi RJKB Ch.1 .................................................... ...................................................... .. 30 Gambar 4. Konfigurasi Komunikasi Radio RJKB ch. 3 ...................................................... ...................................................... 30 Gambar 5. Komunikasi Radio RJBR ........................................................... .................................................................................. ......................... 31 Gambar 6. Komunikasi Radio RJTD ............................................ ................................................................... ....................................... ................ 32 Gambar 7. Komunikasi Radio RJTB......................................... ............................................................... ........................................... ..................... 33

iii



TELEKOMUNIKASI SISTEM TENAGA LISTRIK BAB I PENGANTAR

1.1

Sistem Komunikasi PLN P3BJB

Kebutuhan energi listrik dari tahun ke tahun terus meningkat. Peningkatan ini menuntut jumlah unit-unit pembangkit yang lebih banyak, lebih besar serta lebih efisien. Serta menuntut pula perluasan dan penambahan kapasitas jaringan transmisi dan distribusinya beserta gardu induk dan gardu distribusinya. Mengingat bahwa sumber energi yang dapat dikonversikan ke energi listrik terbatas, maka perlu adanya interkoneksi diantara Pusat-pusat Pembangkit melalui jaringan-jaringan transmisi dan Gardu Induk yang pada gilirannya suatu konfigurasi sistem yang paling optimum merupakan tujuan utama sehingga akan diperoleh tingkat keandalan yang tinggi, dari kontinuitas penyediaan energi listrik disamping persyaratan-persyaratan ekonomis terpenuhi pula, yang untuk menunjang pengoperasian tersebut diperlukan sarana telekomunikasi. Media komunikasi adalah salah satu bagian terpenting yang tidak dapat dipisahkan dari suatu sistem pengendalian tenaga listrik, yaitu suatu subsistem yang merupakan sarana telekomunikasi yang digunakan untuk menghubungkan pusat pengendali dengan pusat pembangkit dan gardu-gardu induk, perangkat-perangkat sistem pengendalian yaitu master station dengan perangkat-perangkat remote terminal unit. Disamping itu sarana komunikasi dalam sistem pengendalian diperlukan pula oleh para operator untuk melakukan koordinasi antara unit-unit terkait pada sistem tenaga listrik yang akan dikendalikan. Pada prinsipnya sarana komunikasi didalam management sistem tenaga listrik dipergunakan untuk: 1. Menunjang kelancaran pengoperasian sistem dalam usaha untuk memperoleh penyediaan energi listrik dengan keandalan yang tinggi dan dengan biaya yang serendah mungkin. 2. Mengawasi kondisi operasional sistem didalam usaha untuk memperoleh mutu listrik yang baik melalui pengaturan tegangan dan frekwensi. 3. Membantu melokalisir gangguan yang terjadi di sistem serta membantu membatasi lamanya gangguan yang terjadi ketika proses pemulihan sistem.

1.2

Penggunaan Sarana Komunikasi

PLN Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali selanjutnya disebut PLN P3BJB bertugas untuk menyelenggarakan management energi listrik di seluruh jaringan sistem tenaga listrik untuk Pulau Jawa, Bali dan Madura di sisi tegangan tinggi dan ekstra tinggi. Penyelenggaraan managemen tersebut dilaksanakan dengan cara mengoperasikan pusat-pusat pembangkit listrik serta jaringan transmisinya dan gardu-gardu induk sehingga diperoleh keandalan, mutu dan skala ekonomis yang paling optimum. Dalam hal ini jelas guna mengoperasikan sistem Jawa PLN P3B memerlukan media komunikasi. Pada 1



Prinsipnya sarana komunikasi dalam management pengelolaan sistem tenaga listrik dipergunakan untuk: 1. Komunikasi voice (suara) yang diperlukan untuk management sistem ketenagalistrikan, laporan, dan informasi sistem ketenagalistrikan lainnya. 2. Komunikasi data, yang diperlukan untuk pertukaran data antara perangkat perangkat yang terpasang di pusat pengendali (control center) dengan perangkat atau terminal yang terpasang di gardu atau pusat pembangkit dalam rangka real time kontrol dan monitoring sistem tenaga listrik pembangkitan dan penyaluran. 3. Pengiriman sinyal/command proteksi antar relay proteksi gardu induk untuk mengamankan peralatan gardu induk dari gangguan yang meluas. Transmisi besaran-besaran informasi seperti yang telah diuraikan tadi dilaksanakan menuruti pola operasional pengendalian sistem pembangkitan dan penyaluran energi listrik dengan struktur seperti pada tabel di bawah ini:

Table 1 : Pola Penggunaan Penggunaan Sistem Komunikasi Komunikasi PLN P3B JB Pengelola Pusat Pengatur Beban JCC

Traffic Voice dan Data

Pusat Pengatur Beban RCC

Voice dan Data

Penggunaan Voice untuk keperluan supervisi ke Pusat Pembangkit listrik dan Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi (GITET) 500kV dan koordinasi dengan Regional (RCC), transmisi data untuk sistem SCADA 500kV.

Voice untuk keperluan supervisi ke Pusat Pembangkit listrik, Gardu Induk Tegangan Tinggi (GI) 150kV dan untuk koordinasi dengan JCC, transmisi data untuk sistem SCADA 150kV dan 70kV. Pusat Pembangkit, Voice, Data, dan Voice untuk koordinasi dengan pusat pengatur GI/GITET Teleproteksi beban dan gardu-gardu yang berhadapan, transmisi data untuk sistem SCADA gardu induk, dan teleproteksi untuk peralatan reley pengaman peralatan gardu.

1.3

Media Komunikasi PLN P3B JB

Mengingat sangat pentingnya media komunikasi dalam rangka pengelolaan sistem tenaga listrik, maka PLN P3BJB berkewajiban untuk menyediakan fasilitas komunikasi dengan mutu dan keandalan yang tinggi. Dalam perancangan sistem pertimbangan sebagai berikut: -

perlu

memperhatikan

beberapa

pertimbangan-

Jaringan sistem tenaga adalah suatu sistem yang secara alamiah akan berkembang dari waktu ke waktu, maka dalam hal ini sistem harus dikembangkan sedemikian rupa mengikuti perencanaan pengembangan sistem tenaga sehingga ditengahtengah pengembangannya tidak memerlukan perubanan konfigurasi sistem telekomunikasi yang sudah ada. 2



-

Modifikasi-modifikasi yang terjadi mengikuti perkembangan jaringan harus diusahakan seminimum mungkin. Kapabilitas perangkat-perangkat awal harus bisa mengantisipasi kebutuhan penambahan kapasitas saluran setidak-tidaknya untuk sepuluh tahun kedepan.

-

Pengoperasian sistem tenaga listrik harus tidak terganggu pada waktu melakukan pemutakhiran jaringan.

-

Pemilihan media komunikasi harus dianalisa secara tepat dengan pertimbanganpertimbangan biaya investasi, keandalan, kesesuaian, ongkos pemeliharaan, biaya-biaya instalasi, komisioning, umur dengan segal a aspek kinerja sistem yang mau dipilih.

Dengan demikian untuk menunjang tugas P3B JB dalam melaksanakan fungsinya, P3B JB telah menggunakan media komunikasi sebagai berikut : 1. Media komunikasi Power Line Carrier (PLC) yang digunakan untuk a. Komunikasi voice antara Control Center dengan GI dan Pembangkit b. Komunikasi data SCADA dan LFC (Load Frequency Control) c. Teleproteksi. d. DFR (Disturbance Fault Recorder) e. AMR (Automatic Meter Reading) 2. Media Pilot Cable, yang digunakan untuk : a. komunikasi voice antara Control Center dengan GI dan Pembangkit b. Komunikasi data SCADA dan LFC (Load Frequency Control) c. teleproteksi 3. Media Komunikasi RadioVHF (Half Duplex), digunakan untuk a. Komunikasi voice antara Control Center dengan GI dan Pembangkit b. Sarana komunikasi untuk pemeliharan jaringan transmisi di UPT dan UJT 4. Media Komunikasi Radio Microwave: a. Komunikasi voice antara Control Center dengan GI dan Pembangkit b. Komunikasi data SCADA dan LFC (Load Frequency Control) Control) dan SAS (Substation Automation System) c. DFR ( Disturbance Fault Recorder ) d. AMR (Automatic Meter Reading) e. RFC ( Realtime Frequency Monitoring ) 5. Media Komunikasi Fiber Optic yang digunakan untuk keperluan : a. Komunikasi voice antara Control Center dengan GI dan Pembangkit b. Komunikasi data SCADA c. Teleproteksi d. DFR (Disturbance Fault Recorder) e. AMR (Automatic Meter Reading) f. RFC (Realtime Frequency Monitoring) g. Media komunikasi LAN/WAN antara Kantor Induk, Region, UPT dan UJT tersebar untuk aplikasi CBM, PST dll. h. Faksimili administratif (melalui TeLICON/JWOT) Untuk Fibre Optic ini pada awalnya dikelola dan dikembangkan serta dipelihara oleh PLN P3B JB dibawah Unit Pelaksana Telekomunikasi. Kemudian dibentuk PT Indonesia Comnets Plus sebagai anak perusahaan yang khusus mengelola jaringan Fibre Optic yang pada awalnya karyawan serta Management adalah karyawan PLNP3B JB yang dialih tugaskan atau dikar yakan. 6. Saluran PSTN PT Telkom yang digunakan untuk keperluan 3



a. Komunikasi voice antara Control Center dengan GI dan Pembangkit b. Administratif : Facsimile 7. Komunikasi Satelit a. Komunikasi voice Penggunaan media satelit merupakan alternatif terakhir dalam komunikasi voice antara pusat pengatur beban dengan pusat pembangkit atau gardu induk, namun tidak digunakan untuk komunikasi data SCADA yang bersifat realtime dikarenakan delay time yang terlalu besar.

