BAB II LANDASAN TEORI2.1 Sistem Komunikasi Serat Optik Seiring dengan perkembangan telekomunikasi yang cepat maka kemampuan sistem transmisi dengan menggunakan teknologi serat optik semakin dikembangkan terutama untuk transmisi jarak jauh. Dampak dari perkembangann teknologi ini adalah perubahan jaringan analog menjadi jaringan digital baik dalam sistem switching maupun dalam sistem transmisinya. Hal ini akan meningkatkan kualitas dan kuantitas informasi yang dikirim. Sebagai sarana transmisi dalam jaringan digital, serat optik berperan sebagai pemandu gelombang cahaya. Serat optik dari bahan gelas atau silika 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 snellius (pemantulan sempurna), sinyal optik yang berisi informasi ditransmisikan sepanjang serat sampai pada penerima, selanjutnya detektor optik akan mengubah sinyal optik tersebut menjadi sinyal listrik kembali.

2.1.1

Sturktur Dasar Serat Optik Gambar di bawah menggambarkan struktur dasar dari sebuah serat optik

yang terdiri dari 3 bagian : core (inti), cladding (kulit), dan coating (mantel) atau buffer (pelindung).

Gambar 2.1. Struktur Kabel Optik

5

Inti adalah sebuah batang silinder terbuat dari bahan dielektrik (bahan silika (SiO2), biasanya diberi doping dengan germanium oksida (GeO2) atau fosfor penta oksida (P2O5) untuk menaikkan indeks biasnya yang tidak menghantarkan listrik. Inti ini memiliki jari-jari yang besarnya sekitar 8 200 m dan indeks bias n1, besarnya sekitar1,5. Inti di selubungi oleh lapisan material disebut kulit, yang terbuat dari bahan dielektrik (silika tanpa atau sedikit doping), kulit memiliki jarijari sekitar 125 400 m indeks bias-nya n2, besarnya sedikit lebih rendah dari n1. Walaupun cahaya merambat sepanjang inti serat tanpa lapisan material kulit, namun kulit memiliki beberapa fungsi : 2.1.2 Mengurangi cahaya yang loss dari inti ke udara sekitar Mengurangi loss hamburan pada permukaan inti. Melindungi serat dari kontaminasi penyerapan permukaan. Menambah kekuatan mekanis

Jenis-Jenis Serat Optik Berdasarkan mode yang dirambatkan maka jenis serat optik secara garis

besar dapat dibagi menjadi 2 yaitu : 1. Single Mode Ukuran inti serat optik single mode sangat kecil dengan diameter sekitar 8 10 m, serat optik dengan ukuran serat sekecil ini hanya akan melewatkan fundamental atau mode orde terendah yang untuk merambat dengan panjang gelombang sekitar 1300 nm. Serat optik single mode hanya merambatkan satu mode karena ukuran inti mendekati ukuran panjang gelombang, sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak terpantul-pantul ke dinding selongsong (cladding). Bahagian inti serat optik single-mode terbuat dari bahan kaca silika (SiO2) dengan sejumlah kecil kaca germania (GeO2) untuk meningkatkan indeks biasnya. Untuk mendapatkan performa yang baik pada kabel ini, biasanya untuk ukuran selongsongnya adalah sekitar 15 kali dari ukuran inti (sekitar 125 mikron). Kabel untuk jenis ini paling mahal, tetapi memiliki pelemahan (kurang dari 0.35dB per kilometer), sehingga memungkinkan untuk 6

mentransmisi data dengan kapasitas lebih besar dan kecepatan tinggi karena dispersi yang lebih rendah. 2. Multi Mode Serat optik multi mode merambatkan lebih dari satu mode, bahkan merambatkan lebih dari 100 mode. Jumlah mode yang merambat bergantung pada ukuran inti dan numerical aperture (NA). Jika ukuran inti dan NA bertambah maka jumlah mode bertambah. Ukuran inti dan NA biasanya sekitar 50 100 m dan 0,20 0,229. Ukuran inti dan NA yang lebih besar memberikan beberapa keuntungan, yaitu cahaya yang diumpankan ke serat optik multi mode menjadi lebih mudah, koneksi antara serat juga lebih mudah. Keuntungan lainnya adalah serat optik multi mode mengijinkan penggunaan light-emitting diodes (LEDs). LEDs lebih murah, lebih sederhana dan umurnya hidupnya lebih panjang sehingga LED lebih digunakan untuk banyak aplikasi. Serat optik multi mode memiliki kerugian, dengan jumlah mode yang banyak maka efek dispersi modal akan bertambah. Dispersi modal (intermodal dispersion) berarti mode tiba diujung serat dengan waktu yang berbeda. Perbedaan waktu ini menyebabkan pulsa cahaya melebar. Dispersi modal akan mengakibatkan bandwidth sistem menjadi lebih kecil (lebih sedikit membawa informasi.). Manufaktur serat optik mengatur diameter serat, NA dan profile indeks bias dari serat optik multi mode untuk memaksimalkan bandwidth. Serat optik multi mode dapat di klasifikasikan menjadi dua jenis yaitu step-index dan graded-index, yang selanjutnya akan di jelaskan lebih detail.

