et2080 jaringan telekomunikasi

ET2080 JARINGAN TELEKOMUNIKASI

Tutun Juhana – Program Studi Teknik Telekomunikasi

STEI - ITB

Sistem Transmisi

2

Agenda The basics SDH/SONET Macam-macam perangkat transmisi WDM

ET2080 Jaringan Telekomunikasi

The Basics3


4

Transmisi adalah proses pengangkutan informasi dari satu titik ke titik lain di dalam suatu jaringan

Jarak antar titik bisa sangat jauh Bisa ada banyak elemen jaringan yang

terhubung Elemen-elemen tersebut dihubungkan

oleh koneksi yang disediakan oleh sistem transmisi


5

Elemen Sistem Transmisi

Untuk sistem komunikasi dua arah, maka pada arah transmisi yang berlawanan juga diperlukan elemen yang sama


6

Elemen Sistem Transmisi (2) Transmitter

Transmitter mengolah sinyal masukan menjadi sinyal yang sesuai dengan karakteristik kanal transmisi

Pengolhan sinyal meliputi encoding dan modulasi Transmission Channel

Kanal transmisi adalah suatu media elektral yang menjembatani sumber dan tujuan

Bisa berupa pasangan kabel, coaxial, radio atau serat optik Setiap kanal transmisi menyumbangkan sejumlah loss transmisi atau redaman

sehingga daya sinyal akan berkurang seiring bertambahnya jarak Sinyal juga akan terdistorsi akibat perbedaan redaman yang dialami oleh

komponen-komponen frekuensi sinyal yang berbeda Sinyal biasanya terdiri dari banyak komponen frekuensi yang mana beberapa diantaranya

teredam ada juga yang tidak teredam. Kondisi ini akan menyebabkan perubahan bentuk sinyal (distorsi)

Receiver Penerima mengolah sinyal yang masuk dari kanal transmisi Proses pada penerima meliputi penapisan (filtering) untuk menghilangkan out-of-

band noise, penguatan (amplification) untuk mengkompensasi loss transmisi, ekualisasi (equalizing) untuk mengkompensasi distorsi), serta demodulasi dan decoding untuk membalikkan proses yang terjadi di transmiter

Noise, Distortion, and Interference Merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi sinyal yang ditransmisikanET2080 Jaringan Telekomunikasi

7

Sinyal dan Spektrum Sinyal komunikasi merupakan besaran

yang selalu berubah terhadap waktu Setiap sinyal dapat dinyatakan di dalam

domain waktu (time domain) maupun didalam domain frekuensi (frequency domain) Ekspresi sinyal di dalam domain frekuensi

disebut spektrum Sinyal di dalam domain waktu merupakan

penjumlahan dari komponen-komponen spektrum sinusoidal

Analisa Fourier digunakan untuk menghubungkan sinyal dalam domain waktu dengan sinyal di dalam domain frekuensi


8

Jika misalnya durasi pulsa adalah T = 1 ms, maka komponen spektrum yang paling kuat berada di bawah 1 kHz (1/T = 1/1 ms = 1,000 1/s = 1 kHz)

Dari hasil di atas kita punya rule of thumb bahwa kita dapat mengirimkan 1.000 pulsa seperti di atas di dalam satu detik melalui kanal yang bandwidthnya 1 kHz (sama dengan sinyal biner berkecepatan 1-Kbps).

Untuk menaikkan kecepatan data (data rate), kita harus menurunkan durasi pulsa tetapi konsekuensinya lebar spektrum akan naik sehingga membutuhkan bandwidth yang lebih lebar Misalnya bila ingin menaikkan data rate menjadi 10 kali lebih tinggi, maka kita

harus menggunakan pulsa yang 10 kali lebih singkat dan membutuhkan bandwidth yang 10 kali lebih leba

time domain of a pulsefrequency domain of a pulse

Contoh #1This is baseband transmission

(no modulation involved)


9

Contoh di atas menunjukkan sebuah pulsa yang dikirimkan sebagai frekuensi radio (menggunakan modulasi amplitude shift keying (ASK))

Terlihat bahwa spektrum terkonsentrasi pada frekuensi pembawa fc (bukan pada frekuensi 0 seperti pada contoh sebelumnya)

Perhatikan bahwa lebar spektrum di sekitar frekuensi pembawa hanya tergantung pada durasi pulsa T seperti pada contoh sebelumnya

Jika data rate kita naikkan (dengan mempersingkat durasi pulsa), maka spektrum akan melebar sehingga dibutuhkan bandwidth frekuensi radio yang lebih lebar

