BAB III CROSSTALK PADA OPTICAL CROSS CONNECT MENGGUNAKAN WAVELENGTH CONVERTER

BAB III CROSSTALK PADA OPTICAL CROSS CONNECT MENGGUNAKAN WAVELENGTH CONVERTER

3.1

Umum Optical Cross Connect (OXC) adalah elemen jaringan yang terpenting

yang memungkinkan dapat dilakukannya rekonfigurasi jaringan optik, dimana lintasan cahaya dapat dinaikkan dan diturunkan sesuai kebutuhan [3]. Hal ini menawarkan skalabilitas routing, bit rate dan protokol independen dan meningkatkan kapasitas transport pada jaringan WDM. Propagasi melalui elemenelemen switching yang merupakan bagian dari OXC menghasilkan degradasi sinyal yang disebabkan rugi-rugi intrinsik perangkat dan ketidaksempurnaan operasi. Ketidaksempurnaan switching menyebabkan kebocoran sinyal, dimana panjang gelombang bisa saja sama atau berbeda dengan panjang gelombang sinyal. Ketika menghubung-silangkan panjang gelombang dari serat input ke serat output, OXC menghasilkan crosstalk,

yang didefenisikan sebagai

perpindahan sinyal dari sebuah kanal ke kanal lain. Sebuah OXC dapat men-switch sinyal optik pada kanal DWDM dari port input ke port output tanpa membutuhkan konversi sinyal optik. Jika OXC dilengkapi dengan wavelength converter, maka ia dapat mengubah sinyal optik yang datang ketika melewati switch.

Universitas Sumatera Utara

3.2

Optical Cross Connect (OXC) Pengembangan jaringan Wavelength Division Multiplexing (WDM)

membawa kepada dibutuhkannya sebuah skema perutean panjang gelombang secara dinamis (dynamic wavelength routing) yang dapat merekonfigurasi jaringan seraya memelihara sifat nonblocking-nya. Fungsi ini dapat dipenuhi oleh sebuah optical cross connect (OXC) yang berfungsi sama seperti switch digital elektronik pada jaringan telepon. Penggunaan perutean dinamis (dynamic routing) juga memecahkan permasalahan keterbatasan panjang gelombang yang tersedia melalui teknik penggunaan kembali panjang gelombang (wavelengeth-reuse). Perancangan dan fabrikasi OXC telah menjadi topik penelitian yang penting sejak penemuan sistem WDM [4]. Gambar 3.1 menunjukkan contoh perangkat OXC yang digunakan dalam dunia praktis.

Gambar 3.1 Perangkat OXC


3.2.1 Multiplexer dan Demultiplexer Multiplexer dan demultiplexer adalah komponen penting pada sistem WDM. Demultiplexer membutuhkan sebuah mekanisme pemilihan panjang gelombang dan secara garis besar dapat dibedakan menjadi dua kategori [4], yaitu : 1. Demultiplexer

yang

didasarkan

pada

difraksi

(diffraction-based

demultiplexer), menggunakan sebuah elemen dispersi angular, misalnya sebuah kisi difraksi, yang menghamburkan cahaya yang terjadi secara ruang ke berbagai komponen panjang gelombang. 2. Demultiplexer

yang

didasarkan

pada

interferensi

(Interference-based

demultiplexer), menggunakan perangkat seperti filter optik dan pengkopel direksional. Untuk keduanya, perangkat yang sama dapat digunakan sebagai multiplexer atau demultiplexer, tergantung pada arah propagasi, karena gelombang optik dapat berbalik arah secara padu di dalam media dielektrik. Demultiplexer yang didasarkan pada kisi menggunakan fenomena difraksi Bragg dari sebuah kisi optik. Gambar 3.2 menunjukkan perancangan dua demultiplexer yang demikian. Sinyal masukan WDM difokuskan pada sebuah kisi pemantul (reflection grating), yang memisahkan beragam panjang gelombang secara ruang, dan sebuah lensa memfokuskannya pada masing-masing serat. Penggunaan lensa dengan indeks yang bertingkat menyederhanakan penyusunan dan membuat perangkat relatif lebih padu.


Gambar 3.2 Demultiplexer yang berdasarkan kisi yang dibuat dari (a) sebuah lensa konvensional dan (b) lensa dengan indeks bertingkat Demultiplexer yang didasarkan pada filter menggunakan fenomena interferensi optik untuk memilih panjang gelombang. Demultiplexer yang didasarkan pada filter MZ telah menarik perhatian besar. Gambar 3.3 mengilustrasikan konsep dasar dengan menunjukkan tampilan dari sebuah multiplexer empat kanal. Perangkat ini terdiri dari tiga interferometer MZ. Satu lengan dari tiap-tiap interferometer MZ dibuat lebih panjang dari yang lain untuk menghasilkan pergeseran phasa yang bergantung pada panjang gelombang di antara dua lengan. Perbedaan panjang lintasan dipilih supaya total daya masukan dari dua port masukan pada panjang gelombang yang berbeda terjadi pada hanya satu port keluaran.