7

Gambar 2.2. Perbandingan serat optik Multimode dan Single Mode. Berdasarkan index bias core maka jenis serat optik secara garis besar dapat dibagi menjadi 2 yaitu : 1. Step Index Jika perbedaan indeks bias inti dan kulit dibuat drastis disebut serat optik Step Indeks (SI), selisih antara indek bias kulit dan inti disimbolkan dengan dimana:2 n12 n2 n1 n2 = . (2.1) 2n12 n1

2. Graded Index Jika perbedaan indek bias inti dan kulit dibuat secara perlahan-lahan disebut Graded Indeks (GI), bagaimana turunnya indeks bias dari inti ke kulit ditentukan oleh indeks profile, .

8

In d e k s b ia s n1 n2

In d e k s b ia s n1 n2

-a

a

J a r i- J a r i

-a

a

J a r i- J a r i

S te p In d e k s =

G ra d e d In d e k s = 2

Gambar 2.3 Perubahan index bias pada serat optik

Gambar 2.4 Jenis-jenis serat optik Untuk perlindungan tambahan, kulit dibungkus oleh lapisan tambahan (terbuat dari plastik jenis tertentu) yaitu mantel atau buffer untuk melindungi serat optik dari kerusakan fisik. Buffer bersifat elastis, mencegah abrasi dan mencegah loss hamburan akibat microbends. Saat ini ada empat macam tipe yang sering digunakan berdasarkan ITU-T (International Telecommunication Union

9

Telecommunication Standardization sector) yang dahulu dikenal dengan CCITT yaitu : 1. G.652 Standar Single Mode Fiber 2. G.653 Dispertion-shifted single mode fiber 3. G.654 Characterics of cut-off shifted mode fiber cable 4. G.655 Dispertion-shifted non zero Dispertion fiber 2.1.3 Dasar Sistem Komunikasi Serat Optik Dasar sistem komunikasi serat optik terdiri dari sebuah transmitter, sebuah recevier, dan sebuah information channel. Pada transmitter informasi dihasilkan dan mengolahnya menjadi bentuk yang sesuai untuk di kirimkan sepanjang information channel, informasi ini berjalan dari transmitter ke receiver melalui information channel ini.T R A N S M IT T E R

M essage C hannel M o d u la t o r C a r r ie r s o u r c e O r ig in C o u p le r

F ib e r

F ib e r O p t ic a l A m p lif ie r

F ib e r R e p e a t e r o Or p t i c a l O p t i c a l A m p li fie r A m p lifie r F ib e r

D e te c to r

M A m p li f ie r D e m o d u la t o re s s a g e O u tp u t

R E C E IV E R

`

`

Gambar 2.5 Dasar sistem komunikasi serat optik

10

Gambar 2.5 merupakan blok diagaram sistem komunikasi serat optik secara umum, dimana fungsi-fungsi dari setiap bagian adalah sebagai berikut : Message Origin Message origin bisa berupa besaran fisik non-listrik (suara atau gambar), sehingga diperlukan transduser (sensor) yang merubah informasi dari bentuk non-listrik ke bentuk listrik. Contoh yang umum adalah microphone merubah gelombang suara menjadi arus listrik dan Video cameras (CCD) merubah gambar menjadi arus listrik. Modulator dan Carrier Source Memiliki 2 fungsi utama, pertama merubah informasi elektrik ke dalam bentuk yang sesuai, kedua menumpangkan sinyal ini pada gelombang yang dibangkitkan oleh carrier source. Format modulasi dapat dibedakan menjadi modulasi analog dan digital. Pada modulasi digital untuk menumpangkan sinyal data digital pada gelombang carrier, modulator cukup hanya meng-on kan atau meng-off kan carrier source sesuai dengan sinyal data-nya. Carrier sourc membangkitkankan gelombang cahaya dimana padanya informasi ditransmisikan, yang umum digunakan Laser Diode (LD) atau Light Emitting Diode (LED). Channel Coupler Untuk menyalurkan power gelombang cahaya yang telah termodulasi oleh carrier source ke information channel (serat optik). Merupakan bagian penting dari desain sistem komunikasi serat optik sebab kemungkinan loss yang tinggi. Information Channel (Serat Optik) Karakteristik yang diinginkan dari serat optik adalah atenuasi yang rendah dan sudut light-acceptance-cone yang besar.

11

-

Amplifier dibutuhkan pada sambungan yang sangat panjang (ratusan atau ribuan kilometer) agar didapatkan power yang cukup untuk mencapai receiver.

-

Repeater hanya dapat digunakan untuk sistem digital, dimana berfungsi merubah sinyal optik yang lemah ke bentuk listrik kemudian dikuatkan dan dikembalikan ke bentuk sinyal optik untuk transmisi berikutnya.