Contoh #2


10

Esensi dari dua contoh tadi... Bandwidth merupakan faktor pembatas utama

untuk transmisi Dari dua contoh sebelumnya kita bisa

menyimpulkan adanya hubungan antara data rate dengan bandwidth yang diperlukan

Dengan menurunkan data rate kita bisa menaikkan kapasitas jaringan Ingat pada waktu kita membahas speech coding: “riset

di dalam speech coding selalu mencari teknik coding yang mampu memberikan data rate yang sekecil mungkin dengan kualitas yang masih dapat diterima” Tujuannya agar jumlah pembicaraan di dalam jaringan

meningkat walaupun kapasitas jaringan tetap


Kapasitas Maksimum Kanal Transmisi11


12

Symbol Rate (Baud Rate) dan Bandwidth Komunikasi membutuhkan bandwidth

transmisi yang memadai untuk mengakomodasi adanya spektrum sinyal; kalau tidak, akan terjadi

distorsi


13

Kenyataan: Setiap kanal komunikasi memiliki

bandwidth yang terbatas Semakin tinggi data rate, durasi pulsa

digital yang digunakan akan semakin pendek

Semakin pendek durasi pulsa, semakin lebar bandwidth yang digunakan

Ketika sebuah sinyal berubah-rubah dengan cepat (dari sisi waktu), spektrumnya akan melebar sehingga kita katakan bahwa sinyal itu memiliki bandwidth yang lebarET2080 Jaringan Telekomunikasi

14

Misalnya kita masukan sebuah pulsa digital berdurasi T (T = 1ms) ke dalam suatu kanal yang memiliki sifat seperti lowpass filter ideal dengan bandwidth B

Ilustrasi

Kanal Transmisi dengan Bandwidth B

Pulsa keluaran yang diharapkan

Pulsa keluaran Jika B=2*1/T

Pulsa keluaran Jika B=1*1/T

Pulsa keluaran Jika B=(1/2)*1/T

Pulsa keluaran Jika B=(1/4)*1/T


15

Esensi dari ilustrasi Pulsa keluaran akan semakin terdistorsi

bila bandwidth kanal transmisi semakin kecil


Ilustrasi lain Andaikan kita kirim beberapa pulsa digital untuk kasus yang

paling buruk (bandwidth terkecil) dari yang sudah ditunjukkan pada ilustrasi sebelumnya

• ISI akan menyebabkan kesalahan pendeteksian sinyal di penerima– Bit ‘0’ bisa disangka bit ‘1’ dan sebaliknya

intersymbol interference (ISI)

Kanal Transmisi dengan Bandwidth B = (1/4)*1/T


Esensi ilustrasi Pengiriman sinyal dengan data rate tinggi harus

menggunakan kanal transmisi yang bandwidthnya lebar Supaya efek ISI tidak terasa

Bandingkan ilustrasi berikut dengan ilustrasi sebelumnya

Kanal Transmisi dengan Bandwidth

B = 2*1/T

• ISI yang terjadi tidak akan menyebabkan kesalahan deteksi


Pada transmisi baseband, suatu sinyal digital yang terdiri dari r symbols per detik memerlukan bandwidth transmisi, B (dalam satuan Hertz), sebesar :

B r/2 Istilah symbol mengacu pada satu sinyal pulsa yang

digunakan untuk mentransmisikan data digital Satu symbol belum tentu merepresentasikan 1 bit data

Contoh: Pada modulasi QPSK, satu symbol merepresentasikan 2 bit data digital

Oleh karena itu jumlah symbol yang dikirimkan per detik dinyatakan di dalam baud (bukan bit rate) Jadi transmisi data dengan kecepatan 1000 baud

(symbol/detik) sama dengan bit rate 2000 bit per detik bila menggunakan modulasi QPSK

Dengan demikian, bandwidth yang tersedia (dalam satuan hertz) menentukan maximum symbol rate dalam satuan bauds

Catatan: B merupakan bandwidth teoritisET2080 Jaringan Telekomunikasi

Hubungan antara bandwidth dengan baud rate (yang sudah kita lihat sebelumnya) diturunkan menggunakan sifat-sifat pulsa sinc

Pulsa sinc memiliki zero crossing pada interval 1/(2W) Dengan analisa Fourier kita dapat menunjukkan bahwa pulsa sinc tidak memiliki

komponen frekuensi yang lebih tinggi daripada W

• Jika kanal transmisi merupakan lowpass filter ideal dengan bandwidth lebih tinggi dari W, maka kanal tersebut akan cocok digunakan bagi pengiriman pulsa sinc yang memiliki zero crossing pertama pada t = 1/2W tanpa mengalami distorsi