G ambar bar 1. Alte A lterr natif natif M edi a Ko K omunikasi uni kasi untuk ke k ebutuha butuhan n siste si stem m tenaga tenaga listri listr i k

4



BAB 2 MEDIA TELEKOMUNIKASI UNTUK KEBUTUHAN SISTEM TENAGA LISTRIK 2.1

Power Line Carrier (PLC)

Power Line Carrier (PLC) merupakan media komunikasi khusus yang khas pada suatu Perusahaan Listrik. Kekhususan ini disebabkan pada komunikasi PLC, sebagai media transmisinya menggunakan saluran udara tegangan tinggi SUTT. Fasilitas komunikasi PLC bekerja dengan cara menggabungkan suatu peralatan transeiver (PLC lern1ine) melalui mel alui suatu media coupling tertentu sehingga proses komunikasi dapat bcrlangsung dengan aman tanpa adanya bahaya terhadap pemakai / peralatan komunikasi itu sendiri. Media komunikasi PLC ini yang bekerja pada range frekwensi 50 kHz sampai 500kHz dlan menggunakan media / saluran transmisi tenaga dipandang sangat cocok dan mempunyai keandalan yang paling tinggi saat ini diantara media komunikasi lainnya. Oleh karena itu fasilitas komunikasi ini pada awalnya merupakan fasilitas komunikasi utama untuk: 1.

Teleproteksi

2.

Transmisi data SCADA

Sistem komunikasi PLC di Pulau Jawa telah digunakan semenjak tahun 1960-an dan saat ini telah digunakan / terpasang pada hampir semua jaringan SUTT 70 kV, 150 kV dan bahkan 500kV. Beberapa merk dan type yang terpasang di PLN khususnya P3B Jawa Bali diantaranya dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

5



Table 2: Merk dan Type Peralatan PLC No. 1

Merk Alspa

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

NERA SELTA TEAMCOM BBC ABB Siemens AREVA DIMAT RFL OI ELECTRIC

2.2

Negara Asal Perancis

Contoh Type yang terpasang Seri 194 (102A/119/201/203/205) (102A/119/201/203/205) Seri 1790 (SS/B) , Seri CPL (301/306) Perancis ACE 32 Italy STE-N Italy ACE 32 Swedia ETI 21 Swedia Seri ETL (41, 42, 540, 640) Jerman PowerLink Prancis T390, PLC 5000 Spanyol OPC-1 United Kingdom 9505 Jepang Seri PCP-(111,211,524, PCP-(111,211,524, 534)

Radio

Radio VHF (Simplex/half duplex)

Merupakan media komunikasi yang paling awal digunakan oleh PLN dalam mengelola system tenaga listrik. Media komunikasi Radio yang dipergunakan di PLN P3B, terdiri dari dua macam mode sesuai dengan jenis informasi yang ditransmisikannya. Mode pertama yang paling banyak dipergunakan dan sampai saat ini seolah-olah merupakan media komunikasi utama didalam pengendalian sistem secara real time adalah komunikasi radio dengan mode "two frequency simplex", Fasilitas. komunikasi radio simplex ini pada awalnya merupakan fasilitas komunikasi utama bahkan mutlak dipergunakan karena harga peralatannya murah dan mudah diperoleh serta dapat memenuhi kwalitas komunikasi informasi suara yang cepat tetapi baik mutunya, didalam usaha untuk memenuhi kebutuhan peralatan komunikasi yang sangat urgen dan segera sebagai akibat dari kenaikan/penambahan jumlah instalasi baru didalam sistem tenaga listrik. Beberapa merk dan type radio simplex yang digunakan oleh PLN P3B JB adalah :

Table 3: Merk dan Type Radio VHF No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Merk Motorola PHILIPS ICOM Simoco INCONAV FURINCOM FURUNO TAD YAESU

Negara Asal USA Belanda Jepang Italy

Jepang Jepang Canada Jepang

Contoh Type yang terpasang GM 300

PRM 80 N-100T FM-400 M7-740 FTC

6



Radio Microwave (Full Duplex)

Mode kedua yang dikembangkan adalah komunikasi radio full duplex yang bekerja pada daerah frekuensi microwave ( Komunikasi radio full duplex ini telah terpasang didaerah: 1. Jawa Barat : -

Tangkuban Prahu - Gitet Bandung Selatan

2. Jabotabek : JCC - Cawang dan JCC - Gitet Cibinong 3. Jawa Timur : Waru - Bangil- Grati- Probolinggo 4. Jawa - Madura : Gitet Gresik – Gresik – GI GI Sumenep 5. Jawa - Bali : GI Bayuwangi - GI G I Gilimanuk Fungsi pemasangan radio microwave ini adalah sebagai "back up" link untuk transmisi data SCADA, ICL, dan bahkan disamping itu dimanfaatkan juga s ebagai backup WAN P3B JB.

2.3

Pilot Cable

Pada instalasi kabel tanah tegangan tinggi selain kabel power yang tertanam di bawah tanah, juga memerlukan kabel lain dalam satu saluran, yaitu kabel pilot. Kabel pilot merupakan instalasi yang digunakan sebagai kabelkabel pengaman. Kabel pilot yang dimaksud disini adalah kabel tyang dimiliki oleh perusahaan pengelola listrik yang biasanya ditanam bersama-sama dengan kabel tegangan tinggi untuk keperluan komunikasi antara dua gardu yang saling terhubung dan untuk keperluan sistem pengaman kabel tegangan tinggi. Karena kabel ini berjalan paralel dengan kabel tegangan tinggi maka konstruksi kabel biasanya dirancang khusus dan tidak sarna seperti kabel telepon biasa. Spesifikasinya ditentukan oleh: - jumlah konduktor dalam satu kabel pilot, yang biasanya sudah ditentukan oleh pabrikan pembuat kabel pilot. -

Type dan Jenis relay pengaman yang digunakan

-

Rating CT (current transformer) yang terpasang

Perbedaan tersebut dapat dilihat baik dari segi kekuatan mekanisnya, kekuatan isolasi maupun dari segi pemasangan dan sistem penyambungan terminal pada kedua ujung kabel. Dirancang dengan kekuatan mekanis secara khusus mengingat kabel ini dapat mengalami gaya-gaya mekanis yang ditimbulkan oleh gaya-gaya elektromagnetis yang kuat sepanjang perjalanan kabel tersebut terutama hila kabel tegangan tinggi yang berdekatan mengalami gangguan hubung singkat ke tanah maupun hubung singkat antar rasa. Sedang kekuatan isolasinya dirancang untuk tahan terhadap tegangan lebih yang mungkin terinduksi daTi kabel tegangan tinggi berdekatan misalnya pada waktu hubung singkat maupun waktu manuver jaringan tegangan tinggi. Karena tegangan lebih yang mungkin menjalar sepanjang kawat maka dalam prakteknya kedua ujung kabel jarang dihubungkan langsung dengan perangkat-perangkat komunikasi. Namun terlebih dahulu disambung dengan perangkat isolasi berupa trafo, dimana perbandingan antara lilitan primer dengan lilitan sekunder biasanya adalah sarna dan tidak saling terhubung secara galvanis. Trafo isolasi ini sering juga disebut sebagai translator. Trafo isolasi tersebut dilengkapi dengan alat pengaman seperti arester dan sekring dengan karakteristik khusus yang segera 7