-

Waktu perambatan cahaya di dalam serat optik bergantung pada frekuensi cahaya dan pada lintasan yang dilalui, sinyal cahaya yang merambat di dalam serat optik memilki frekuensi berbeda-beda dalam rentang tertentu (lebar spektrum frekuensi) dan powernya terbagi-bagi sepanjang lintasan yang berbeda-berbeda, hal ini menyebabkan distorsi pada sinyal.

-

Pada sistem digital distorsi ini berupa pelebaran (dispersi) pulsa digital yang merambat di dalam serat optik, pelebaran ini makin bertambah dengan bertambahnya jarak yang ditempuh dan pelebaran ini akan tumpang tindih dengan pulsa-pulsa yang lainnya, hal ini akan menyebabkan kesalahan pada deteksi sinyal. Adanya dispersi membatasi kecepatan informasi (pada sistem digital kecepatan informasi disebut data rate diukur dalam satuan bit per second (bps) ) yang dapat dikirimkan.

-

Pada fenomena optical soliton, efek dispersi ini diimbangi dengan efek nonlinier dari serat optik sehingga pulsa sinyal dapat merambat tanpa mengalami perubahan bentuk (tidak melebar).

-

Detector dan Amplifier Digunakan foto-detektor (photo-diode, photo transistor) yang berfungsi merubah sinyal optik yang diterima menjadi sinyal listrik. Signal Processor Untuk transmisi analog, sinyal prosesor terdiri dari penguatan dan filtering sinyal. Filtering bertujuan untuk memaksimalkan rasio dari daya sinyal terhadap power sinyal yang tidak diinginkan. Fluktuasi acak yang ada pada sinyal yang diterima disebut sebagai noise. Bagaimana pengaruh noise ini terhadap sistem komunikasi ditentukan oleh besaran SNR (Signal to Noise Ratio), yaitu perbandingan daya sinyal dengan daya noise, biasanya

12

dinyatakan dalam desi-Bell (dB), makin besar SNR maka makin baik kualitas sistem komunikasi tersebut terhadap gangguan noise. Untuk sistem digital, sinyal prosesor terdiri dari penguatan dan filtering Rangkaian pengambil keputusan ini memutuskan apakah sebuah sinyal serta rangkaian pengambil keputusan . bilangan biner 0 atau 1 yang diterima selama slot waktu dari setiap individual bit. Karena adanya noise yang tak dapat dihilangkan maka selalu ada kemungkinan kesalahan dari proses pengambilan keputusan ini, dinyatakan dalam besaran Bit Error Rate (BER ) yang nilai-nya harus kecil pada komunikasi. Jika data yang dikirim adalah analog (misalnya suara), namun ditransmisikan melalui serat optik secara digital (pada transmitter dibutuhkan Analog to Digital Converter (ADC) sebelum sinyal masuk modulator maka dibutuhkan juga Digital to Analog Converter (DAC) pada sinyal prosesor, untuk merubah data digital menjadi analog, sebelum dikeluarkan ke output (misalnya speaker). Message Output Jika output yang dihasilkan di presentasikan langsung ke manusia, yang mendengar atau melihat informasi tersebut, maka output yang masih dalam bentuk sinyal listrik harus dirubah menjadi gelombang suara atau visual image. Transduser (actuator) untuk hal ini adalah speaker untuk audio message dan tabung sinar katoda (CRT) (atau yang lainnya seperti LCD, OLED dsb) untuk visual image. Pada beberapa situasi misalnya pada sistem dimana komputer-komputer atau mesin-mesin lainnya dihubungkan bersama-sama melalui sebuah sistem serat optik, maka output dalam bentuk sinyal listrik langsung dapat digunakan. Hal ini juga jika sistem serat optik hanya bagian dari jaringan yang lebih besar, seperti pada sebuah fiber link antara telephone exchange atau sebuah fiber trunk line membawa sejumlah progam televisi, pada kasus ini prosesing mencakup distribusi dari sinyal listrik ke tujuan-tujuan tertentu

13

yang diinginkan. Peralatan pada message ouput secara sederhana hanya berupa sebuah konektor elektrik dari prosesor sinyal ke sistem berikutnya. 2.1.4 Parameter Unjuk Kerja untuk Menganalisis Link Transmisi Serat Optik Dalam perancangan suatu perencanaan sistem transmisi serat optik diperlukan suatu pengujian terhadap hasil perencanaan tersebut, hal ini diperlukan agar sistem yang direncanakan tersebut layak untuk diterapkan di lapangan. Adapun syarat-syarat yang diperlukan untuk menganalisis link transmisi serat optik, yaitu : Jarak transmisi yang diinginkan Data Rate atau bandwidth dari kanal Bit error rate (BER) Dua analisis yang biasanya digunakan untuk memastikan bahwa sistem komunikasi serat optik yang diinginkan telah terpenuhi adalah melalui analisis link power budget dan rise-time budget sistem. Pada analisis link power budget, mula-mula menentukan rentang daya (power margin) antara output transmitter optik dan sensitivitas minimum dari receiver sehingga sesuai dengan spesifikasi dari BER. Kemudian batas ini dapat dialokasikan ke konektor, sambungan dan rugi-rugi serat, ditambah beberapa batasan lain yang diperlukan untuk degradasi atau efek temperatur dari komponen yang dipakai. Apabila analisis dengan link power budget telah memenuhi kriteria maka selanjutnya menggunakan analisis rise-time budget. Perhitungan rise time budget merupakan metode untuk menentukan keterbatasan akibat pengaruh dispersi pada saluran transmisi. Tujuannya adalah untuk menganalisis apakah unjuk kerja sistem secara keseluruhan telah tercapai dan mampu memenuhi bit rate transmisi yang diinginkan.