– Bentuk pulsa di keluaran akan tetap karena seluruh komponen frekuensi di keluaran akan tetap sama seperti di masukan

Zero crossings


Sifat pulsa sinc yang memiliki zero crossing secara periodik setiap 1/2W (untuk pulsa sinc dengan komponen frekuensi maksimum W) dapat dimanfaatkan untuk mengirimkan pulsa berikutnya tepat pada t = 1/2W

• Pulsa sebelumnya (previous pulse) tidak akan berpengaruh kepada pulsa berikutnya (next pulse) karena nilai previous pulse tepat sedang nol pada saat t = 1/2W

• Di penerima, penentuan nilai pulsa dilakukan setiap n.1/(2W), dimana n = 1, 2, 3, ...


Dengan skema pengiriman pulsa sinc seperti yang sudah disampaikan sebelumnya, selang waktu antar pulsa adalah T = 1/2W, dengan demikian data rate r = 1/T = 2W

Bila data rate kita naikkan sedemikian hingga W B, maka selang waktu antar pulsa T 1/2B, sehingga r 1/T = 2B Nilai ini memberikan rate maximum teoritis untuk

transmisi symbol sehingga kita dapat katakan bahwa symbol rate dan bandwidth memiliki hubungan r ≤ 2B atau B ≥ r/2

22

Dalam kenyataan, tidak ada yang namanya pulsa sinc itu, sehingga analisa kita menghasilkan symbol rate maksimum pada suatu kanal lowpass

Di dalam kenyataan digunakan pulsa yang mirip dengan pulsa sinc bandwidthnya biasanya 1,5 sampai 2 kali

lebih lebar daripada pulsa sinc


23

Symbol Rate dan Bit Rate Dalam komunikasi digital, digunakan

symbol-symbol (berbentuk pulsa) sebagai representasi informasi

Bila kita dapat membuat beberapa symbol dengan amplituda yang berbeda (masing-masing merepresentasikan bit-bit yang dibawanya), maka kita dapat menaikkan data rate dengan tetap mempertahankan symbol rate


Gambar (a) di atas memperlihatkan empat buah simbol yang masing-masing digunakan untuk merepresentasikan 2 bit informasi

Gambar (b) memperlihatkan penggunaan symbol di dalam mengirimkan deretan bit 011011000110

(a) (b)


25 Secara umum, jumlah simbol (M) ditentukan oleh

jumlah bit informasi (k) yang diwakilinya, yaitu:M = 2k

Hubungan antara bit rate dengan jumlah simbol adalah sbb:

Bit rate = rb = r log2 M [bps] Pada contoh sebelumnya jumlah simbol ada

sebanyak M = 2k = 22 = 4, maka bit rate = rb = r log2 M = r log2 4 = 2 bps. Maka bila baud rate adalah 1 kbaud, maka bit rate sama dengan 2 kbps. Ingat log2 2n = n Nilai baud rate bisa lebih kecil daripada bit rate

Jadi dengan baud rate tertentu kita bisa terus menaikkan bit rate dengan cara menambah jumlah simbol (dengan kata lain: memperbanyak jumlah bit yang dibawa oleh satu simbol)


Kalau gitu.... Naikin aja terus jumlah bit per simbol agar bit rate transmisi

sebesar mungkin....

Kalau hanya bandwidth batasannya memang demikian...Tetapi ada faktor pembatas lain yaitu: Noise.......


27

Semakin banyak jumlah simbol, deteksi simbol semakin sulit dilakukan dan pengaruh noise akan semakin signifikan(bisa menyebabkan perubahan level simbol)

noise

Empat level simbol Delapan level simbol

Level sinyal maksimum selalu terbatas


28

Noise menurunkan kualitas komunikasi analog dan memunculkan error pada komunikasi digital

Ukuran noise relatif terhadap sinyal dinyatakan oleh S/N

S/N biasanya dinyatakan dalam decibel:

Kapasitas Maksimum Kanal Transmisi

(S/N)dB = 10 log (S/N) [dB]


ET2080 Jaringan Telekomunikasi 29

Pada tahun 1948, Claude Shannon mempublikasikan suatu kajian mengenai data rate maksimum teoritis pada kanal komunikasi yang terganggu noise

30

Dengan mempertimbangkan sekaligus bandwidth dan noise, Shannon menyatakan bahwa error-free bit rate (bit rate yang tidak mengakibatkan error) pada suatu kanal transmisi tidak dapat melebihi kapasitas maksimum C

Secara matematis, C dinyatakan oleh:C = B log2(1+S/N)