dapat membatasi puncak tegangan lebih yang mungkin memasuki trafo dan memutuskannya dengan cepat untuk menghindari trafo tersebut dari kenaikan tegangan yang curam. Disamping sebagai pengaman maka trafo isolasi berfungsi pula sebagai perangkai yang akan menapis frekuensi berisik yang datang dari jaringan akibat interferensi gelombanggelombang elektromagnetis dari kabel tenaga. Kawat-kawat yang tidak digunakan atau cadangan tidak boleh dibiarkan terbuka atau mengambang namun kedua ujung kawat harus ditanahkan langsung dengan tanah. Kawat-kawat telepon pilot kabel dapat digunakan untuk keperluan komunikasi data maupun pembicaraan biasa dengan baik. Dalam sistem dupleks kecepatan komunikasi komunikasi data biasanya dapat dilakukan pada laju l aju data 600 bit per detik. Sedang dalam sistem komunikasi satu arah atau simpleks maupun sistem semi-dupleks maka laju kecepatan data dapat ditingkatkan sampai 9600 bit per detik. Hal-hal lain yang perlu diperhatikan dalam memilih pasangan-pasangan kawat adalah ketidak-seimbangan kapasitif yang berlebihan sehingga dapat menyebabkan timbulnya pembicaraan silang pada ujung jauh maupun ujung dekat yang dapat mengganggu sistem komunikasi. Impedansi karakteristik yang diperoleh pada waktu kabel tenaga belum diberi tegangan mungkin perlu dikoreksi untuk memperhitugkan perubahan impedansi setelah kabel t enaga mengalirkan daya pada arus dan tegangan nominalnya. Hal ini perlu pada waktu melakukan setting terminal komunikasi. Tidak ada aturan khusus yang dapat digunakan sebagai pegangan, oleh karena itu pekerjaan ini lebih sering bersifat sebagai seni yang diperoleh dari hasil pengalaman-pengalaman ketimbang secara teoritis. Parameter-parameter lainnya sarna seperti parameter-parameter kabel telepon biasa. Salah satu dari ujung kawat-kawat cadangan yang tidak terpakai harus ditanahkan. Bila kedua ujungnya ditanahkan maka arus sirkulasi dapat mengalir pada kawat-kawat tersebut karena tegangan induksi yang pada akhirnya dapat mempengaruhi sistem komunikasi pada kawatkawat lainnya.

P emelihar li hara aan K abe abel Pi P i lot Seperti kabel instalasi yang lain, apalagi kabel pilot tertanam dengan kedalaman kurang lebih 2,5 meter di bawah tanah dengan suhu tanah yang panas maka akan terpengaruh oleh kondisi lingkungan di sekitarnya. Khususnya pada terminal kabel pada panel control cabinet yang ada di dalam underground tank chamber maupun yang ada di sunshilled tank atau panel kontrol. Semua terminal klem tersebut mempunyai risiko kelembaban atau bersentuhan/berhubungan dengan peralatan yang lain yang dapat menyebabkan kondisi isolasi kabel pilot menurun atau nol sama sekali. Untuk mengetahui perubahan kinerja kabel pilot harus dilakukan pemeliharaan dengan melakukan pengukuran pengukurannya yang diperlukan. Berikut adalah contoh table pemeliharaan terhadap pilot cable.

8


2.4


Fiber Optic (FO)

Seiring dengan perkembangan telekomunikasi yang cepat maka kemampuan sistem transmisi dengan menggunakan teknologi serat optik semakin dikembangkan, sehingga dapat menggeser penggunaan sistem transmisi konvensional dimasa mendatang, terutama untuk transmisi jarak jauh. Dampak dari perkembangann teknologi ini adalah perubahan jaringan analog menjadi jaringan digital baik dalam sistem si stem switching maupun dalam sistem transmisinya. Hal ini akan meningkatkan kualitas dan kuantitas informasi yang dikirim, serta biaya operasi dan pemeliharaan lebih ekonomis. Sebagai sarana transmisi dalam jaringan digital, serat optik berperan sebagai pemandu gelombang cahaya. Serat optik dari bahan gelas atau sil ika dengan ukuran kecil dan sangat ringan dapat mengirimkan informasi dalam jumlah besar dengan rugi-rugi relatif rendah. Dalam sistem komunikasi serat optik, informasi diubah menjadi sinyal optik (cahaya) dengan menggunakan sumber cahaya LED atau Diode Laser. Kemudian dengan dasar hukum pemantulan sempurna, sinyal si nyal optik yang berisi informasi dilewatkan sepanjang serat sampai pada penerima, selanjutnya detektor optik akan mengubah sinyal optik tersebut menjadi sinyal listrik kembali 1. Generasi Perkembangan Serat Optik Berdasarkan penggunaannya maka sistem komunikasi serat optik (SKSO) dibagi menjadi 4 tahap generasi yaitu : a) Generasi pertama (mulai 1975) Sistem masih sederhana dan menjadi dasar bagi sistem generasi berikutnya, terdiri dari : alat encoding : mengubah input (misal suara) menjadi sinyal listrik 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 sinyal gelombang menjadi sinyal listrik, berupa fotodetektor alat decoding : mengubah sinyal listrik menjadi output (misal suara) Repeater bekerja melalui beberapa tahap, mula-mula ia mengubah sinyal gelombang yang sudah melemah menjadi sinyal listrik, kemudian diperkuat dan diubah kembali menjadi 9


b)

c)

d)

e)

f)

g)


sinyal gelombang. Generasi pertama ini pada tahun 1978 dapat mencapai kapasitas transmisi sebesar 10 Gb.km/s. Generasi kedua (mulai 1981), Untuk mengurangi efek dispersi, ukuran serat diperkecil agar menjadi tipe mode tunggal. Indeks bias kulit dibuat sedekat-dekatnya dengan indeks bias. Dengan sendirinya transmitter juga diganti dengan diode laser, panjang gelombang yang dipancarkannya 1,3 mm. Dengan modifikasi ini generasi kedua mampu mencapai kapasitas transmisi 100 Gb.km/s, 10 kali lipat lebih besar daripada generasi pertama. Generasi ketiga (mulai 1982), Terjadi penyempurnaan pembuatan serat silika dan pembuatan chip diode laser berpanjang gelombang 1,55 mm. Kemurnian bahan silika sili ka ditingkatkan sehingga transparansinya dapat dibuat untuk panjang gelombang sekitar 1,2 mm sampai 1,6 mm. Penyempurnaan ini meningkatkan kapasitas transmisi menjadi beberapa ratus Gb.km/s. Generasi keempat (mulai 1984), Dimulainya riset dan pengembangan sistem koheren, modulasinya yang dipakai bukan modulasi intensitas melainkan modulasi frekuensi, sehingga sinyal yang sudah lemah intensitasnya masih dapat dideteksi. Maka jarak yang dapat ditempuh, juga kapasitas transmisinya, ikut membesar. Pada tahun 1984 kapasitasnya sudah dapat menyamai kapasitas sistem deteksi langsung. Sayang, generasi ini terhambat perkembangannya karena teknologi piranti sumber dan deteksi modulasi frekuensi masih jauh tertinggal. Tetapi tidak dapat disangkal bahwa sistem koheren ini punya potensi untuk maju pesat pada masa-masa yang akan datang. Generasi kelima (mulai 1989), Pada generasi ini dikembangkan suatu penguat optik yang menggantikan fungsi repeater pada generasi-generasi sebelumnya. Sebuah penguat optik terdiri dari sebuah diode laser InGaAsP (panjang gelombang 1,48 mm) dan sejumlah serat optik dengan doping erbium (Er) di terasnya. Pada saat serat ini disinari diode lasernya, atom-atom erbium di dalamnya akan tereksitasi dan membuat inversi populasi*, sehingga bila ada sinyal lemah masuk penguat dan lewat di dalam serat, atom-atom itu akan serentak mengadakan deeksitasi yang disebut emisi terangsang (stimulated emission) Einstein. Akibatnya sinyal yang sudah melemah akan diperkuat 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 pada repeater. Dengan adanya penguat optik ini kapasitas transmisi melonjak hebat sekali. Pada awal pengembangannya hanya dicapai 400 Gb.km/s, tetapi setahun kemudian kapasitas transmisi sudah menembus harga 50 ribu Gb.km/s. 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 bervariasi dalam intensitasnya. Panjang soliton hanya 10-12 detik dan dapat dibagi menjadi beberapa komponen yang saling berdekatan, sehingga sinyal-sinyal yang berupa soliton merupakan informasi 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 kali lipat 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 gelombangnya sama akan merambat dengan laju yang berbeda di dalam suatu bahan 10



jika intensitasnya melebihi suatu harga batas. Efek ini kemudian digunakan untuk menetralisir efek dispersi, sehingga soliton tidak akan melebar pada waktu sampai di receiver. Hal ini sangat menguntungkan karena tingkat kesalahan yang ditimbulkannya amat kecil bahkan dapat diabaikan. Tampak bahwa penggabungan ciri beberapa generasi teknologi serat optik akan mampu menghasilkan suatu sistem komunikasi yang mendekati ideal, yaitu yang memiliki kapasitas transmisi yang sebesar-besarnya dengan tingkat kesalahan yang sekecil-kecilnya. 2. Struktur Serat Optik Struktur serat optic secara garis besar terdiri dari 3 elemen dasar yaitu: a) Inti (Core) Terbuat dari bahan gelas (SiO2) dengan kualitas sangat tinggi.   Merupakan bagian utama dari serat optic karena perambatan cahaya terjadi pada bagian ini.  Memiliki diameter 5µm – 50 µm, ukuran ini sangat mempengaruhi karakteristik serat optic. b) Selubung (Cladding)  Terbuat dari bahan gelas (SiO2) dengan indeks bias lebih kecil dari core.  Merupakan selubung dari core.  Hubungan indeks bias antar core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core (mempengaruhi besarnya sudut sudut kritis). c) Pembungkus (Coating)  Terbuat dari bahan plastic. Berfungsi untuk melindungi serat optic dari kerusakan luar.