Gambar 3.3 Multiplexer empat kanal yang didasarkan pada interferometer machzehnder Kinerja multiplexer terutama ditentukan oleh besarnya insertion loss pada tiap-tiap kanal. Kriteria kinerja demultiplexer lebih ketat. Pertama, kinerja demultiplexer sebaiknya tidak dipengaruhi oleh polarisasi sinyal WDM. Kedua, demultiplexer sebaiknya memisahkan tiap – tiap kanal tanpa perusakan dari kanal yang berdekatan. Dalam praktiknya, perusakan sebagian daya sering terjadi, khususnya pada sistem DWDM dengan interchannel spacing yang kecil. Perusakan daya ini dinyatakan sebagai crosstalk

dan sebaiknya bernilai kecil (<-20 dB) untuk

memberikan kinerja sistem yang memuaskan.

3.2.2 Optical Switch Optical switch yang paling sederhana adalah mechanical switching [4]. Sebuah cermin sederhana dapat dijadikan switch apabila arah keluarannya dapat diubah dengan memiringkan cermin tersebut. Tidaklah praktis bila cermin yang digunakan berukuran besar karena jumlah switch yang dibutuhkan untuk membuat OXC adalah banyak. Oleh sebab itu digunakanlah teknologi micro-electro


mechanical system (MEMS) sebagai perangkat switching. Gambar 3.4 menunjukkan sebuah optical switch MEMS 8 x 8 yang memuat array dua dimensi dari cermin mikro yang bebas berotasi. Cermin – cermin yang kecil ini dapat memantulkan 100 % sinyal cahaya ataupun sebagiannya (partial transmission). Rugi – ruginya juga lebih kecil [5].

Gambar 3.4 Optical switch MEMS 8 x 8 dengan cermin mikro yang bebas berotasi Semiconduktor waveguide juga dapat digunakan untuk membuat optical switch dalam bentuk pengkopel direksional, interferometer MZ, dan sambungan Y. Teknologi InGaAsP / InP sangat umum digunakan sebagai switch. Gambar 3.5 (a) menunjukkan sebuah switch 4 x 4 yang didasarkan pada sambungan Y; elektrorefraksi digunakan untuk men-switch sinyal di antara dua lengan sambungan Y. Karena waveguide InGaAsP menghasilkan penguatan, SOA dapat digunakan untuk mengimbangi rugi-rugi penyisipan. SOA sendiri dapat digunakan untuk membuat OXC. Ide dasarnya ditunjukkan secara skematis pada Gambar 3.5 (b) dimana SOA bertindak sebagai gerbang switch. Masing-masing input dipisahkan menjadi N cabang mengunakan pemisah bumbung gelombang, dan masing-masing cabang dilewatkan melalui SOA, dimana salah satunya mem-block cahaya melalui


penyerapan atau melewatkannya sambil memperkuat sinyal secara simultan. Crosstalk perangkat space switch ini untuk ukuran 2x2 bernilai -40 dB.

Gambar 3.5 Contoh optical switch yang didasarkan pada : (a) semiconductor waveguide sambungan-y dan (b) SOA dengan pemisah

3.2.3 Wavelength Converter Wavelength converter digunakan untuk mengubah kanal panjang gelombang dari satu panjang gelombang ke panjang gelombang yang lain. Optical Cross Connect (OXC) memungkinkan berbagai kanal panjang gelombang dari beberapa serat masukan untuk di cross-connect ke beberapa serat keluaran,untuk kondisi yang bukan dua kanal pada keluaran serat yang mempunyai wavelength yang sama.

3.3

Crosstalk Jarak antar kanal (channel spacing) yang sempit pada jalur DWDM

mengakibatkan crosstalk, yang didefenisikan sebagai perpindahan sinyal sebuah kanal ke kanal lain. Crosstalk dapat terjadi pada hampir semua komponen dalam


sistem WDM, termasuk optical filter, multiplexer, demultiplexer, optical switch, optical amplifier, dan serat itu sendiri [6]. Ada beberapa jenis crosstalk yang terjadi pada OXC berdasarkan sumbernya. Pertama kita akan mendefenisikan perbedaan antara interband crosstalk dan intraband crosstalk [7]. 1. Interband crosstalk Interband crosstalk adalah crosstalk yang terjadi pada panjang gelombang di luar slot kanal (panjang gelombang di luar bandwith optik). Crosstalk ini dapat dihilangkan dengan filter narrow-band dan tidak menghasilkan getaran (beating) selama pendeteksian, sehingga tidak terlalu merugikan. 2. Intraband crosstalk Crosstalk yang terjadi pada slot kanal panjang gelombang yang sama disebut intraband crosstalk. Crosstalk ini tidak dapat dihilangkan dengan optical filter sehingga berakulumasi sepanjang jaringan. Karena tidak dapat dihilangkan, maka crosstalk jenis ini harus dihindarkan. Kedua jenis crosstalk ini diilustrasikan pada gambar 3.6.