Dimana: C = Data rate informasi maksimum dalam satuan bit per

detik B = bandwidth dalam satuan Hertz S = daya sinyal N = daya noise S/N = Signal-to-noise ratio, dinyatakan dalam perbandingan

daya (bukan dalam dB)ET2080 Jaringan Telekomunikasi

31

Contoh: Misalkan suatu kanal transmisi yang bebas noise

memiliki bandwidth 4 kHz. Maka symbol rate maksimum pada kanal tersebut adalah r ≤ 2B = 8 kbauds Artinya, kita dapat mengirimkan sampai 8000 sinyal (simbol)

per detik Bila kanal di atas digunakan pada suatu lingkungan yang

mengandung noise dengan S/N sebesar 28 dB (bila dinyatakan dalam bentuk perbandingan S/N = 102,8 ≈ 631 Maksimum bit rate menurut Shannon = C

C = B log2(1 + S/N) = 4.000 log2(632) = 37.2 Kbps Agar batas kapasitas kanal tidak terlampaui, maka jumlah

bit persimbol yang diijinkan untuk ditransmisikan pada kanal di atas adalah 4

Ingat rumus ini:Bit rate = r log2 M

Bila kita masukkan hasil perhitungan di atas:37,2 kbps = 8 kbauds * log2 2k ; maka jumlah bit maksimum yang diperbolehkan adalah sebanyak 4 bit per simbol

Line Coding Line coding merupakan metoda untuk merubah simbol dari

sumber ke dalam bentuk lain untuk ditransmisikan Line coding merubah pesan-pesan digital ke dalam deretan

simbol baru (ini merupakan proses encoding) Decoding bekerja kebalikannya yaitu merubah kembali

deretan yang sudah dikodekan (encoded sequence) menjadi pesan aslinya

• Sistem yang menggunakan line coding tetapi tidak melibatkan modulasi disebut sistem transmisi baseband – Spektrum hasil pengkodean tetap berada di dalam rentang frekuensi

pesan asli


33

Tujuan Line Coding Merekayasa spektrum sinyal digital agar sesuai

dengan medium transmisi yang akan digunakan Dapat dimanfaatkan untuk proses sinkronisasi

antara pengirim dan penerima (sistem tidak memerlukan jalur terpisah untuk clock)

Dapat digunakan untuk menghilangkan komponen DC sinyal (sinyal dengan frekuensi 0) Komponen DC tidak mengandung informasi apapun

tetapi menghamburkan daya pancar Line coding dapat digunakan untuk menaikkan

data rate Beberapa teknik line coding dapat digunakan

untuk pendeteksian kesalahanET2080 Jaringan Telekomunikasi

• Pada contoh di atas, setiap 2 bit data dikodekan ke dalam 4 level simbol• Jadi bit rate akan menjadi dua kali dari baud rate


35

Berdasarkan level sinyal yang digunakan, line coding dapat dikatagorikan sbb.: Unipolar : menggunakan level +v, 0 Polar (antipodal) : menggunakan level +v, -

v Bipolar (pseudoternary): menggunakan

level +v, 0, -v


36

Line coding yang akan kita bahas NRZ RZ AMI HDB3 CMI Manchester Differential Manchester B8ZS nBmB


37

Non Return to Zero (NRZ) Bit “1” dinyatakan oleh “high signal” selama perioda bit Bit "0" dinyatakan oleh “low signal” selama perioda bit Kelemahan:

Tidak ada informasi timing di dalam bentuk sinyal sehingga sinkronisasi bisa hilang bila muncul deretan 0 yang panjang

Spektrum NRZ mengandung komponen DC Varian dari NRZ:

NRZ-L (Non-Return-to-Zero-Level) : Level konstan selama perioda bit

NRZ-I : (Non-Return-to-Zero-Invert on ones): bit “1” dikodekan dalam bentuk transisi sinyal (dari high-ke-low atau low-ke-high), sedangkan “0” dikodekan dengan tidak adanya transisi sinyal

NRZ-M (Non-Return-to-Zero-Mark): level berubah bila ada bit “1”

NRZ-S (Non-Return-to-Zero-Space): level berubah bila ada bit “0”

NRZ bisa unipolar maupun polarET2080 Jaringan Telekomunikasi

38

UnipolarNRZ-L

PolarNRZ-L

UnipolarNRZ-M

UnipolarNRZ-S


Perbedaan NRZ-I dan NRZ-M

Clock signal

Leading edge (low to high transition of clock signal)

Trailing edge (high to low transition of clock signal)