Gambar 5. 5. Struktur Dasar Serat Optik Optik 3. Jenis-Jenis Serat Optik Berdasarkan perbedaan indeks bias maka serat optic dibedakan menjadi serat optic step index dan graded index. Sedangkan berdasarkan jumlah mode yang menjalar dalam serat optic maka dapat dibagi menjadi serat optic multimode dan singlemode. Dengan kombinasi ini maka terciptalah jenis-jenis serat optic sebagai berikut : a) Serat Optik Mode Tunggal (Single Mode) Serat optic ini mempunyai lebar bandwidth yang paling besara karena jumlah modenya yang sedikit (hanya 1 mode). Dalam serat optic ini, propagasi cahaya dengan satu mode saja yang paralel dengan sumbu serat optic. Jika ditinjau ddari ukuran maka diameter inti sama dengan 5-10 µm dan selubung sama dengan 125 11



µm (sudah terstandarisasi). Serat optic ini cocok digunakan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi. b) Serat Optik Mode Jamak Dengan Indeks Step (Multi Mode Step Indeks). Ukuran core serat optic ini umumnya cukup besar yaitu ± 50 µm dan dilapisi dengan selubung yang sangat tipis. Indeks bias inti konstan dan berbeda sedikit dengan indeks bias selubung ( indeks bias inti > indeks bias selubung tetapi bedanya hanya sedikit). Serat optic ini adalah serat optic optic yang pertama ada di pasaran karena pembuatannya sangat mudah. Dari sisi keuntungan, lebih mudah dalam penyambungan karena core yang cukup besar. Serat optic ini cocok digunakan untuk jarak yang pendek dengan bit rate yang relative rendah. c) Serat Optik Mode Jamak Dengan Indeks Gradasi ( Multi Mode Graded Indeks) Serat optic ini merupakan perkembangan dari serat optic multimode step indeks untuk mengatasi kekurangan yang ada yaitu pelebaran pulsa. Indeks bias dalam inti akan berkurang sedikit demi sedikit secara bertahap mulai dari pusat inti sampai batas antara inti dan selubung. Inti serat optic ini terdiri dari lapisanlapisan gelas dimana masing-masing lapisan mempunyai indeks bias yang berbeda. Dengan susunan indeks bias ini maka cahaya dengan lintasan yang berbeda akan sampai pada 1 titik dengan waktu yang bersamaan sehingga bias meminimalkan pelebaran pulsa. Diameter inti umumnya sama dengan 50 µm dan selubung sama dengan 125 µm. Harga dari serat optic ini tentunya lebih mahal dibandingkan serat optic step indeks karena pembuatannya yang lebih rumit. 4. Parameter Parameter Yang Mempengaruhi Mempengaruhi Performansi Sistem Komunikasi Serat Optik Performansi SKSO depengaruhi oleh dua parameter yang menentukan seberapa jauh sinyal optic dapat ditransmisikan melalui serat optic. Kedua parameter itu adalah: 1. Redaman Redaman terjadi dari serat optic (hamburan dan absorbsi) dan redaman karena sejumlah konektor serat optic. 1.1 . Redaman dari serat optic disebabkan oleh a. Hamburan Rayleigh, hamburan yang di akibatkan oleh struktur gelas yang tidak teratur. Struktur ini memindahkan sebagian berkas cahaya yang seharusnya merambat langsung melalui serat. b. Penyerapan material, penyerapan material terjadi karena cahaya yang merambat di dalam serat optic itu sendiri. Secara umum penyerapan material disebabkan oleh interaksi antar gelombang cahaya dengan atom-atom air yang masih tertinggal dalam gelas karena ketidakmurnian bahan karena fabrikasi. 1.2 Redaman karena sambungan dan konektor kabel Redaman pada sambungan dan konektor terjadi karena energi cahaya yang merambat sebagian dipantulkan kembali pada titik penyambungan. Hal ini disebabkan ketidaksempurnaan penyambungan, teknik sambungan dan jenis konektor yang digunakan. digunakan. Sambungan (splice) bersifat permanent dan digunakan untuk menyambungkan beberapa kabel yang menghubungkan dua terminal atau repeater. Sedangkan konektor merupakan sambungan tidak bersifat permanent untuk menyambungkan satu serat optic dengan serat optic lainnya atau serat optic dengan terminal. 2. Dispersi Peristiwa dispersi serat optic disebabkan oleh melebarnya pulsa yang dipancarkan dan merambat sepanjang serat optic. Pulsa yang melebar akan saling 12



menumpuk, sehingga menjadi tidak bias dibedakan pada input penerima. Efek ini dikenal dengan Intersymbol dengan Intersymbol Interference (ISI). Dispersi sinyal akan membatasi lebar pita (bandwidth) maksimum yang dapat dicapai agar masing-masing symbol masih dapat dibedakan. Dalam serat optic terdapat dua macam dispersi yaitu: 2.1. Dispersi intermodal Yaitu pelebaran pulsa sebagai akibat dari perbedaan delay propagasi antara satu mode penjalaran lainnya. Untuk menempuh panjang serat yang sama, sinar dengan mode yang lebih rendah sehingga lambat dibandingkan dengan mode yang lebih rendah sehingga terjadi pelebaran pulsa. Gangguan ini ditiadakan dengan menggunakan serat optic single optic single mode. 2.2. Dispersi intramodal Keuntungan serat optic single optic single mode yaitu mode yaitu hanya terjadi dispersi intramodal karena yang merambat hanya terdapat satu mode. Sering juga disebut dispersi kromatik (Chromatic). Chromatic). Ada dua factor utama penyebab dispersi kromatik yaitu dispersi material dan dispersi pandu gelombang. Dispersi material disebabkan adanya perubahan indeks bias bahan serat optic yang dinyatakan sebagai fungsi tak linier terhadap panjang gelombang. Sedangkan dispersi pandu gelombang disebabkan dalam satu mode terdiri dari beberapa panjang gelombang yang berada dari spectral sumber cahaya yang merambat sepanjang ser at optic. Ada empat macam type yang sering digunakan berdasarkan ITU-T (International telekommunication Union – Union – Telecommunication Telecommunication Standardization sector) yang dahulu dikenal dengan CCITT yaitu : 1) G.652 - Standar Single Mode Fiber 2) G.653 – G.653 – Dispersion-shifted Dispersion-shifted single mode fiber 3) G.653 – G.653 – Characteristics Characteristics of cut-off shifted mode fiber cable 4) G.655 – G.655 – Dispertion-shifted Dispertion-shifted non zero Dispertion fiber. Tipe fibre G.652 adalah type fiber yang sering digunakan pada generasi pertama di PLN dan saat ini type fiber yagn di gunakan adalah G.655. Jaringan komunikasi PT PLN (Persero) yang dalam hal ini dikelelola PT ICON+ menggunakan type jenis G.652 dan G655. 5. Komponen – komponen komponen fiber optik Agar bisa berfungsi sebagai alat komunikasi, berikut blok diagram komponen yang ada pada jaringan fiber optic.

Gambar 4.1 Proses Dasar Kabel Optik

13



5.1.Driver Berfungsi mengendalikan sumber optik berdasarkan sinyal elektrik yang diterima dan mengubah sinyal elektrik menjadi sinyal optik.

5.2.Sumber Optik (Cahaya) Dapat menggunakan LED atau LASER. LED merupakan perangkat yang memancarkan cahaya dengan arah menyebar. Pada umumnya digunakan untuk serat optik multimode step indeks. LASER dapat memancarkan cahaya dengan daya 10-100 kali lebih besar dibandingkan dengan LED. Pada umumnya digunakan untuk serat optik singlemode step indeks. Untuk transmisi jarak jauh, penggunaan LASER sebagai sumber cahaya lebih menguntungkan dibandingkan menggunakan LED. 5.3.Detektor 5.3.Detektor Optik Berfungsi untuk mengubah kembali sinyal optik menjadi sinyal elektrik. Detektor optik dapat menghasilkan gelombang sesuai aslinya, dengan meminimalisasi losses yang timbul selama perambatan, sehingga dapat juga menghasilkan sinyal elektrik yang maksimum dengan daya optik yang kecil. 5.4.Rangkaian Penguat Berfungsi untuk menguatkan sinyal elektrik sesuai dengan sinyal elektrik yang ditransmisikan. 6.