14

1. Perhitungan Daya Sinyal (Power Budget) Power Budget adalah perhitungan daya yang dilakukan pada suatu sistem transmisi yang didasarkan pada karakteristik saluran (rugi-rugi), sumber optik dan sensitivitas detektor. Perhitungan daya sinyal dinyatakan dengan persamaan berikut:P PRX = M S + T TX TO P PRX = M S + T TX TO[2]

......................................................................... (2.2)[2] .......................................................................... (2.3) ........................................................... (2.4)[2]

T = 2C +nS . .s +LSISTEM .f TO

[2] Killen, B Harold,Fibre Optic Communication, Prentice Hall International. Editions.New Jersey. LSIST

( km ) =

TOT (dB ) + S ( dB ) 2.C ( dB ) S ........................................ (2.5)[2] f +LKABEL

............................. (2.6)[2] PTX (dB ) + PRX (dB ) 2. C + S M S LSIST (km) = . S f + LKABEL dimana : PTX PRX s c Lkabel f Ms = Daya Pemancar (dBm) = Sensitivitas penerima (dBm) = Redaman penyambungan (splice) (dB) = Redaman konektor (dB) = Panjang potongan kabel per roll (Km) = Redaman fiber (dB/Km) = Margin sistem (dB)

Lsistem = Jarak transmisi tanpa repeater (Km)

2. Rise Time Budget Perhitungan rise time budget merupakan metode untuk menentukan keterbatasan akibat pengaruh dispersi pada saluran transmisi. Tujuannya adalah untuk menganalisis apakah unjuk

15

kerja sistem secara keseluruhan telah tercapai dan mampu memenuhi bit rate transmisi yang diinginkan. Rise time budget dinyatakan dengan persamaan :[2] [2]

t r = t 2 source +t 2 det +t 2 F .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ..( 2.7) t F = t f = D. .L.......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......( 2.8)dimana : tr = rise time total sistem tsource tdet = rise time sumber optik = rise time detektor optik

tF = dispersi total serat D = dispersi kromatik L = panjang link[2] Killen, B Harold,Fibre Optic Communication, Prentice Hall International. Editions.New Jersey.

Dalam kaitannya dengan bit rate sistem, rise time budget sistem dapat dirumuskan sebagai berikut : tsys 0,7/BR, untuk format pengkodean NRZ........(2.9) tsys 0,35/BR, untuk format pengkodean RZ...(2.10)[2] [2]

Untuk menjamin sistem dapat dilalui bit rate yang ditransmisikan maka tr tsys. 3. Perhitungan Jumlah Splice dan Konektor Jumlah splice (sambungan kabel) yang diperlukan sepanjang link transmisi dapat diperoleh berdasarkan persamaan :N =[3]

Lsist 1.......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .........( 2.1 ) 1 Lf

dimana : Lsist = panjang link transmisi

16

Lf

= panjang maksimum serat optik yang dapat digelar per

gulungannya ( 2 km/roll ). Untuk tiap penguat membutuhkan dua buah sambungan atau splice dan dua buah konektor untuk terhubung dengan terminal utama. Splice juga digunakan untuk penyambungan antar kabel serat optik. 2.1.4 Kelebihan dan Kekurangan Sistem Serat Optik. Adapun kelebihan yang dimiliki oleh sistem serat optik adalah sebagai berikut: 1. Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwith yang lebar). Frekuensi pembawa optik bekerja pada daerah frekuensi yang tinggi yaitu sekitar 1013 Hz sampai dengan 1016Hz, sehingga informasi yang dibawa akan menjadi banyak. 2. Redaman sangat rendah dibandingkan dengan kabel yang terbuat dari tembaga, terutama pada frekuensi yang mempunyai panjang gelombang sekitar 1300 nm yaitu 0,2 dB/km.[2]

3. Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet. Fiber optik terbuat dariKillen, B Harold,Fibre Optic Communication, Prentice Hall International.

Editions.New Jersey. [3] Rochmah, Rancang Bangun Sistem Komunikasi Serat Optik antara Jakarta & Bandung , Indonesia, 1992. Editions,.New Jersey.

kaca atau plastik yang merupakan isolator, berarti bebas dari interferensi medan magnet, frekuensi radio dan gangguan listrik. 4. Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi. Kemampuan fiber optik dalam menyalurkan sinyal frekuensi tinggi, sangat cocok untuk pengiriman sinyal digital pada sistem multipleks digital dengan kecepatan beberapa Mbps dan Gbps. 5. Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan. Diameter inti fiber optik berukuruan micro sehingga pemakaian ruangan lebih ekonomis. 6. Tidak mengalirkan arus listrik. karena bahannya yang terbuat dari kaca atau plastik sehingga tidak dapat dialiri arus listrik (terhindar dari terjadinya hubungan pendek).