Transisi pada NRZ-I terjadi pada leading edge dari clock

Transisi pada NRZ-M terjadi pada trailing edge dari clock 0 0 1 0 1 1 0 1

NRZ-I

NRZ-M

40

Spektrum NRZ

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.20

0.2

0.4

0.6

0.8 1

1.2

1.4

1.6

1.8 2

fT

pow

er d

ensi

ty

NRZ


Return to Zero (RZ) Bit "1" dinyatakan oleh “high signal” selama

setengah perioda bit dan dinyatakan oleh “low signal” pada seengah perioda bit berikutnya Memungkinkan pengambilan informasi clock bila ada

deretan 1 yang panjang Kelemahan

Bandwidht yang diperlukan dua kali NRZ Sulit mengambil informasi clock bila ada deretan nol yang

panjang Mengandung komponen DC


42

AMI (Alternate Mark Inversion) • Pseudoternary code

– Bit "0" dinyatakan sebagai level nol– Bit "1" dinyatakan oleh level positif dan negatif yang

bergantian• Karakteristik sinyal hasil pengkodean AMI

– Tidak memiliki komponen DC (kelebihan) – Tidak memecahkan masalah kehilangan sinkronisasi

bila terdapat deretan nol yang panjang

Polaritas level antara dua buah bit “1” yang berurutan berkebalikan

HDB3 Berbasis kode AMI Jumlah nol berurutan yang diperbolehkan maksimum 3 Ide dasar: mengganti empat nol berurutan menjadi "000V"

atau "B00V" "V" adalah pulsa yang menyalahi aturan AMI mengenai

perubahan polaritas yang berurutan Aturan penggunaan "000V" atau "B00V" adalah sbb:

"B00V" digunakan jika sampai pulsa sebelumnya, sinyal mengandung komponen DC (yaitu jumlah pulsa negatif dan pulsa positif tidak sama)

"000V" digunakan jika sampai pulsa sebelumnya komponen DC adalah nol (jumlah pulsa negatif sama dengan jumlah pulsa positif

Polaritas pulsa "B", yang patuh pada aturan AMI, bisa positif atau negatif dengan tujuan menjamin dua pulsa V berlawanan polaritas


CMI (Coded Mark Inverted)

Berbasis AMI Digunakan pada transmisis kecepatan tinggi Bit “1” dikirimkan sesuai dengan aturan AMI yaitu bila ada

dua “1” berurutan maka pulsa yang menyatakan keduanya harus berbeda polaritas

Bit “0” dinyatakan oleh pulsa dengan setengah perioda pulsa pertama dinyatakan oleh tegangan negatif sedangkan setengah perioda pulsa berikutnya dinyatakan oleh tegangan positif

Kode CMI memiliki karakteristik berikut: Menghilangkan spektrum sinyal pada frekuensi yang sangat

rendah Clock dapat direcovery dengan mudah Bandwidth lebih lebar daripada AMI


1

Manchester Bit “1” dinyatakan oleh pulsa yang setengah prioda

pertamanya memiliki level high dan setengah perioda sisanya memiliki level low

Bit “0” dinyatakan oleh pulsa yang setengah perioda pertamanya memiliki level low dan setengah perioda sisanya memiliki level high

Jadi setiap bit dinyatakan oleh pulsa-pulsa yang berganti level pada pertengahan bit

Karakteristik Manchester coding: Timing recovery mudah Bandwidth lebar

1 0 1 0 1 1 0 01


46

Differential Manchester Setiap bit dinyatakan oleh pulsa-pulsa

yang berubah level di pertengahan bit Bit “1” dikodekan dengan tidak adanya

transisi level di awal bit Bit “0” dikodekan dengan adanya transisi

level di awal perioda bit


B8ZS Berbasis AMI Jika ada 8 nol berurutan dan pulsa

sebelumnya merupakan pulsa positif maka semua nol itu dikodekan menjadi 000+-0-+

Jika ada 8 nol berurutan dan pulsa sebelumnya merupakan pulsa negatif maka semua nol itu dikodekan menjadi 000-+0+-

Ada dua pulsa yang melanggar aturan AMIData


48

mBnB Memetakan satu blok informasi yang

terdiri dari m bits ke dalam n bits n > m ; biasanya n = m+1 Manchester code dapat dilihat sebagai

kode 1B2B 4B5B digunakan pada FDDI 8B10b digunakan pada Gigabit Ethernet 64B66B digunakan pada 10G Ethernet


49

Untuk mengetahui komponen DC pada sinyal


Regeneration50


51

Pada transmisi jarak jauh, daya sinyal akan teredam sehingga daya yang sampai di penerima bisa jadi sudah sedemikian lemah sehingga tidak dapat dideteksi lagi