Karakteristik Karakteristik Serat Optik Berikut karakteristik serat optic sebagai dasar pertimbangan dengan kelebihan dan kekurangannya :

Kelebihan Serat Optik a. Ukuran kecil Diameter luas serat optic berkisar antara 100-250mm . Diameter maksimum setelah dilapisi atau dibungkus dengan plastic nylon sebagai jaket (1mm ukuran ini masih terlalu kecil dibandingkan dengan kabel konduktor kabel coaxial yaitu 1-10mm). b. Ringan Dibandingkan dengan kabel transmisi biasa (Spesifygrafity 8,9) maka spesifygrafity bahan silica sebagai serat optic sangat kecil yaitu 2,2 sehingga beratnya menjadi EMBED Equation dibandingkan dibandingkan kabel transmisi biasa. c. Lentur Pada umumnya serat optic tidak akan patah bila dilengkungkan dengan radius 5 mm. Oleh karenanya kabel serat optic mempunyai kelenturan yang sama dengan kabel transmisi biasa, sehingga teknik pemasangannya sama atau tidak jauh berbeda dengan pemasangan kabel yang yang biasa digunakan. d. Tidak berkarat Bahan silica sebagai bahan dasar dari serat optic mempunyai serat kimia yang sangat stabil karenanya tidak mungkin berkarat. e. Rugi-Rugi Rendah Serat optic dengan menggunakan bahan silica mempunyai rugi-rugi transmisi rendah, berkisar 2-8 dB/km pada panjang gelombang 830 m. Bila dibandingkan dengan kabel coaxial yang mempunyai rugi transmisi 19 dB/km pada frekuensi 60 MHz. 14



f. Kapasitas Besar Kapasitas dalam penyaluran informasi per cross section area sangat besar disamping mempunyai bandwidth yang sangat besar. Sebagai contoh, kapasitas penyaluran per cross cr oss section sect ion area 100 kali lebih besar dibandingkan dengan kabel multi pair dan 10 kali disbanding dengan kabel coaxial. g. Bebas Induksi Serat optic menggunakan bahan dasar silica yang pada dasarnya merupakan bahan dielektrik yang sangat baik dan fleksibel terhadap induksi electromagnet terhadap kilat atau petir. h. Tahan Terhadap Temperature Tinggi Bahan silica mempunyai titik leleh kurang lebih 1900 ‘C dan ini sangat jauhdari titik leleh ceper dan plastic. Maka fiber optic sangat cocok untuk sarana telekomunikasi pada daerah yang rawan terhadap temperature tinggi. i. Tidak Menimbulkan Bunga Api Pada titik sambung tidak mungkin terjadi bunga api (discharge), oleh karenanya sangat ideal bila digunakan pada tempat yang peka terhadap ledakan atau kebakaran. j. Tidak Dapat Dicabangkan Serat optic mempunyai ukuran sangat kecil atau sangat tipis. Oleh karenanya sangat sulit untuk dicabangkan maka harus menggunakan multimode bila ingin diperbanyak. k. Tidak Menggunakan Bahan Tembaga Serat optic menggunakan bahan silica yang tidak menggunakan unsure logam, bahkan serat optic menggunakan Multikomponent Glass, unsure campuran logam sangat kecil.

7.

Kekurangan Serat Optik a) Non konduktor, karena serat optic tidak dapat dialiri dialir i arus listrik, lis trik, maka tidak dapat memberikan catuan untuk perangkat terminal atau repeater. Oleh karena itu perlu digunakan kabel tersendiri jika akan menggunakan system catuan jarak jauh. b) Konstruksi serat optic yang cukup lemah, sehingga perlu penanganan yang cermat saat installasi dan penyambungan. c) Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan. d) Mahal bila digunakan untuk aplikasi daerah sempit dan bila jaraknya dekat. Standar Pembacaan Warna Kabel Serat Optik Karena jumlah core yang ada pada serat optic, maka perlunya metode pembacaan warna sehingga adanya kesepakatan bagi pengguna serat optic. Hal ini untuk memudahkan dalam proses perbaikan. Dalam sebuah serat optic terdiri dari beberapa tube dan dari tube terdiri dari beberapa core. Untuk standar pembacaan warna yang dipakai yaitu Biru, Orange, Hijau, Coklat, Abu-abu, Putih. Beriku tabel urutan warna Core pada serat Optic Nomor Warna 1 Biru 2

Orange

3

Hijau

4 5

Coklat Abu-abu

6

Putih 15



8. Skema Instalasi Serat Optic

Indoor Area (Substation / Office)

Outdoor Area (Switchjar Area)

Outdoor Area Optical Ground Wire (OPGW)

Media Barphone / CPM128 (Hotline)

Copper Terminal Box (CTB)

Power Supply & Battery

Optical Cable Optical Terminal Box (OTB)

Gantry Box

Main Distributi on Frame (MDF)

All Dielectric Seft Support (ADSS) FL Type

Optical Terminal Box (OTB)

copper cable Fiber Optic Terminal (FOT)

Private Automatic Exchange (PAX) Layer #1

Gantry Box All Dielectric Seft Support (ADSS) FS Type

Video Conference

Optical Terminal Box (OTB)

Telephone Handset

Fiber Armoured (FA) Facimile Machine

SKEMA INSTALASI OPTIC PT.ICON+

Keterangan :

OPGW=

Optical Ground Wire

FL

=

Fiber Long Span

FS

=

Fiber Short Span

FA

=

Fiber Armoured

FOT

=

Fiber Optical Terminal

OTB

=

Optical Terminal Box

PAX

=

Private Automatic Exchange

MDF =

Main Distribution Frame

CTB

=

Copper Terminal Box

TDB

=

Telephone Distribution Box

CPM =

Commutator Position Multilines

NMS =

Network Management System

SSM

=

Sopho System Manager

VM

=

Voice Mail

16



Kabel serat optic udara yang sering digunakan yaitu: a) Figure 8

b)

Gambar 4.2 FO Fig 8 Kabel ADSS (all dielectric self supporting)

Gambar 4.3 FO ADSS Keterangan : 1. Fibres Single 2. Centre support member 3. Sub-units 4. Interstitial waterblock 5. Inner sheath 6. Strength members 7. Outer sheath

c)

OPGW

Gambar 4.4 Kabel OPGW Keterangan : 1. Stainless Steel Tube 2. Max. fibre count 3. ACS centre wire 4. ACS peripheral wires 5. AA peripheral wires

17



PLESIOCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY (PDH)

Pendahuluan

Plesiochronous Digital Hirarki (PDH) adalah sistem yang selama ini digunakan, hingga diterapkannya SDH. Kata plesiochronous berasal dari bahasa Yunani plesio yang berarti hampir. Nama ini baru dimunculkan setelah SDH diresmikan oleh CCITT, karena orang merasa perlu memberikan nama baru untuk sistem lama, lama , yang sebelumnya dianggap sinkron. Dalam sebuah jaringan transmisi, pemultiplekan memiliki masalah dalam hal pencabangan dan penyisipan (drop and insert) karena sulit untuk memonitor dan mengendalikan. Jika sebuah multiplexer berusaha untuk menggabungkan beberapa sinyal ke dalam sebuah arus data (stream), terjadi kesulitan karena pulsa detak / clock setiap sinyal tidak persis sama. Dalam sistem PDH, perbedaan sebesar 50 bit pada kecepatan 2 048 Mb/s adalah sesuatu yang wajar.Ini karena PDH tidak mensinkronkan jaringan dalam arti sesungguhnya. PDH hanya menggunakan pulsa detak maksimum pada setiap simpul (switching node) sebagai standar. Jika tidak ada lagi data bit dalam buffer karena sinyal data tersebut menggunakan pulsa detak yang lebih lambat, maka PDH akan menyisipkan bit-bit tambahan (stuff bits, Stop bit). Sebaliknya, multiplexer penerima harus membuang bit-bit tambahan tersebut. Kerugian lain yang dimiliki PDH adalah kemampuan komponen transmisi yang terbatas pada satu jenis layanan. Tentu saja hal ini tidak sesuai ses uai dengan perkembangan teknologi saat ini dan tidak mengutamakan efisiensi hardware. Jaringan Multiplex saat ini harus mampu menggabungkan beberapa jenis layanan.