17

7. Sistem dapat diandalkan (5 30 tahun) dan mudah pemeliharaannya. Selain itu, sistem serat optik juga memiliki kekurangan yaitu sebagai berikut: a. b. c. Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan lapisan penguat sebagai proteksi. berlebihan. pada pemasangan repeater. 2.2 Teknologi Metro Core Connect Teknologi Metro Core Connect (MCC) adalah salah satu teknologi berkembang dalam sistem komunikasi serat optik yang merupakan generasi baru multiband optical yang dapat mengakomodasi berbagai aplikasi metro seperti broadband SDH (STM1/4/16/64, 1GE, 10GE), Wideband SDH (E1, E3, STM1) dan fungsi ethernet Layer-2, ke jaringan backbone yang mendukung fungsi jaringan maju topologi berdasarkan sistem GMPLS/ASON.

18

Gambar 2.6 Topologi jaringan Metro Sebuah teknologi Metro Core Connect harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: Mampu menyederhanakan dan mengoptimalkan jaringan. Network element yang sedikit dengan aggregate yang lebih baik dan mampu mencakup trafik multi protokol yang besar kedalam suatu core atau network element. Meminimalkan biaya. Perangkat sederhana dengan kemampuan kapasitas switching yang tinggi serta di lengkapi dengan interface I/O yang lebih kompleks yang mampu melayani banyak node. Kemampuan layanan broadband. Mendukung aplikasi Gigabit Ethernet Futere proof. Kemudahan untuk mensuport arsitektur jaringan OTN Sistem proteksi. Dilengkapi dengan feature proteksi, baik itu proteksi dan data layer (Optical Transport Network), lambda switching dan GMPLS control plane. link (jalur) maupun proteksi path. Pada penulisan ini teknologi Metro Core Connect di aplikasikan dalam suatu perangkat telekomunikasi yang selanjutnya akan kita sebut sebagai Network Element (NE)

2.2.1

Konfigurasi Metro Core Connect Metro Core Connect dapat di aplikasikan pada beberapa konfigurasi

jaringan, yaitu: 1. Terminal Multiplexer (TM) Multiplexer menyediakan interface level STM-1/STM-4/STM-16/STM-64 yang dihubungkan ke perangkat digital cross connect atau kedalam sistem hirarki yang lebih tinggi

19

Gambar 2.7 Terminal Multiplexer

2. Add/Drop Multiplexer (ADM) Metro Core Connect dapat berfungsi sebagai perangkat ADM konvensional yang menghubungkan dua titik sehingga mempunyai kemapuan pass-through sinyal antar dua titik tersebut.

Gambar 2.8 Add/Drop Multiplexer

3. HUB STM-N Metro Core Connect dapat men- drop atau menambahkan tributary dari suatu STM-N dan mencabangkannya layaknya suatu HUB.

Gambar 2.9 HUB STM-N Teknologi Metro Core Connect dapat diaplikasikan pada berbagai jenis topologi jaringan, seperti yang akan di jelaskan berikut ini. 1. Topologi Point to Point

20

Pada kondisi ini, NE dengan teknologi Metro Core Connect dapat dihubungkan dengan NE yang lain.

Gambar 2.10 Topologi Point to Point 2. teknologi yang sama. Topologi Bus

NE dapat di susun kedalam satu jaringan yang terdiri beberapa NE dengan

Gambar 2.11 Topologi Bus

3.

Topologi Ring

Dengan fungsi add/drop, memungkinkan untuk direalokasikan kedalam jaringan ring (cincin). Pada dasarnya teknologi Metro Core Connect merupakan sistem SDH dengan virtual container yang mempunyai kemampuan mencari jalur alternatif secara otomatis jika ada jalur yang putus (fiber cut)

21

Gambar 2.12 Topologi Ring 4. Topologi Mesh

Teknologi Metro Core Connect juga dapat di aplikasikan kedalam jaringan dengan topologi mesh yang kepadatan trafiknya sangat tinggi, karna mempunyai kemampuan proteksi path (SNCP) maupun proteksi jalur/link (MSP).

22

Gambar 2.13 Topologi Mesh Dalam penelitian ini, perangkat metro core connect yang akan digunakan adalah keluaran dari Alcatel Lucent, yaitu 1678MC. Kemampuan koneksi dari 1678MCC tergantung pada letak matrix-nya. Mulai dari matrix low order yang memiliki kapasitas 40Gbps dan 20Gbps, sampai matrix high order yang memiliki kapasitas 160GBps, 320GBps dan 640Gbps. Matrix low order mempunyai kapsitas switch pada level VC-3 dan VC-12, sedangkan matsix high order mempunyai kapasitas switch pada level VC4, HO VC-3, VC-4-4c, VC-4-16c dan VC-4-64c. 2.3 Teknologi Dense Wavelenght Division Multiplexing Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) merupakan suau teknik transmisi yang yang memanfaatkan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda sebagai kanal-kanal informasi, sehingga setelah dilakukan proses multiplexing seluruh panjang gelombang tersebut dapat ditransmisikan melalui sebuah serat optik.