Pada sistem transmisi analog, digunakan amplifier/repeater untuk menguatkan sinyal yang sudah lemah

Amplifier/repeater selain menguatkan input yang berupa sinyal informasi juga akan menguatkan sinyal noise Pada penggunaan amplifier/repeater yang berulangkali,

efek noise akan terakumulasikan sehingga perbandingan Sinyal dengan Noise (S/N) akan semakin mengecil


52 Pada sistem transmisi digital, penguatan sinyal dilakukan

menggunakan perangkat yang disebut regenerator (digital amplifier)

Suatu regenerator terdiri dari equalizing amplifier, yang mengkompensasi distorsi dan menapis (mem-filter) out-of-band noise, serta sebuah komparator Keluaran komparator akan high jika sinyal input lebih besar

daripada Vref, dan akan low jika sinyal input lebih rendah daripada Vref

Sebuah regenator juga mengandung rangkaian pewaktu (timing) yang berfungsi untuk membangkitkan sinyal clock berdasarkan sinyal input yang diterima

D-flip flop digunakan untuk menentukan apakah sinyal keluaran regenerator high (1) atau low (0) pada saat sinyal clock berada pada kondisi sisi naik (rising edge) Nilai output akan tetap sampai rising edge berikutnya

Sinyal hasil regenerasi akan bebas dari noise dan siap ditransmisikan lagiET2080 Jaringan Telekomunikasi

53


54

Jika noise terlalu besar, input terhadap komparator bisa jadi berada di atas Vref walaupun sebenarnya sinyal nol yang sedang dikirimkan Akibatnya akan terjadi kesalahan (error) regenerasi

karena yang akan dikeluarkan regenerator adalah sinyal satu padahal seharusnya adalah sinyal nol

Sebaliknya, jika noise terlalu besar, input terhadap komparator bisa jadi berada di bawah Vref walaupun sebenarnya sinyal satu yang sedang dikirimkan Akibatnya akan terjadi kesalahan regenerasi karena

yang akan dikeluarkan regenerator adalah sinyal nol padahal seharusnya adalah sinyal satu


Frekuensi error tergantung pada level noise atau d.k.l tergantung S/N

Jika diasumsikan bahwa noise memiliki distribusi amplituda Gaussian, maka error rate (bit error probability) mengikuti kurva error rate vs S/N seperti yang terlihat pada gambar Nilai pasti hubungan antara

S/N dengan BER berbeda-beda untuk setiap sistem, tetapi bentuk kurva-nya serupa

Perhatikan bahwa BER akan turun bila S/N semakin tinggi, sebaliknya BER akan naik bila S/N semakin rendah

Transmisi voice PCM memerlukan syarat BER maksimum 10-3, sedangkan transmisi data memerlukan persyaratan BER yang lebih ketat (maksimum 10-9)

Pe

Pe = Probability of bit error = bit error rate (BER)

SDH = Synchronous Digital HierarchySONET = Synchronous Optical Network

SDH dan SONET56

Mari kita lihat kembali PDH

Perhatikan bahwa kecepatan keluaran setiap multiplexing tingkat tinggi adalah kira-kira lebih dari 4 kali kecepatan sinyal tributary (bukan tepat 4 kali kecepatan sinyal tributary) Contoh: Kecepatan E-2 adalah 8,448 Mbps (ini tidak sama dengan 4x2,048 Mbps) Pada keluaran masing-masing multiplexer juga ada informasi batas frame

Keluaran setiap level merupakan susunan bit interleaved dari setiap sinyal tributary Artinya, keluaran setiap hirarki tersusun dari satu bit yang berasal dari tributary 1, satu bit dari

tributary 2, 3 , 4, lalu dari tributary 1 lagi dst. Ingat: pada PDH, kecepatan masing-masing sinyal tributary boleh berbeda sedikit Oleh karena itu, sebelum dimultiplex, kecepatan masing-masing sinyal tributary

harus disesuaikan agar ketika dimultiplex akan diperoleh kecepatan yang sesuai pada setiap tingkat Penyesuaian kecepatan ini disebut justification atau stuffing

Justification/stuffing dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah bit justifikasi kepada setiap tributary

Pada demultiplexer, bit-bit justifikasi ini dihilangkan sehingga rate tributary asli dapat kembali diperoleh