18



Hierachy PDH

Gambar dibawah menunjukkan hierarchy sistem PDH, dimana semua sinyal informasi yang berupa sinyal digital atau analog dimasukkan dalam chanel-chanel unit untuk kemudian dimultipleks.

1 4 0 M b it / s

3 4 M b it / s

3 4 M b it / s

8 M b it / s 8 M b it / s

u l i l t i u lt ip le x e r d e m u lt ip le x e rm

d e m u lt ip le x e r

m u lp t i p le x e r d e m u lt i l e x e r

2 M b it / s Gb. 1 : Hierarkichy Sistem PDH

Teknologu multiplek yang digunakan disini menggunakan PCM 30 yang mempunyai bitrate sebesar 2048 kbit/s. Untuk mendapatkan kapasitas saluran yang lebih banyak dapat dikembangkan dengan dasar dari PCM 30 (2 Mbit/s, 8 Mbit/s, 34 Mbit/s, dan 140 Mbit/s). Disini terjadilah proses penggabungan channel unit dalam satu struktur frame berdasarkan sistem TDM (. Hasil multipleks dari DM2 dimasukkan ke DF (digital Fiber) yang sesuai dengan DM-nya. Di DF (Digital Fiber), sinyal informasi yang berupa besaran listrik dirubah ke optik, kemudian ditransmisikan melalui fiber optik. Pada bagian penerima, sinyal optik yang masuk dirubah ke sinyal sinyal listrik oleh DF, kemudian masuk ke DM penerima untuk dipisahkan atau di demultipleks. Hasil dari demultipleks ini dimasukkan ke card-card penerima. l t i l M u lt ip le x e r R g e n e r a t o r e g e n e r a t e o r r i l T e r m iR n a l ABC

Gb. 2 : Penguatan pada jaringan Multiplex

Pada saat instalasi PDH, apabila jarak antar kedua site jauh maka perlu ditambahkan perangkat Regenerator yang berfungsi untuk memperkuat signal optic sehingga s ehingga bisa diterima dengan kualitas baik (seperti pada gb.2).

Perangkat PDH yang ada di PLN, saat ini umumnya terdiri dari card-card yang ada pada pengirim dan penerima adalah :

19



1. DF dan DM 2. Sub Exchange (pengirim) dan Subcriber (Penerima) 3. CU 24 Data Unit (untuk komunikasi data) 4. E & M / VF-P Channel Unit (untuk hubungan antar PAX, SCADA)

DM 2 - MUX

DM 2 adalah peralatan multipleks yang menggunakan teknologi PCM 30 yang melakukan proses multipleks dengan sistem TDM. Perangkat DM 2 ini merupakan realisasi dari hierarchy pertama sistem eropa, dimana 30 chanel suara 64 kb/s atau channel data 64 kb/s dimultipleks ke dalam satu sinyal dengan frame 125 s yang mempunyai kapasitas 2048 Kbit/s. DM 2 – Mux menggabungkan fungsi control, multipleksing dan fungsi pengawasan. Input dari DM 2 ini adalah chanel unit yang dapat berupa Sub Exchange, V.24 untuk sinyal data digital dan VF/E&M dan sinyal suara. Channel Unit Sub, Exchange End

Channel Unit Sub / EXCHANGE END adalah salah sa tu channel unit dari DM 2 yang sangat penting. Channel unit ini terdiri atas 6 frekuensi suara dan satu MCSD (metering control signal detection) channel untuk setiap VF channel. Keenam frekuensi suara itu dibagi menjadi 5 channel unit dan 1 multiplex unit (MUX) yang didalamnya menghubungkan pelanggan dengan analog subcriber dari analog maupun digital interface ke channel unit sub/sub yang kemudian dihubungkan ke pelanggan atau ke nomor yang dituju.

C ontoh ntoh apli aplikk asi dapat di di j elaskan laskan sep seper ti i lustrasi ber i kut kut ini i ni.. Jika kita mengangkat telepon, maka kita akan mendengar suara atau posisi off hook. Kemudian kita memencet nomor yang akan kita hubungi. Voice atau pembicaraan kita dipesawat telepon tersebut dirubah ke besaran listrik berupa sinyal analog ke DM 2 sub/sub, yang kemudian sinyal tersebut akan dimultipleksing. Setelah itu sinyal tersebut dikirim melalui transmisi fiber optik berdasarkan sistem PDH. Tiba di sentral penerima (exchange End) sinyal yang dikirim itu kemudian dimultiplexing. Selanjutnya dari sentral tersebut dikirim ke analog subcriber interface, lalu ke DM 2 sub/E yang akan meyambungkan ke nomor yang dituju. CU 24020 data unit 0 … 6 4

K, ASYNC, /SYNC, V.110, 4 CH.

CU 24020 merupakan sebuah data unit yang berbentuk card yang digunakan untuk mengirim dan menerima sinyal yang berbentuk data sebanyak 4 channel tiap CU 24020 seperti untuk internet, intranet, dll. E & M / VF-P V F-P Channel Unit TU 21232 8 ch.

Unit TU 21232 meliputi 8 VF channel block yang identik, sebuah block kontrol, dan sebuah unit power supply. Jadi tiap tia p card TU 21232 dapat digunakan untuk 8 Channel misalnya untuk SCADA. Tujuan dari unit ini adalah : 1. Membangun sebuah channel interface 2 – 2 – wire wire atau 4 – 4 – wire wire 2. Mengadaptasi level dan impedansi 20



3. Menjalankan A/D conversion pada output direction 4. Memultipleks signal menjadi kedalam sebuah 2 Mbit/s bit stream yang dimasukkan ke dalam DM 2 internal bus melalui tributary – tributary – tributarynya. tributarynya. 5. Untuk memisahkan sinyal penerima dari tiap voice channel dari DM 2 internal Bus 6. Menjalankan D/A Convertion pada penerima Ringing Generator Generator

Ringing generator berfungsi sebagai pembangkitan ringing pada pesawat telepon penerima dan juga sebagai pembangkit tegangan yang diperlukan untuk mengeset signal tone. Jika pada suatu receiver telah dilengkapi PAX maka tidak perlu kita tambahkan ringing generator lagi.

21



Gambar ringing generator :

DM 8, DM 34, DM 140 multiplex Equipment

DM 8, DM 34, DM 140 adalah peralatan multiplex yang tingkatan hirarkinya lebih tinggi dari DM 2 . nomor yang mengikuti DM menunjukkan jumlah bit rate (bit/s) pada main sistem direction (jumlah bit yang dapat dikirim dan diterima tiap detik. Satuan yang digunakan adalah Mbit/s, sehingga jelas terlihat bahwa DM 140 memiliki channel yang terbanyak dari DM yang lainnya. Peralatan multiplex ini memultiplex 1 sampai 4 tributary signal kedalam satu system signal utama, artinya DM 8 didapatkan dari hasil multiplex dari 4 buah DM 2, DM 34 merupakan hasil multiplex dari 4 buah DM 8 dan seterusnya. Repeater DF 2 – 8 8

Adalah card yang berfungsi sebagai transmitter dan receiver yang mempunyai kapasitas transmisi 2 Mbit/s atau 8 Mbit/s dan dapat diajust sesuai dengan kapasitas sinyal yang kita tranmisikan. Peralatan ini dilengkapi dengan sebuah Laser diode atau LED dan dihubungkan ke Multi mode atau singel Mode Fiber . DF 2-8 ini mengubah sinyal informasi (suara, data, dan gambar) yang masih berupa sinyal listrik menjadi sinyal optik, lalu ditransmisikan melalui media optik. Pada sisi penerima DF 2-8 mengubah kembali sinyal optik yang diterima menjadi sinyal listrik. Jadi dengan DF 2-8 yang berfungsi sebagai transmitter dan receiver, komunikasi dapat dilakukan 2 arah. Contoh aplikasi dari PDH adalah sebagai berikut : Misalkan akan dibuat suatu jaringan komunikasi dengan menggunakan fiber optik sebagai medianya, dimana jaringan ini akan digunakan untuk 

12 line telepon



2 Channel untuk internet (data)



2 Channel untuk SCADA 22



ini akan dipenuhi dengan menggunakan : 

2 buah card SUB/E pada pengirim dan 2 buah card SUB/S pada penerima



1 (satu) Card CU – CU – 24 24



1 (satu) Card E&M / VF-P

23



Adapun rangkaian yang dihasilkan adalah : VF EM

SUB CU 24

E

SUB E DM 2

DF 2

PC

FIBER OPTIK

DM 2

SUB S VF EM

DF 2

SUB S

V24

Ringing Generator

Pada saat ini ada banyak produk multilex PDH dengan teknology, design, kapasitas dan dimensi yang lebih tipis dan ringan sehingga mudah dalam instalasi dan penggunaannya. Walaupun saat ini sistem SDH sedang dikembangkan, namun sistem PDH hingga saat ini masih digunakan dikarenakan sistem yang digunakan cukup sederhana, tidak memerlukan sinyal reference clock.