Gambar 3.6 Crosstalk interband dan intraband


Lebih lanjut, pada intraband crosstalk, akan didefenisikan perbedaan antara incoherent dan coherent crosstalk. Perbedaan antara kedua jenis crosstalk ini dapat dilihat dari konsekuensi yang ditimbulkannya. Interferensi kanal sinyal dan kanal crosstalk pada detektor menghasilkan pola getaran (beat term). Crosstalk dinyatakan sebagai coherent crosstalk bila total crosstalk didominasi oleh getaran ini. Jika pola getar ini sangat kecil dibandingkan total crosstalk, maka dinyatakan sebagai incoherent crosstalk. Pada incoherent crosstalk pola getar dapat diabaikan (misalnya jika panjang gelombang-panjang gelombangnya berbeda). Pada coherent crosstalk, pola getar tidak dapat diabaikan. Crosstalk ini terjadi pada jaringan WDM jika kanal-kanal dengan frekuensi carrier yang sama digabungkan. Crosstalk yang terjadi pada jaringan WDM juga dapat dibedakan atas interchannel crosstalk dan intrachannel crosstalk [6]. 1.

Interchannel crosstalk Interchannel crosstalk terjadi ketika interferensi sinyal dihasilkan oleh kanal yang bersebelahan yang beroperasi pada panjang gelombang yang berbeda. Ini terjadi karena ketidaksempurnaan perangkat pemilih panjang gelombang dalam menolak atau menahan sinyal dari kanal panjang gelombang lain yang berdekatan. Gambar 3.7 menunjukkan sebuah contoh crosstalk dalam sebuah demultiplexer. Signal

λ1

λ2

λ1 Inputs

λ2 Demux

λ1

λ2

λ1

Crosstalk

λ2

Outputs

Gambar 3.7 Contoh sumber interchannel crosstalk pada sistem WDM


2.

Intrachannel crosstalk Pada intrachannel crosstalk, sinyal interferensi mempunyai panjang gelombang yang sama dengan sinyal yang diinginkan. Gambar 3.8 adalah sebuah contoh sumber intrachannel crosstalk. Dua sinyal yang independen, masing-masing dengan panjang gelombang λ1 , memasuki sebuah optical switch. Switch ini merutekan sinyal masukan port 1 ke keluaran port 4, dan merutekan sinyal masukan port 2 ke keluaran port 3. Di dalam switch, daya optik masukan port 1 terkopel ke port 3, dimana sinyal ini akan berinterferensi dengan sinyal dari port 2. Signal

Optical switch

λ1

1

3

from port 2 Crosstalk from port 1

λ1

2

Input

4

signals

Gambar 3.8 Contoh sumber intrachannel crosstalk pada sistem WDM

3.4

Crosstalk pada Optical Router Pada bagian ini akan dibahas dua konfigurasi routing, yaitu seri dan

paralel. Dalam jaringan seperti ini terdapat dua jenis crosstalk, yaitu inter-channel crosstalk (Xctn) dan residual crosstalk (Xctr). Crosstalk jenis pertama merupakan bagian dari daya input yang dirutekan ke kanal yang bukan merupakan target, sedangkan jenis kedua merupakan bagian dari daya input yang terpantul kembali ke port yang lain dari input.


3.4.1 Crosstalk pada Optical Router Konfigurasi Seri Gambar 3.9 menggambarkan sebuah diagram blok dari router seri 1xN tiga tingkat. Crosstalk akan dihitung untuk setiap tingkat, untuk kemungkinan keadaan lintasan terburuk. Daya sinyal pada output port 2 pada tingkat pertama dinyatakan dengan [7]: P12 = P0 · (1 + Xctr1 + Xctn1)

(3.1)

dimana, P0 adalah daya sinyal input, dan Xctr1 dan Xctn1 adalah residual crosstalk dan interchannel crosstalk dari router 1 pada port 2. Demikian juga pada output tingkat kedua dan ketiga, daya sinyal dinyatakan dengan [7] : P24 = P12 · (1 + Xctr2 + Xctn2)

(3.2)

P38 = P24 · (1 + Xctr3 + Xctn3)

(3.3)

Gambar 3.9 Konfigurasi router seri Daya sinyal Pk pada output tingkat ke k dinyatakan dengan[7] :


Pk = Pk-1[1 + Xctr,k + Xctn,k] = P0[1 + Xctr,1 + Xctn,1][1 + Xctr,1 + Xctn,1]…… · [1 + Xctr,k + Xctn,k]

(3.4)

Untuk konfigurasi seri, crosstalk normalisasi pada tiap tingkat dinyatakan dengan[7] : (3.5)

Di sini, diasumsikan nilai Xctn,k dan Xctr,k adalah sama untuk masing-masing router dan ditentukan oleh parameter komponen. Total crosstalk router adalah XT = Xctr + Xctn. Dengan mensubstitusikan ke Pk pada persamaan (3.5), diperoleh :

(3.6)

Dari persamaan (3.6) terlihat bahwa crosstalk (Xct) hanya bergantung pada ukuran jaringan (k), Xctr dan Xctn, tetapi tidak bergantung pada daya sinyal input.

3.4.2 Crosstalk pada Optical Router Konfigurasi Paralel Optical router juga dapat dikonfigurasikan secara paralel. Gambar 3.10 menunjukkan sebuah diagram blok dari konfigurasi router paralel 2x2, terdiri dari dua buah router 1x2 (A dan B) dan dua buah buffer.