Kondisi yang sama terjadi pada PDH versi Amerika Utara

58

Kelemahan PDH• Penentuan tributary rate pada proses demultiplexing

harus dilakukan secara bertahap akibat adanya justification/stuffing

• Akhir tahun 80-an telah banyak terpasang serat optik yang interface optiknya belum distandardkan– Para peneliti menyadari bahwa diperlukan adanya standard baru

yang dapat memenuhi kebutuhan masa depan• Standard Eropa dan Amerika tidak kompatibel• Interface tergantung pada vendor• Data rate yang lebih tinggi (di atas 140 Mbps atau 274

Mbps) belum distandardkan• Untuk memperoleh multiplex orde tinggi diperlukan

banyak perangkat multiplexerET2080 Jaringan Telekomunikasi

59 Pada pertengahan tahun 70-an, ANSI mengawali study

mengenai metoda transmisi baru agar penggunaan jaringan optik dan teknologi digital modern lebih efisien Sistem ini disebut Synchronous Optical NETwork (SONET) dan

untuk digunakan di negara Amerika Serikat Pada akhir tahun 80-1n, ITU-T membuat standard sendiri

yang berlaku di seluruh dunia yang disebut Synchronous Digital Hierarchy (SDH)

SDH dikembangkan dengan cara mengadopsi SONET lalu disesuaikan dengan jaringan Eropa

Beberapa subset dari rekomendasi SDH yang berasal dari ITU-T dipilih oleh ETSI sebagai standard untuk Eropa

Dengan demikian dapat dikatakan bahwa ada dua sistem synchronous optical yang berlaku yaitu SONET di Amerika Serikat dan SDH di Eropa

Prinsip kerja SONET dan SDH hampir serupa serta menggunakan data rate yang sama

SDH dapat me-multiplex tributary PDH maupun tributary yang synchronous


60

Synchronous tributaries

Plesiochronous tributaries


61

Skema multiplexing pada SDH Aliran data (transmission data streams) pada SDH disebut

synchronous transport modules (STMs) Data rate STM merupakan hasil perkalian dari data rate

STM-1 (155.52-Mbps) Aliran data dari STM-1 di-byte interleaved dengan aliran

data dari STM-1 yang lain sehingga terbentuk aliran data yang memiliki data rate lebih tinggi Tidak ada penambahan informasi framing

Byte interleaving artinya, misalnya, sebuah sinyal STM-4 mengandung satu byte (8 bits) yang berasal dari tributary STM-1 yang pertama, kemudian dari yang kedua, ketiga, dan keempat lalu balik lagi dari yang pertama dst.

Demultiplexer menerima seluruh frame STM-1 secara independent


62 Frame STM-1 diulangi 8000 kali per detik, suatu

rate yang sama dengan rate pencuplikan pada PCM Hali ini membuat sampel 8-bit speech dapat disimpan di

dalam aliran data 155.52-Mbps Bila PCM coding disinkronkan sebagai sumber untuk

sistem SDH, maka proses demultiplex satu kanal speech dilakukan dengan hanya mengambil 1 byte dari setiap frame STM-1 Frame STM-1 mengandung informasi batas frame dan

informasi lainnya serta suatu pointer yang memberitahu lokasi tributary di dalam frame

Jika tributary tidak disinkronkan terhadap frame STM-1, sebuah pointer (berbentuk binary number) yang diletakkan pada lokasi tertentu di dalam frame STM-1 akan menunjukkan lokasi dari setiap tributary Dengan melihat nilai pointer ini maka kita dapat

menemukan dengan mudah lokasi sinyal tributary yang diinginkan Ini merupakan keunggulan utama SDH dari PDH yang

memerlukan step-by-step demultiplexing untuk memisahkan bit-bit informasi dan stuffing di dalam rangka mendapatkan tributary

63

Data Rate SONET Modul dasar SONET disebut synchronous

transport signal level 1 (STS-1) STS-1 memiliki kecepatan 51,840 Mbps STS-1 dimultiplex secara sinkron dengan STS-1

yang lain untuk memperoleh sinyal dengan orde lebih tinggi (STS-N)

Setiap sinyal STS-N memiliki hubungan dengan sinyal optik yang disebut optical carrier (OC-N) untuk keperluan transmisi optik

Sinyal STS-1 terdiri dari beberapa frame Durasi frame adalah 125 μs (muncul sebanyak 8000 kali

per detik yang juga sama dengan rate pencuplikan pada PCM)


Macam-macam perangkat transmisi65


66

The Transmission Equipments Modems Terminal Multiplexers Add/drop multiplexers Digital cross-connect systems Regenerators atau intermediate repeaters Optical line system WDM Optical amplifiers Microwave Relay System