24



Synchro Synchrono nous us D i git gi tal H ier ier archy (SD (S D H ) Synchronous Digital Hierarchy (SDH) merupakan hirarki pemultiplekan yang berbasis pada transmisi sinkron yang telah ditetapkan oleh CCITT (ITU-T) pada bulan November 1988. Pada gambar dibawah menggambarkan jaringan SDH dan master clock.

Karakteristik Karakteristik Sinyal SDH Sinyal SDH mempunyai karakteristik sebagai berikut : 1. Adanya acuan clock pada jaringan transmisi. 2. Adanya standarisasi internasional untuk laju data di atas 140 Mbps, sehingga bias diterapkan pada perangkat dari pabrik yang berbeda. 3. Strukrur yang modular dari laju data dasar (155,52 Mbps) dapat disusun tingkatan multipleks yang lebih tinggi dengan laju data kelipatan N x STM-1. 4. Pengaksesan kanal tertentu dari sinyal multipleks secara langsung dengan bantuan pointer. Hal ini merupakan keuntungan pada aplikasi system digital cross connect dan teknik percabangan ADM (Add/drop Multiplexer. 5. Adanya bit-bit overhead untuk keperluan supervise, control dan manajemen. 6. Dimungkinkan mentransmisikan sinyal PDH melalui teknik SDH. 7. Konversi dari sinyal elekrik ke sinyal optic secara langsung, tidak menggunakan line code tertentu.

25



Struktur Multipleksing SDH Secara umum struktur multipleksing pada SDH terdiri dari komponen -komponen sebagai berikut :

Keterangan : Container (C-n) Container merupakan komponen SDH pertama yang akan membawa sinyal input untuk diproses pada komponen selanjutnya. Setiap sinyal tributary akan disusun kembali ke dalam suatu container terlebih dahulu sebelum ditransmisikan ke frame STM-1. Pengertian container adalah suatu kapasitas transmisi yang besarnya sudah ditentukan yang digunakan untuk keperluan sinyal tributary ke dalam jaringan sinkron. Besarnya container diberikan dalam byte dan setiap container memiliki selang waktu 125 mikrosekon. Misalnya sinyal input C-12 menggunakan sinyal input PCM 30 yang besarnya 2Mbps atau 2048Kbps. Sinyal – sinyal tributary akan di pak ke dalam salah satu container di atas dan selanjutnya akan ditempatkan di dalam frame STM1 (Synchronous Transport Module-1). Virtual Container (VC-n) VC merupakan struktur informasi yang mengisi bagian path layer connection. VC terdiri atas informasi payload dan POH (path overhead) yang berfungsi untuk mengatur pengarahan dalam pembentukan VC. Di dalam POH terdapat byte – byte untuk memonitor dan mengendalikan container yang bersangkutan selama proses transmisi sinyal dari pengirim ke penerima. VC-11, VC-12, VC-2 disebut lower order VC, dan payloadnya secara berturut – turut disebut C-11, C-12, dan C-2. VC ini harus disusun lagi ke dalam VC yang lebih tinggi tingkatannya, sebelum disusun ke dalam frame STM-1. VC-3 dan VC-4 disebut higher order VC dan payloadnya adalah C-3 dan C-4 atau gabungan beberapa lower order VC. VC ini 26



dapat langsung disusun dalam frame STM-1. Proses penempatan layanan seperti ini ke dalam VC disebut mapping . Tributary Unit (TU) TU merupakan suatu struktur informasi yang dapat mengubah dengan menyesuaikan (adaptasi) pada lower order VC dan sebuah TU pointer. Pointer akan menunjukkan saat dimulainya pergantian dari lower order VC frame ke high order VC frame. Dan proses ini disebut aligning . TU juga merupakan struktur informasi yang menyediakan adaptasi antara LO-VC dengan HO-VC, semua VC kecuali VC-4, bias digabungkan ke dalam VC yang lebih besar. Posisi VC yang kecil (LO-VC) di dalam VC yang lebih besar (HO-VC) sifatnya fleksibel. Untuk itu diperlukan pointer. Terdapat empat jenis TU yaitu TU-11, TU-12, TU-2, dan TU-3. Tributary Unit Group (TUG) Sebelum digabungkan ke dalam high order VC, beberapa TU sejenis terlebih dahulu digabungkan menjadi satu (multipleks byte per byte) dan dinamakan TUG. Ada dua jenis TUG yaitu TUG-2 dan TUG-3. Sebuah TUG-2 dibangun dari beberapa TU-1 yang sama (identik dan homogen) atau sebuah TU-2. Dan sebuah TU-3 dibangun oleh TUG2 yang homogen atau sebuah TU-3. Administrative Unit (AU) Sebuah AU merupakan struktur informasi yang mampu untuk mengubah dan menyesuaikan dari sebuah payload (higher order VC) ke sebuah STM-N. Bagian ini terdiri atas sebuah higer order VC dan sebuah AU pointer yang akan menunjukkan saat dimulainya pergantian higer order VC frame ke STM-N frame, sedangkan AU sendiri merupakan bagian dari STM-1. Terdapat dua jenis AU yaitu AU-4 terdiri atas sebuah VC-4 dan AU pointer serta AU-3 terdiri atas VC-3 dan AU pointer. Dalam satu frame STM-1 dapat berisi 1 x AU-4 atau 3 x AU-3. Penempatan VC-3 bisa langsung ke STM-1 (melalui AU-3) atau secara tidak langsung melalui AU-4, dimana 3 buah VC-3 disusun ke dalam suatu VC-4. Administrative Unit Group (AUG) Administrative Unit Group terdiri atas penggabungan homogen AU-4 atau tiga buah AU-3. Tiga Administrative Unit digabungkan dengan byte interleaved multiplexing. Administrative Unti Group bisa dikatakan STM-1 tanpa SOH. Synchronous Transport Module (STM-N) STM-N merupakan struktur informasi yang mengisi Section Layer Layer Connection dan terdiri atas informasi payload dan SOH (section overhead) untuk mengatur atau memanajemen pada bagian ini. Standarisasi STM adalah 155,52 Mbps dan untuk bit rate STM-N merupakan penggandaan dari N x 155,52 155,52 Mbps. Gambar 4.1 merupakan blok diagram dari struktur multipleksing sinyal SDH, yang dibangun dari container dengan bit rate yang standar (PDH dan sinyal ISDN) sampai terbentuknya sinyal STM-N. Disini terdapat dua jalur untuk pembentukan STM-N, yaitu lewat AU-4 dan yang satunya lagi lewat AU-3. Aturan ini digunakan oleh USA, Jepang dan beberapa negara lainnya.

27


2.5


PSTN PT Telkom

Meskipun PLN P3B JB telah mempunyai media komunikasi tersendiri, PLN P3B masih menyewa beberapa saluran komunikasi dari PT Telkom. Hal ini masih tetap dilaksanakan karena untuk memenuhi beberapa keperluan managemen perkantoran dan pertukaran informasi antara unit-unit PLN masih tetap diperlukannya fasilitas telepon facsimile dari PSTN PT Telkom. Selain itu karena dengan saluran-saluran PLC yang ada, masih belum mampu menyediakan fasilitas saluran telekomunikasi sesuai dengan mode dan traffic yang terjadi didalam pengendalian dan pehgawasan sistem, maka PLN P3B masih perlu menyewa saluran khusus (leased line channel). channel). Namun hal ini hanya bersifat sebagai pelengkap atau sebagai backup sambil PLN dalam hal ini melalui anak perusahaannya PT Indonesia Comnets Plus (ICON+) menyiapkan infrastruktur jaringan fiber optic (FO) yang mana fungsi utamanya adalah melayani kebutuhan ketenagalistrikan.

