Badan Pusat Statistik (BPS) menyampaikan bahwa jumlah penumpang kereta api mengalami kenaikan 1,1% setiap tahunnya. Dalam waktu dekat ini, pemerintah akan membangun proyek kereta cepat Jakarta – Surabaya. Operator jaringan seluler hendaknya dapat menyediakan kebutuhan pelanggan. Salah satu faktor penting untuk mendukung jaringan seluler adalah jaringan backhaul yang mampu membawa trafik data tersebut sesuai dengan standar teknologi jaringan seluler LTE. Tugas Akhir ini merancang jaringan backhaul fiber optik yang terdiri dari jaringan backbone, akses, dan Evolved Packet Core (EPC) untuk penumpang kereta dengan kecepatan maksimal 160 km/jam dari stasiun Cepu ke stasiun Pasar Turi Surabaya. Teknologi backbone optik yang digunakan adalah SDH STM-64 Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), teknologi jaringan akses menggunakan XG-PON1, dan teknologi core network LTE menggunakan EPC. Jaringan backbone optik yang telah ada disepanjang rel kereta dapat digunakan untuk menghemat biaya. Rancangan yang dibuat memperhatikan parameter delay, rise-time budget, power link budget, Q-factor, SNR, dan BER, sesuai standar ITU-T G.987, ITU-T G.691, ITU-T G.696.1, dan 3GPP TS23.203. Masing – masing elemen EPC yang dibutuhkan seperti HSS, MME, S/P-GW adalah satu buah berada dalam satu EPC yang sama. Parameter delay terpenuhi dengan nilai pada link terjauh sisi downstream yaitu 1,707611 ms, sedangkan pada sisi upstream 1,707562 ms. Parameter terendah LPB bernilai -21,62 dBm, Q-factor 7,62644, BER 1,18 x 10-14 dan RTB 0.0460977867828442 ns untuk link akses downstream. Sedangkan parameter terendah untuk link akses upstream LPB -23,873 dBm, Q-factor 7,00755, BER 1,21 x 10-12, dan RTB 0.046097828 ns. Pada link backbone nilai parameter terendah untuk LPB -23,502 dBm, Q-factor 7,93476, BER 1,04 x 10-15 dan RTB 0.046097939 ns.