67

Modems Merubah sinyal digital menjadi analog

dan sebaliknya


68

Terminal multiplexers Terminal multiplexer (TM) atau

multiplexer (saja) berfungsi untuk menggabungkan sinyal digital dengan tujuan memperoleh bit rate yang lebih tinggi untuk transmisi berkapasitas tinggi


69

Add/drop multiplexers Add/drop multiplexers digunakan untuk

mengambil (drop) beberapa kanal dari aliran data kecepatan tinggi atau untuk menyisipkan (add) beberapa kanal ke dalam aliran data berkecepatan tinggi


ET2080 Jaringan Telekomunikasi 71

Digital cross-connect systems Digital cross-connect (DXC)

merupakan node jaringan yang mampu menyusun ulang kanal-kanal yang ada di dalam suatu aliran

DXC memungkinkan konfigurasi terhadap jaringan dilakukan secara flexible

Fungsi dasar DXC adalah sama dengan sentral

DXC mampu men-switch pada orde tinggi (tidak hanya orde 64 Kbps seperti pada sentral biasa)

DXC bisa jadi mengandung fungsi redundancy yang dapat secara otomatis mem-bypass bagian link transmisi yang rusak SDH dan SONET sering menggunakan

topologi ring untuk mendapatkan keandalan (reliability) yang lebih tinggi

72

Optical Line Systems Optical line systems terdiri dari dua

terminal repeaters pada ujung-ujung serat optik Fungsinya untuk merubah sinyal elektrik digital

menjadi sinyal optik dan sebaliknya Terminal ini disebut OLT (Optical Line Terminal)

Sistem ini terintegrasi ke dalam sistem SONET dan SDH Pada PDH, optical line systems merupakan

perangkat yang terpisah dan harus dihubungkan dengan interface yang sudah distandardkanET2080 Jaringan Telekomunikasi

73

Sistem transmisi optik memancarkan pulsa-pulsa cahaya ke dalam serat optik

Pada sistem komunikasi optik dua arah diperlukan dua buah serat optik (masing-masing satu serat untuk setiap arah)

Gambar berikut memperlihatkan posisi OLT pada sistem komunikasi optik dua arah


Optical Amplifiers Penguat sinyal optik

Penguatan di lakukan di dalam domain optik (tidak ada konversi ke eletrik dulu)


74

Cahaya yang dipompakan ini mendorong atom erbium untuk melepaskan energinya

74

Microwave Relay System Berfungsi untuk merubah sinyal digital

menjadi gelombang radio dan sebaliknya Biasanya bekerja pada rentang frekuensi 1

sampai 40 GHz Memerlukan transmisi yang line-of-sight Pada frekuensi tinggi, kondisi cuaca

mempengaruhi redaman dan kualitas transmisi Mengakibatkan terbatasnya frekuensi yang

dapat digunakan serta membatasi jarak transmisi ET2080 Jaringan Telekomunikasi

75

ET2080 Jaringan Telekomunikasi7676

WDM77


78 Perkembangan teknologi laser semikonduktor

telah dapat menghasilkan laser dengan bandwidth yang sempit sehingga beberapa sinyal optik dengan panjang gelombang yang berbeda dapat digabungkan ke dalam satu serat optik yang sama (single-mode fibre)

Proses multiplexing ini disebut wavelength-division multiplexing (WDM)

WDM menggunakan optical coupler untuk menggabungkan sinyal-sinyal optik (WDM multiplexer)

Sedangkan pada WDM demultiplexer digunakan filter optik untuk memisahkan sinyal-sinyal optik di penerima

WDM dapat meningkatkan kapasitas serat mulai dari 10 sampai 100 kali lipat

Wavelength spectrum is standardized by ITU-T, the G.694-grid



79


80

WDM Flavors Coarse WDM (CWDM) Dense WDM (DWDM)


81

CWDM CWDM is defined in ITU-T

recommendation G.694.2 (last revised in October 2003)

8 wavelengths with 20nm (2500 GHz) spacing in 1470-1610nm range


82

DWDM DWDM is defined in ITU-T recommendation

G.694.1 Initially 32 wavelengths with 200 GHz

spacing 16 in 1530 – 1560 nm range (C-Band) 16 in 1575 – 1605 nm range (L-band)

Ever increasing demand for more connections on one fiber Use more dense spacing (100 GHz, 50 GHz) =>

Results in up to 144 wavelengths/channels per fiber pair

Transport several ‘lower speed’ client connections on one wavelength/channel => e.g 4 x 2 Gbps on one 10G channel


83

CWDM vs. DWDM, benefits and limitations


84

et2080 jaringan telekomunikasi

Documents