Gambar 3.10 Konfigurasi router parallel Buffer optik digunakan untuk mengeliminasi tabrakan pada output. Data dapat disimpan di buffer atau dilewatkan saja tanpa tundaan. Ketika dua paket optik diterima secara simultan pada input dan butuh dirutekan secara simultan pada port output yang sama melalui elemen switching, hanya satu yang dapat keluar pada port output pada suatu waktu dan yang lainnya disimpan di buffer. Pada contoh ini diasumsikan bahwa paket dari router A diswitch terlebih dahulu, sedangkan paket dari router B disimpan di buffer untuk mencegah tabrakan pada t output port 2. Daya sinyal pada output port 2 router A dan router B dinyatakan dengan[7] : Pa = P0 · [0(1) + Xctr,a + Xctn,a]

(3.7)

Pb = P0 · [1(0) + Xctr,b + Xctn,b]

(3.8)

dan output dari konfigurasi router paralel pada port 2 dapat dinyatakan dengan[7]: P(2) = Pa + Pb = P0 · [0(1) + Xctr,a + Xctn,a] + P0 · [1(0) + Xctr,b + Xctn,b] = P0 · (1 + Xctr,a + Xctn,a + Xctr,b + Xctn,b)

(3.9)


Untuk penyederhanaan, diasumsikan bahwa Xctr dan Xctn dari router A dan B adalah sama. Daya sinyal pada output port 2 dinyatakan dengan : P(2) = P0 · (1 + 2 XT)

(3.10)

Dengan cara yang sama, output dari n router paralel dapat dinyatakan dengan : P(2) = P0 · (1 + n XT)

(3.11)

Crosstalk normalisasi dari konfigurasi paralel dinyatakan dengan[7] :

(3.12)

3.5

Crosstalk pada Optical Cross Connect Optical cross connect (OXC) adalah elemen penting pada jaringan WDM.

OXC memberikan fleksibilitas perutean dan kapasitas transpor bagi jaringan WDM. Ketika menghubung-silangkan panjang gelombang dari serat input ke serat output, OXC menghasilkan crosstalk, yang didefenisikan sebagai perpindahan sinyal dari sebuah kanal ke kanal lain. Crosstalk adalah salah satu kriteria dasar yang menentukan kinerja jaringan WDM [8]. Adapun nilai crosstalk yang masih dapat ditolerir (maksimal) adalah sebesar -20 dB. Untuk menghitung crosstalk ini, maka terlebih dahulu akan ditentukan model sistem yang akan dianalisis.


3.5.1 Model Sistem yang Dianalisis Model sistem dari optical cross connect WDM yang akan dianalisis adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.11. Pada model sistem ini, crosstalk dihasilkan di dalam kombinasi dari space dan wavelength switch. Gambar 3.11 menunjukkan diagram blok Optical Cross Connect (OXC) berdasarkan pada Gain-Clamped Semiconductor Optical Amplifier (GC-SOA) dan wavelength converter [3]. Topologi yang digunakan adalah kombinasi dari space dan wavelength switch. Kanal panjang gelombang yang akan ditransmisikan adalah hasil multiplexer dari WDM multiplexer dan fed untuk serat masukan. Pada keluaran dari OXC sinyal masukan dibagi oleh aray pertama dari power splitter yang diikuti oleh array kedua dari power splitter. Pada masukan dari gate GC-SOA, seluruh kanal diberikan. Gate memilih panjang gelombang yang membawa kanal yang diinginkan. OXC

DMUX

MUX

N inputs

N Outputs

Filter

WC Combiner

Splitter Gate Combiner Splitter

Switch

Gambar 3.11 Diagram blok link transmisi WDM dengan OXC berdasarkan GCSOA dan wavelength converter


Pada gambar 3.11, serat a membawa kanal-kanal panjang gelombang ,

a2 ,

,

bM.

...,

aM dan

serat b membawa kanal-kanal panjang gelombang

b1

,

b2

a1

,...

Bahwa N adalah jumlah masukan serat dan M adalah jumlah panjang

gelombang yang berbeda, ini adalah total kanal panjang gelombang N M. Kanal panjang gelombang N M yang dilewati array pertama dari power splitter. Ada N power splitter untuk seluruh N masukan serat. Seluruh kanal panjang gelombang yang berbeda muncul pada keluaran dari power splitter ke power splitting. Panjang gelombang

a1

,

a2

,...,

aM

kemudian diberi ke array yang lain pada M

power splitter. Ada sejumlah N M power splitter pada array kedua. Keluaran array kedua dari power splitter diberikan ke gate dari GC-SOA, yang memungkinkan hanya panjang gelombang khusus yang dapat lewat. Combiner pada serat keluaran yang pertama, seperti combiner a1

,

b1

,...,

1,

menerima masukan dari

1. Keluaran dari combiner N M diberikan ke filter N M dan

wavelength converter. Array kedua dari N combiner, menggabungkan seluruh kanal panjang gelombang yang di cross-connect dan keluarannya ke N serat keluaran. Kanal panjang gelombang yang diinginkan dari serat keluaran di demultiplexing oleh WDM demultiplexer dan diterima oleh sebuah penerima deteksi langsung.