23

1 . 2 3 N . . .

1 2 3 N

D W D M. . .

Teknologi DWDM adalah teknologi dengan memanfaatkan sistem SDH (Synchoronous Digital Hierarchy) yang sudah ada dengan memultiplekskan sumber-sumber sinyal yang ada. Menurut definisi, teknologi DWDM dinyatakan sebagai suatu teknologi jaringan transport yang memiliki kemampuan untuk membawa sejumlah panjang gelombang (4, 8, 16, 32, dan seterusnya) dalam satu fiber tunggal. Artinya, apabila dalam satu fiber itu dipakai empat gelombang dengan tiap gelombang mempunyai kecepatan transmisi 10 Gbps, maka kecepatan transmisinya menjadi 4x10 Gbps. Inti kelebihan yang dimiliki oleh teknologi DWDM terhadap teknologi ADM konvensional terletak pada jenis filter serat optik dan penguat amplifier. Jenis filter yang umum dipergunakan di dalam sistem DWDM ini antara lain Dichroic Interference Filters (DIF), Fiber Bragg Gratings (FBG), Array Waveguide Filters (AWG) and Hybrid Fused Cascaded Fiber (FCF) dengan Mach-Zehnder (M-Z) interferometers. Komponen berikutnya adalah serat optik dengan dispersi yang rendah, dimana karakteristik demikian sangat diperlukan mengingat dispersi secara langsung berkaitan dengan kapasitas transmisi suatu sistem. Sementara penguat optik yang banyak dipergunakan untuk aplikasi demikian adalah EDFA dengan karakteristik flat untuk semua panjang-gelombang di dalam spektrum DWDM. Teknik lain yang yang telah sukses diujicobakan adalah dengan memperpendek jarak antar kanal, yang biasanya berkisar 1 nm menjadi 0,3 nm. Hal ini terutama berguna pada sistem yang spektrum penguatan dari penguat optiknya kurang merata.

D W D MGambar 2.14 Dasar sistem DWDM

24

Pada dasarnya, teknologi WDM (awal adanya teknologi DWDM) memiliki prinsip kerja yang sama dengan media transmisi yang lain. Yaitu untuk mengirimkan informasi dari suatu tempat ke tempat yang lain. Namun, dalam teknologi ini pada suatu kabel atau serat optik dapat dilakukan pengiriman secara bersamaan banyak informasi melalui kanal yang berbeda. Setiap kanal ini dibedakan dengan menggunakan prinsip perbedaan panjang gelombang yang (wavelength) yang dikirimkan oleh sumber informasi. Sinyal informasi

dikirimkan awalnya diubah menjadi panjang gelombang yang sesuai dengan panjang gelombang yang tersedia pada kabel serat optik kemudian dimultipleksikan pada satu fiber. Dengan teknologi DWDM ini, pada satu kabel serat optik dapat tersedia beberapa panjang gelombang yang berbeda sebagai media transmisi yang biasa disebut dengan kanal.Berikut ilustrasi pengiriman informasi pada WDM:

Gambar 2.15 Ilustrasi transmisi pada DWDM

Sebagai perbandingan dengan DWDM, ilustrasi transmisi dengan TDM adalah sbb:

Gambar 2.16 Ilustrasi transmisi pada TDM

25

2.3.1

Komponen Penting pada DWDM

Pada teknologi DWDM, terdapat beberapa komponen utama yang harus ada untuk mengoperasikan DWDM dan agar sesuai dengan standart channel ITU sehingga teknologi ini dapat diaplikasikan pada beberapa jaringan optik seperti SONET dan yang lainnya. Komponen-komponennya adalah sbb: 1. Transmitter yaitu komponen yang menjembatani antara sumber sinyal informasi dengan multiplekser pada sistem DWDM. Sinyal dari transmitter ini akan dimultipleks untuk dapat ditransmisikan. 2. Receiver yaitu komponen yang menerima sinyal informasi dari demultiplekser untuk dapat dipilah berdasarkan macam-macam informasi. 3. DWDM terminal multiplexer. Terminal multiplexer sebenarnya terdiri dari transponder converting wavelength untuk setiap signal panjang gelombang tertentu yang akan dibawa. Transponder converting wavelength menerima sinyal input optik (sebagai contoh dari sistem SONET atau yang lainnya), mengubah sinyal tersebut menjadi sinyal optik dan mengirimkan kembali sinyal tersebut menggunakan pita laser 1550 nm. Terminal multiplexer juga terdiri dari multiplekser optikal yang mengubah sinyal 550 nm dan menempatkannya pada suatu fiber SMF-28. 4. Intermediate optikal terminal (amplifier). Komponen ini merupakan amplifier jarak jauh yang menguatkan sinyal dengan banyak panjang gelombang yang ditransfer sampai sejauh 140 km atau lebih. Diagnostik optikal dan telemetry dimasukkan di sekitar daerah amplifier ini untuk mendeteksi adanya kerusakan dan pelemahan pada fiber. Pada proses pengiriman sinyal informasi pasti terdapat atenuasi dan dispersi pada sinyal informasi yang dapat melemahkan sinyal, oleh karena itu harus dikuatkan. Sistem yang biasa dipakai pada fiber amplifier ini adalah sistem EDFA, namun karena bandwith dari EDFA ini sangat kecil yaitu 30 nm (1530 nm-1560 nm), namun minimum attenuasi terletak pada 1500 nm sampai 1600 nm. Kemudian digunakan DBFA (Dual band fiber amplifier) dengan bandwidth 1528 nm to 1610 nm. Kedua jenis amplifier ini termasuk jenis EBFA (extended band filter amplifier) dengan penguatan yang tinggi, saturasi yang lambat dan noise yang rendah. Teknologi