2.6

Seluler (GSM/CDMA)

2.7

Satelit

28



BAB 3 SARANA DAN PERALATAN TELEKOMUNIKASI UNTUK KEBUTUHAN PENGELOLAAN SISTEM TENAGA LISTRIK

3.1 Komunikasi Voice (Suara) 3.1.1

Radio VHF

Pada awalnya komunikasi voice menjadi sarana komunikasi utama PLN dalam mengelola system tenaga listrik baik. Sarana ini digunakan untuk hubungan antar piket operasi di pusat pengendali dengan operator di gardu-gardu induk, operator pembangkit dan regu pemeliharaan di lapangan. Kemudian dengan berkembangnya system dan semakin luasnya wilayah operasi di bangunlah pusat pengatur beban. Perangkat telekomunikasi yang digunakan untuk komunikasi voice yang paling sering dipakai adalah Radio VHF simplex/half duplex. Sesuai dengan namanya, maka frekuensi yang digunakan adalah dalam range 30- 300 MHz. Sistem komunikasi VHF dapat digambarkan sebagai berikut:

G ambar 2. Ba B agan Komunikasi Komunikasi R adi o V H F Untuk P3B JB, komunikasi radionya menggunakan frekuensi sebagai berikut :

1. RJKB (Region Jakarta dan Banten)

Menggunakan 2 (dua) channel, untuk channel 1, frekuensi yang digunakan adalah Tx 72.800 MHz dan Rx 82.426MHz, dengan konfigurasi dan cakupan GI sebagaimana tergambar pada gambar berikut:

29



Gamb Gambar 3. K onfigura nfig urasi si R adio Ko K omunik unika asi R J K B Ch.1

Sedangkan untuk channel 2, frekuensi yang digunakan adalah Tx 72.750MHz dan Rx 82.300 MHz. Konfigurasi dan cakupan GI sebagai berikut :

G ambar 4. K onfigur nfi gura asi K omunikasi R adi o R J K B ch. 3

30



2. RJBR (Region Jawa Barat)

Sistem Komunikasi Radio RJBR menggunakan 1 (satu) repeater di gunung Tangkuban Prahu dengan konfigurasi sebagai berikut :

G ambar 5. K omunikasi R adio RJ RJ B R

3. Region Jawa Tengah dan DIY

Untuk system RJTD, komunikasi radionya adalah sebagai berikut:

31



G ambar 6. K omunika unik asi R adio adio RJ R J TD

4. Region Jawa Timur dan Bali

Untuk Region Jawa Timur dan Bali konfigurasi Komunikasi Radionya adalah sebagai berikut :

32



Gambar 7. Komunikasi Radio RJTB

3.1.2

HOTLINE

Sistem komunikasi hotline merupakan salah satu sarana komunikasi yang sangat penting dan sesuai dengan untuk kebutuhan pengelolaan system tenaga listrik terutama di suatu pusat pengendali atau pusat pengatur beban. Sistem Sistem hotline ini memiliki ciri sebagai berikut : -

Hanya dapat berkomunikasi dengan tujuan yang telah ditentukan (dedicated only) yakni untuk kebutuhan operasional system tenaga listrik, dan tidak dapat digunakan untuk komunikasi diluar tujuan operasional.

-

Komunikasi akan secara otomatis dirouting ke tujuan yang telah ditetapkan tanpa perlu mendial nomor (di sisi GI)

-

Tidak akan dapat diinterup oleh sistem komunikasi lain, karena dia menggunakan sistem sendiri dan terpisah.

-

Tidak dapat ditransfer ke sistem komunikasi lain.

Saat ini telah terpasang Sistem Telepon HOTLINE yang digunakan untuk kebutuhan operasional pengaturan system tenaga listrik Jawa Bali. Sistem HOTLINE tersebut terdiri dari 6 unit PABX terintegrasi yang belokasi di 6 Pusat Pengatur Beban Jawa Bali yakni JCC, RJKB, RJBR, RJTD, RJTB, dan SRB yang dihubungkan dengan trunk E1 2 Mbps dengan konfigurasi Ring dan bersifat redundant dengan kemampuan Auto Route Selection (ARS). Sedangkan subscriber atau pesawat cabang ditempatkan di keenam pusat pengatur beban dan di seluruh GITET dan Pembangkit. Konfigurasi sistem HOTLINE P3B JB dapat dilihat pada gambar berikut ini.

33


Telekomunikasi Sistem Tenaga Listrik REMOTE SHELF REGION RJKB (1000) Operator

OPTIC

PABX RCC RJKB (1xxx)

E1

E1

Dispatcher

E1 Operator

PABX SRB BALI (5xxx)

Operator

Operator

PABX RCC+REGION RJTB (4xxx)

E1

PABX JCC (8xxx)

E1

PABX RCC RJBR (2xxx)

E1

Dispatcher

Dispatcher

Operator

E1

Dispatcher

Operator

PABX REGION RJBR (2xxx)

Dispatcher

E1 Operator

PABX RCC+REGION RJTD (3xxx)

E1

E1

Dispatcher

Gamb Gambar 8. K onfigura nfig urasi si E 1 Ho H otline P3B J B

CAWANG

GANDUL

BEKASI

CIBINONG

KEMBANGAN

CILEGON

SURALAYA

SURALAYA

SURALAYA

GITET

GITET

GITET

GITET

GITET

GITET

GITET

PLTU 1-4

PLTU 5-7

MUARAKARANG

BALARAJA

PRIOK

MUARA TAWAR BLK

MUARA TAWAR

MUARATAWAR

GITET

PLTGU

1 PLTGU

BLK 3 PLTGU

GITET

LAMA PLTG

N x 64 kbps

PABX RJKB

E1

KRIAN GITET

E1

ALCATEL 4400

UNGARAN GITET

GRESIK GITET

GRESIK PLTGU

PEDAN GITET

E1 GRESIK BLOK 1 PLTU

A L

L C A B

T x

X E

GRATI GITET

6 4

R L

k

E1 J

b

PAITON GITET

4 T

p

4 s

0

0

PLTGU

A

A A

N

T.LOROK BLK 1

P

P C

GRATI PLTGU

PAITON PJB PLTU

A

PABX JCC

X T D 0 0

PLTGU

k

J 4

T.LOROK BLK 2

6

L 4

B

4

x

E

E1

ALCATEL 4400

R

T

B

N

b p s

T.LOROK PLTGU

PAITON JP PLTU

TJATI PLTU

E1

PAITON PEC PLTU

TJATI GITET

KEDIRI GITET

PABX RJBR

E1

E1

ALCATEL 4400

E1

N x 64 kbps

SUB REGION

BANDUNG

MANDIRANCAN

SAGULING

SAGULING

CIRATA

CIRATA

CIBATU

JATI LUHUR

TASIK

BALI

SELATAN GITET

GITET

GITET

PLTA

GITET

PLTA

GITET

PLTA

GITET

G amb ambar 9. Kon K onfifi g urasi Pe P esaw sawat C aban abangg H otli otline ne P3B J B

3.2 Komunikasi Data Dalam sistem komunikasi data ada 5 komponen yang menjadi pembentuk komunikasi data, yakni: 34



1. Pengirim (sender) 2. Penerima (receiver) 3. Link komunikasi (link) 4. Pesan (message) Dimana kelima komponen tersebut harus ada sehingga komunikasi data dapat terbentuk.

Dalam sistem tenaga listrik, banyak kita temukan kebutuhan komunikasi data yang tidak terbatas hanya pada komunikasi antar dua terminal, namun lebih umum diperlukan untuk suatu sistem yang terintegrasi. Bebarapa peralatan yang digunakan dalam pengelolaan sistem tenaga listrik yang dihubungkan atau yang menggunakan komunikasi data yang terpasang di sistem Jawa Bali adalah sebagai berikut :

3.2.1 3.2.1 Sistem SCADA Dalam sistem pengendalian tenaga listrik berbasis SCADA, komunikasi merupakan sub sistem utama dari tiga sub sistem SCADA, yakni : 1. Master Station 2. Remote Station 3. Telekomunikasi Untuk sistem SCADA, media telekomunikasi yang memungkinkan untuk dapat digunakan adalah PLC, Pilot Cable, Radio Microwave, dan Fiber Optic. Sedangkan GSM, PSTN dan Satelit sampai saat ini belum pernah diterapkan untuk sistem SCADA. Untuk GSM dan PSTN alasannya adalah keamanan, karena kedua sistem atau media komunikasi tersebut digunakan juga untuk public, sedangkan Satelit, delay time terlalu besar untuk fungsi remote control.

3.3 Teleproteksi Agar gangguan sepanjang penghantar saluran transmisi dapat ditripkan dengan seketika pada kedua sisi ujung saluran, maka sistem proteksi perlu dilengkapi dengan fasilitas teleproteksi. Suatu system teleproteksi adalah hubungan antar terminal yang memiliki kemampuan mentransmisikan command (perintah) yang diterima dari peralatan proteksi untuk menjamin keandalan dan ketersediaan tenaga listrik. li strik. Tujuannya adalah untuk memproteksi (melindungi) system dan penghantar dengan cara, ketika gangguan terdeteksi pada satu titik di penghantar, command trip dikirim ke titik lain pada penghantar yang sama sehingga dia akan beraksi sesuai dengan pola proteksi yang disetting pada peralatan reley proteksi tersebut. Karakteristik system teleproteksi sama dengan proteksi, yakni harus memiliki 3 unsur sebagai berikut : 1. Cepat (speed), command trip harus sampai sebelum gangguan berdampak pada titik lain di penghantar. 2. Aman (secure), system harus mampu mengabaikan noise, yang mana tidak akan menyebabkan command trip. 3. Handal. (dependability) 35

Telekomunikasi Sistem Tenaga Listrik

Recommend Documents