3.5.2 Analisis Sistem Besarnya crosstalk yang terjadi pada suatu optical cross connect ditentukan dengan menghitung perbedaan daya output antara perhitungan tanpa crosstalk (satu kanal pada input) dengan perhitungan yang melibatkan crosstalk (semua kanal yang mungkin pada input atau diasumsikan beban trafik penuh


sehingga menghasilkan crosstalk maksimal) [8]. Perhitungan hanya dilakukan untuk masukan bit “satu” pada input dan pola getar diasumsikan maksimum untuk menghitung kondisi terburuk. Dengan kata lain, perhitungan crosstalk adalah perbedaan antara “satu” tanpa crosstalk dan “satu” dengan crosstalk. Konsep ini diilustrasikan pada gambar 3.12 Crosstalk dihitung pada satu kanal panjang gelombang tertentu, kanal ini disebut kanal yang diamati. Pada bagian ini akan dibahas persamaan-persamaan untuk menganalisis crosstalk pada OXC. Pada persamaan-persamaan berikut, adalah daya masukan dari sebuah kanal, panjang gelombang

adalah sebagai daya keluaran kanal

dengan penambahan kontribusi crosstalk ( dengan seluruh

kanal panjang gelombang membawa bit 1). Tf adalah faktor transmisi filter, adalah rasio pemadaman,

adalah gate crosstalk, N adalah jumlah masukan

serat dalam OXC, dan M adalah jumlah panjang gelombang per masukan serat. .

adalah daya sinyal pada serat

dengan panjang gelombang yang lain i.

adalah daya sinyal pada serat yang lain j yang membawa panjang gelombang dalam pembahasan, i.

Gambar 3.12 Defenisi crosstalk


Diasumsikan bahwa seluruh kanal panjang gelombang termasuk membawa bit 1.

pada beberapa serat keluaran hanya

dari daya keluaran,

terkait sebagian daya sebelum masuk ke GC-SOA. Ini juga mengasumsikan bahwa GC-SOA di lengkapi dengan gain dari N waktu untuk mengimbangi daya optik keluaran.

adalah parameter yang mengukur ketidaksempurnaan gate

dalam gain dan dinyatakan dengan,

=

adalah daya keluaran dari gate GC-SOA. dari gate GC-SOA. gelombang,

; dimana Pgate adalah referensi daya keluaran

adalah berasal dari filter suppression dari kanal panjang

.

Dalam OXC dengan wavelength converter, ada satu gate dalam state ON untuk semua grup dari N gate. Karena itu ada NM gate pada state ON pada beberapa waktu untuk sebuah jumlah dari NM2 gate. Perhitungan dilakukan untuk situasi terburuk, dimana OXC menangani trafik padat dan juga amplitude diasumsikan

maximum.

Rasio

pemadaman

didefenisikan

sebagai,

Rgate=Poff/Pon. Pin didefenisikan sebagai daya masukan melalui tiap-tiap gate. Daya keluaran dengan crosstalk kanal panjang gelombang io dinyatakan dengan persamaan (3.13) diasumsikan bahwa semua kanal membawa bit 1. didefenisikan sebagai N waktu dari Pin karena ada satu gate di state ON untuk setiap grup dari gate.

adalah daya keluaran dari kanal

panjang gelombang io ketika OXC hanya membawa kanal panjang gelombang io, seperti ketika tidak ada crosstalk. 2

didapat dari,

+

.


(3.13)

Sejak kanal panjang gelombang io akan membawa bit 1 atau bit 0 pada beberapa waktu singkat, persamaan (3.13) telah dimodifikasi. Jika kanal panjang gelombang io membawa bit 0, kemudian persamaan (3.13) diturunkan ke persamaan (3.14) [3].

(3.14)

ketika kanal panjang gelombang io membawa bit 0 dapat dituliskan sebagai,

. Rumus untuk crosstalk relative didapat dari :


Cross talk =

(3.15)

Untuk mengkonversikan crosstalk ke satuan dB, digunakan persamaan 3.16 [3]: Crosstalk (dB) = 10 log(Cross talk)

(3.16)


BAB IV ANALISIS CROSSTALK PADA OPTICAL CROSS CONNECT MENGGUNAKAN WAVELENGTH CONVERTER

4.1

Umum Tugas Akhir ini bertujuan untuk menganalisis nilai crosstalk pada suatu

optical cross connect menggunakan wavelength converter. Adapun topologi OXC yang dianalisis adalah topologi OXC yang didasarkan pada kombinasi space dan wavelength switch, seperti yang telah dibahas pada Bab III. Pada bab ini akan dianalisis crosstalk terhadap jumlah panjang gelombang per serat, jumlah serat masukan dan daya input.