26

amplifier optik yang lain adalah sistem Raman Amplifier yang merupakan pengembangan dari sistem EDFA.

Gambar 2.17 Erbium Doped Fiber Amplifier

5. DWDM terminal demux. Terminal ini mengubah sinyal dengan banyak panjang gelombang menjadi sinyal dengan hanya 1 panjang gelombang dan mengeluarkannya ke dalam beberapa fiber yang berbeda untuk masing-masing client untuk dideteksi. Sebenarnya demultiplexing ini beritndak pasif, kecuali untuk beberapa telemetry seperti sistem yang dapat menerima sinyal 1550 nm. Pada transmisi jarak jauh dengan sistem client-layer seperti demultiplexi sinyal yan selalu dikirim ke 0/E/0. Teknologi terkini dari demultiplexer ini yaitu terdapat couplers (penggabung dan pemisah power wavelength) berupa FIBER BRAGG GRATING dan dichroic filter untuk menghilangkan noise dan crosstalk.

Gambar 2.18 FBG dan Dichronic filter

27

6. Optical supervisory channel. Ini merupakan tambahan panjang gelombang yang selalu ada di antara 1510 nm-1310 nm. OSC membawa informasi optik multi wavelength sama halnya dengan kondisi jarak jauh pada terminal optik atau daerah EDFA. Jadi OSC selalu ditempatkan pada daerah intermediate amplifier yang menerima informasi sebelum dikirimkan kembali.

Gambar 2.19 Aplikasi sistem DWDM 2.3.2 Chanel Spacing Channel spacing menentukan sistem performansi dari DWDM. Standart channel spacing dari ITU adalah 50 GHz sampai 100 GHz (100 GHz akhir-akhir ini sering digunakan). Spasi ini membuat channel dapat dipakai dengan memperhatikan batasan-batasan fiber amplifier. Cahnnel spacing bergantung pada sistem komponen yang dipakai. Channel spacing merupakan sistem frekuensi minimum yang memisahkan 2 sinyal yang dimultipleksikan. Atau bias disebut sebagai perbedaan panjang gelombang diantara 2 sinyal yang ditransmisikan. Amplifier optik dan kemampuan receiver untuk membedakan sinyal menjadi penentu dari spasi antara 2 gelomabag yang berdekatan.

28

Gambar 2.20 Karakteristik optik pada chanel DWDM

Pada perkembangan selanjutnya, sistem DWDM berusaha untuk menambah channel yang sebanyak-banyaknya untuk memenuhi kebutuhan lalu lintas data informasi. Salah satunya adalah dengan memperkecil channel spacing tanpa adanya suatu interferensi dari pada sinyal pada satu fiber optic tersebut. Dengan demikian, hal ini sangat bergantung pada sistem komponen yang digunakan. Salah satu contohnya adalah pada demultiplekser DWDM yang harus memenuhi beberapa criteria di antaranya adalah bahwa demux harus stabil pada setiap waktu dan pada berbagai suhu, harus memiliki penguatan yang relatif besar pada suatu daerah frekuensi tertentu dan dapat tetap memisahkan sinyal informasi sehingga tidak terjadi interferensi antar sinyal. Sistem yang sebelumnya sudah dijelaskan yaitu FBG mampu memberikan spacing channel tertentu seperti pada gambar berikut:

Gambar 2.21 Chanel Spacing DWDM Fiber Bragg Grating (0.4nm)