4.2

Analisis Crosstalk pada Optical Cross Connect Menggunakan Wavelength Converter terhadap Jumlah Panjang Gelombang Dari model Optical Cross Connect (OXC) menggunakan wavelength

converter dengan kombinasi space dan wavelength switch pada Gambar 3.11, maka dapat dihitung crosstalk OXC untuk jumlah panjang gelombang yang bervariasi (M) : 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 dengan faktor transmisi filter (Tf) yang bervariasi : -90 dB, -78,571 dB, -67,143 dB, -55,714 dB, -44,286 dB. Dengan asumsi jumlah serat masukan (N) = 13, rasio pemadaman (

dB,

daya input = -6,88 dBm, maka dapat dihitung crosstalk sebagai berikut : Daya output dapat diperoleh berdasarkan persamaan (3.13) setelah terlebih dahulu dilakukan konversi sebagai berikut :


Faktor transmisi filter (Tf) = -90 dB = 10-9 Daya input (Pin) = -6,88 dBm = -36,88 dBw = 10-3,688 W Rasio pemadaman (Rgate) = -46,6 dB = 10-4,66 Crosstalk gate (Xgate) = -0,1 mW = -0,1.10-3 W = -10-4 W Untuk faktor transmisi filter -90 dB dan M = 2, dapat dihitung nilai crosstalk OXC sebagai berikut :

dB hasil analisis dapat dilihat pada tabel 4.1 :


Tabel 4.1 Hasil analisis crosstalk OXC terhadap jumlah panjang gelombang Tf (dB) -90 -90 -90 -90 -90 -90 -90 -90 -78,571 -78,571 -78,571 -78,571 -78,571 -78,571 -78,571 -78,571 -67,143 -67,143 -67,143 -67,143 -67,143 -67,143 -67,143 -67,143 -55,714 -55,714 -55,714 -55,714 -55,714 -55,714 -55,714 -55,714 -44,286 -44,286 -44,286 -44,286 -44,286 -44,286 -44,286 -44,286

M 2 4 6 8 10 12 14 16 2 4 6 8 10 12 14 16 2 4 6 8 10 12 14 16 2 4 6 8 10 12 14 16 2 4 6 8 10 12 14 16

Pout (Watt) 1,82121 x 10-04 1,82092 x 10-04 1,82063 x 10-04 1,82034 x 10-04 1,82005 x 10-04 1,81976 x 10-04 1,81947 x 10-04 1,81918 x 10-04 1,8208 x 10-04 1,8197 x 10-04 1,8187 x 10-04 1,8176 x 10-04 1,8165 x 10-04 1,8154 x 10-04 1,8143 x 10-04 1,8133 x 10-04 1,81934 x 10-04 1,81532 x 10-04 1,8113 x 10-04 1,80728 x 10-04 1,80326 x 10-04 1,79924 x 10-04 1,79521 x 10-04 1,79119 x 10-04 1,81385 x 10-04 1,79887 x 10-04 1,78388 x 10-04 1,76889 x 10-04 1,75389 x 10-04 1,73889 x 10-04 1,72388 x 10-04 1,70886 x 10-04 1,79333 x 10-04 1,73755 x 10-04 1,68169 x 10-04 1,62577 x 10-04 1,56977 x 10-04 1,51371 x 10-04 1,45758 x 10-04 1,40138 x 10-04

crosstalk 0,1121 0,1122 0,1123 0,1125 0,1126 0,1128 0,1129 0,1131 0,1123 0,1128 0,1133 0,1138 0,1144 0,1149 0,1154 0,1159 0,1130 0,1149 0,1169 0,1189 0,1208 0,1228 0,1247 0,1267 0,1156 0,1230 0,1303 0,1376 0,1449 0,1522 0,1595 0,1668 0,1257 0,1529 0,1801 0,2073 0,2346 0,2620 0,2893 0,3167

crosstalk (dB) -9,5036 -9,4981 -9,4927 -9,4872 -9,4818 -9,4763 -9,4709 -9,4655 -9,4961 -9,4758 -9,4556 -9,4355 -9,4155 -9,3956 -9,3758 -9,3560 -9,4685 -9,3938 -9,3204 -9,2482 -9,1771 -9,1072 -9,0384 -8,9707 -9,3668 -9,1009 -8,8503 -8,6132 -8,3884 -8,1746 -7,9074 -7,7759 -9,0066 -8,1560 -7,4441 -6,8320 -6,2950 -5,8166 -5,3852 -4,9923


Dari Tabel 4.1 di atas, maka dapat diperoleh data hasil analisis dalam bentuk grafik yang menggambarkan pengaruh kenaikan jumlah panjang gelombang terhadap crosstalk OXC, yaitu seperti yang tampak pada Grafik 4.1.

Crosstalk vs Jumlah Panjang Gelombang 0

crosstalk (dB)

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16 Tf(dB)=-90

-4

Tf(dB)=-78,571 Tf(dB)=-67,143

-6

Tf(dB)=-55,714 -8 -10

Tf(dB)=-44,286 Jumlah Panjang Gelombang

Grafik 4.1 Grafik hubungan antara jumlah panjang gelombang dengan crosstalk OXC Berdasarkan Grafik 4.1 di atas, dapat dilihat bahwa kenaikan faktor transmisi filter (Tf) sebanding dengan jumlah panjang gelombang (M) yang mengakibatkan kenaikan crosstalk OXC. Dengan kata lain, besarnya crosstalk OXC dipengaruhi oleh besarnya jumlah panjang gelombang (M) dan faktor transmisi filter (Tf).