29

Dalam penelitian ini, perangkat DWDM

yang akan digunakan adalah

keluaran dari Alcatel Lucent, yaitu 1626LM. 1626LM mempunyai kapasitas multiplexing sampai 88 transpoder, masing-masing transponder mempunyai kapasitas STM-64. 1626LM ini dapat divariasikan pada berbagai macam jenis konfigurasi, seperti TM (Terminal), OADM (Optical Add and Drop Multiplexer), ROADM (Reconfigurable-OADM)dan T-ROADM (Tuneable-ROADM). 2.4 Konsep Transmisi SDH SDH merupakan sebuah transport atau pembawa untuk tributary (trafik) PD dan ATM cell melalui jaringan transmisi yang biasanya berbasis optik. Pada hal ini SDH dapat dilihat sebagai layer (lapisan) bawah yang berfungsi sebagai pembawa untuk layer diatasnya. Konsep pembagian layer ini sangat penting dan juga merupakan salah satu ciri yang membedakan SDH dengan sistem transport lainnya. Konsep dari layering telah membawa proses rekontruksi dari frame standar menjadi lebih modern dan membentuk konsep layer network pada dunia telekomunikasi. Sebelumnya munculnya SDH, hirarki pemultipleksan sinyal digital untuk Amerika/Kanada, Jepang dan Eropa berbeda-beda. Dengan Adanya SDH, hirarkinya diseragamkan menjadi frame dasar sinyal SDH yaitu STM-1.Sistem SDH menggunakan frame STM-n, dimana n merupakan indikasi dari jumlah kelipatan dari STM-1 pada frame STM-n. Saat ini banyak digunakan STM-1, 4, 16, dan 64 dengan bit rate sebesar 155,52 Mbps (STM-1), 622,08 Mbps (STM-4), 2.488,32 (STM-16), dan 9.953,28 Mbps (STM-64). Sinyal STM-n terbentuk dengan memultiplek secara synchronous sinyal tributari DS-1, DS-1E, DS-2, DS-3 dan DS-4E. Untuk pembentukan sinyal STM-n dari STM-1 dilakukan dengan proses byte interleaving atau byte-per-byte.

30

Gambar 2.22 Struktur porses multiplexing pada SDH Terdapat beberapa jenis skema proteksi link transmisi yang telah disediakan oleh sistem SDH untuk menjamin surviveability jaringan transmisi. Istilah proteksi link pada dasarnya merupakan pengaturan dari pemindahan traffik yang berada pada link atau jalur utama di pindahkan ke jalur cadangan ketika jalur utama jaringan mengalami jangguan transmisi. Adapun jenis-jenis proteksi yang umum digunakan adalah sebagai berikut: 1. Multi Section Protection (MSP) Proteksi MSP biasanya disbut sebagai proteksi link. Pada dasarnya, prinsip kerja MSP yaitu akan disediakan sebuah proteksi link yang terpisah dari kanal utama. Proteksi ini terdiri dari dua macam yaitu ptoteksi MSP 1+1 dan MSP 1:N. Untuk MSP 1+1, terdapat satu link yang berfungsi sebagai kanal utama dan satu link lainnya berfungsi sebagai kanal proteksi. Pada sisi pemancar kanal utama terhubung secara permanen dengan kanal proteksi sehingga traffik ditransmisikan secara broadcast pada kanal utama dan kanal proteksi. Sedangkan pada sisi penerima terdapat selector yang digunakan untuk memilih dari kanal mana trafik tersebut akan diterima, apakah dari kanal utama atau dari kanal proteksi. Pada proteksi MSP 1:N, terdapat sebuah kanal yang berfungsi sebagai kanal proteksi bagi beberapa kanal utama yang membawa traffik yang berbeda. Sehingga apa bila

31

terjadi gangguan pada salah satu kanal utama, maka kanal proteksi yang akan memback up.P e r m a n e n t B rid g e W o rk in g C h a n n e l

S t a t u s : W o r k in g C hannel S e le c te d

s e le c to r

P r o t e c t io n C h a n n e l

Gambar 2.23 Skema proteksi MSP 1+1

2. Multiplexer Section Share Protection Ring (MS-SPRING) MS-SPRING biasanya digunakan pada jaringan bertopologi ring dan berfungsi memproteksi traffik pada sinyal line aggregate transmisi dari jaringan backbone SDH. Proteksi ini digunakan minimum pada level STM-4. pada tiap serat atau span, setengah dari kapasitas kanal yang tersedia digunakan kanal utama sedangkan setengah lagi dialokasikan sebagai kanal proteksi. Setiap kanal utama akan diproteksi oleh kanal proteksi yang mempunyai arah yang berlawanan dengan kanal utama.

N D A OE

N D B OE

N D C OE

N D D OE

N D E OE

N D F OE

Gambar 2.24 MS-SPRING Switching

32

3. Subnetwork Connection Protection (SNCP) Sistem proteksi SNCP biasa dikenal dengan sistem proteksi path proteksi yang dapat digunakan pada struktur jaringan yang berbeda-beda. Sistem proteksi ini dapat bekerja pada low order pada path SDH, karena sifatnya dedicated dalam memproteksi trafik, SNCP 1+1 bersifat broadcast transmit dan selective transmit. SNCP mempunyai beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan MSP, pada MSP kanal utama dan kanal proteksi harus melewati media transmisi yang sama sedangkan pada SNCP dapat digunakan media transmisi yang berbeda misalnya kanal utama melalui fiber optik sedangkan kanal proteksi melalui microwave link. Kelebihan yang lainnya yaitu kanal utama dan kanal proteksi dapat menggunakan kapasitas yang berbeda, sedangkan pada MSP, kanal utama dan proteksi harus menggunakan link dengan kapsitas transmisi yang sama.

33