4.3

Analisis Crosstalk pada Optical Cross Connect menggunakan Wavelength Converter Terhadap Jumlah Serat Masukan

Sekarang akan dihitung nilai crosstalk OXC untuk jumlah serat masukan (N) yang bervariasi : 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 dengan rasio pemadaman (Rgate) yang bervariasi : -90 dB, -78,571 dB, -67,143 dB, -55,714 dB, -44,286 dB, -


32,857. Dengan asumsi Tf = -37 dB, Xgate = -0,1 mW, daya input = -6,88 dBm, jumlah kanal panjang gelombang dalam satu serat (M) = 16, maka dapat dihitung crosstalk sebagai berikut : Untuk rasio pemadaman (Rgate) = -90 dB dan N = 2, dapat dihitung nilai crosstalk OXC sebagai berikut :

dB hasil analisis dapat dilihat pada tabel 4.2 :


Tabel 4.2 Hasil analisis crosstalk OXC terhadap jumlah serat masukan Rgate (dB) -90 -90 -90 -90 -90 -90 -90 -90 -78,571 -78,571 -78,571 -78,571 -78,571 -78,571 -78,571 -78,571 -67,143 -67,143 -67,143 -67,143 -67,143 -67,143 -67,143 -67,143 -55,714 -55,714 -55,714 -55,714 -55,714 -55,714 -55,714 -55,714 -44,286 -44,286 -44,286 -44,286 -44,286 -44,286 -44,286 -44,286 -32,857 -32,857 -32,857 -32,857 -32,857 -32,857 -32,857 -32,857

N 2 4 6 8 10 12 14 16 2 4 6 8 10 12 14 16 2 4 6 8 10 12 14 16 2 4 6 8 10 12 14 16 2 4 6 8 10 12 14 16 2 4 6 8 10 12 14 16

Pout (Watt) 1,8212 x 10-04 1,8209 x 10-04 1,8206 x 10-04 1,8203 x 10-04 1,8200 x 10-04 1,8197 x 10-04 1,8194 x 10-04 1,8191 x 10-04 1,1865 x 10-04 1,1851 x 10-04 1,1837 x 10-04 1,1823 x 10-04 1,1808 x 10-04 1,1794 x 10-04 1,1780 x 10-04 1,1766 x 10-04 1,1846 x 10-04 1,1793 x 10-04 1,1740 x 10-04 1,1687 x 10-04 1,1634 x 10-04 1,1581 x 10-04 1,1528 x 10-04 1,1475 x 10-04 1,1774 x 10-04 1,1576 x 10-04 1,1379 x 10-04 1,1181 x 10-04 1,0983 x 10-04 1,0785 x 10-04 1,0586 x 10-04 1,0388 x 10-04 1,1503 x 10-04 1,0767 x 10-04 1,0028 x 10-04 9,29 x 10-05 8,54 x 10-05 7,79 x 10-05 7,05 x 10-05 6,29 x 10-05 1,0486 x 10-04 7,73 x 10-05 4,94 x 10-05 2,11 x 10-05 -7,54 x 10-06 -3,65 x 10-06 -6,59 x 10-05 -9,56 x 10-05

crosstalk 0,11211 0,11225 0,11239 0,11253 0,11267 0,11281 0,11296 0,11310 0,42151 0,42221 0,42290 0,42359 0,42428 0,42498 0,42567 0,42636 0,42246 0,42504 0,42762 0,43021 0,43279 0,43537 0,43796 0,44054 0,42598 0,43561 0,44524 0,45489 0,46454 0,47420 0,48387 0,49355 0,43915 0,47507 0,51111 0,54727 0,58357 0,61999 0,65653 0,69320 0,48873 0,62310 0,75923 0,89712 1,03676 1,17816 1,32131 1,46622

crosstalk (dB) -9,50362 -9,49816 -9,49270 -9,48725 -9,48181 -9,47637 -9,47094 -9,46552 -3,75188 -3,74475 -3,73763 -3,73052 -3,72343 -3,71634 -3,70927 -3,70221 -3,74216 -3,71570 -3,68940 -3,66324 -3,63724 -3,61139 -3,58568 -3,56012 -3,70608 -3,60904 -3,51403 -3,42096 -3,32977 -3,24036 -3,15268 -3,06665 -3,57385 -3,23246 -2,91488 -2,61795 -2,33909 -2,07618 -1,82744 -1,59138 -3,10929 -2,05439 -1,19624 -0,47150 0,15678 0,71203 1,21004 1,66198


Dari Tabel 4.2, maka dapat diperoleh data hasil analisis dalam bentuk grafik yang menggambarkan pengaruh kenaikan jumlah serat masukan terhadap crosstalk OXC, yaitu seperti yang tampak pada Grafik 4.2.

Crosstalk vs Jumlah Serat Masukan 4 2

crosstalk (dB)

0 -2 2

Rgate(dB)=-90 4

6

8

10

12

14

16

Rgate(dB)=-78,571

-4

Rgate(dB)=-67,143

-6

Rgate(dB)=-55,714

-8

Rgate(dB)=-44,286 Rgate(dB)=-32,857

-10 -12

Jumlah Serat Masukan

Grafik 4.2 Grafik hubungan antara jumlah serat masukan dengan crosstalk OXC Berdasarkan Grafik 4.2 di atas, dapat dilihat bahwa kenaikan Rgate sebanding dengan jumlah serat mengakibatkan kenaikan crosstalk OXC. Dengan kata lain, besarnya crosstalk OXC dipengaruhi oleh banyak jumlah serat masukan (N) dan besarnya rasio pemadaman (Rgate).

4.4

Analisis Crosstalk pada Optical Cross Connect Menggunakan Wavelength Converter Terhadap Daya Input Sekarang akan dihitung nilai crosstalk OXC untuk daya input (Pin) yang

bervariasi : -30 dB, -25 dB, -20 dB, -15 dB, -10 dB, -5 dB, dengan transmisi filter (Tf) yang bervariasi : -84,286 dB, -72,857 dB, -61,429 dB, -50 dB, -38,571 dB, 27,143 dB,-15,71 dB. Dengan asumsi N = 13, M = 16, Xgate = -0,1 mW, Rgate = 46,6 dB, maka dapat dihitung crosstalk sebagai berikut :


Untuk transmisi filter (Tf) = -84,286 dB dan Pin = -30 dBm = -60 dB = 10-6 , dapat dihitung nilai crosstalk OXC sebagai berikut :

dB hasil analisis dapat dilihat pada table 4.3.


Tabel 4.3 Hasil analisis crosstalk OXC terhadap daya input Tf (dB) -84,286 -84,286 -84,286 -84,286 -84,286 -84,286 -72,857 -72,857 -72,857 -72,857 -72,857 -72,857 -61,429 -61,429 -61,429 -61,429 -61,429 -61,429 -50 -50 -50 -50 -50 -50 -38,571 -38,571 -38,571 -38,571 -38,571 -38,571 -27,143 -27,143 -27,143 -27,143 -27,143 -27,143 -15,71 -15,71 -15,71 -15,71 -15,71 -15,71

Pin (dBm) -30 -25 -20 -15 -10 -5 -30 -25 -20 -15 -10 -5 -30 -25 -20 -15 -10 -5 -30 -25 -20 -15 -10 -5 -30 -25 -20 -15 -10 -5 -30 -25 -20 -15 -10 -5 -30 -25 -20 -15 -10 -5

Pout (Watt) 8,86 x 10-07 2,80 x 10-06 8,86 x 10-06 2,80 x 10-05 8,86 x 10-05 2,80 x 10-04 8,80 x 10-07 2,78 x 10-06 8,80 x 10-06 2,78 x 10-05 8,80 x 10-06 2,78 x 10-04 8,60 x 10-07 2,72 x 10-06 8,60 x 10-06 2,72 x 10-05 8,60 x 10-05 2,72 x 10-04 7,82 x 10-07 2,47 x 10-06 7,82 x 10-06 2,47 x 10-05 7,82 x 10-05 2,47 x 10-04 4,92 x 10-07 1,56 x 10-06 4,92 x 10-06 1,56 x 10-05 4,92 x 10-05 1,55 x 10-04 -6,06 x 10-07 -1,92 x 10-06 -6,06 x 10-06 -1,92 x 10-05 -6,06 x 10-05 -1,92 x 10-04 -4,92 x 10-06 -1,56 x 10-05 -4,92 x 10-05 -1,56 x 10-04 -4,93 x 10-04 -1,56 x 10-03

Crosstalk 0,11408 0,11408 0,11408 0,11408 0,11408 0,11408 0,11965 0,11965 0,11965 0,11965 0,11965 0,11965 0,14043 0,14043 0,14043 0,14043 0,14043 0,14043 0,21798 0,21798 0,21798 0,21798 0,21798 0,21798 0,50819 0,50819 0,50819 0,50819 0,50819 0,50819 1,60588 1,60588 1,60588 1,60588 1,60588 1,60588 5,92307 5,92307 5,92307 5,92307 5,92307 5,92307

crosstalk (dB) -9,4278 -9,4278 -9,4278 -9,4278 -9,4278 -9,4278 -9,2207 -9,2207 -9,2207 -9,2207 -9,2207 -9,2207 -8,5253 -8,5253 -8,5253 -8,5253 -8,5253 -8,5253 -6,6159 -6,6159 -6,6159 -6,6159 -6,6159 -6,6158 -2,9397 -2,9397 -2,9397 -2,9397 -2,9397 -2,9397 2,0571 2,0571 2,0571 2,0571 2,0571 2,0571 7,7254 7,7254 7,7254 7,7254 7,7254 7,7254


Dari Tabel 4.3, maka dapat diperoleh data hasil analisis dalam bentuk grafik yang menggambarkan pengaruh kenaikan daya input terhadap crosstalk OXC, yaitu seperti yang tampak pada Grafik 4.3.

crosstalk(dB)

Crosstalk vs Daya Input

-40

-30

-20

-10

Daya Input (dBm)

10 8 6 4 2 0 -2 0 -4 -6 -8 -10 -12

Tf(dB)=-84,286 Tf(dB)=-72,857 Tf(dB)=-61,429 Tf(dB)=-50 Tf(dB)=-38,571 Tf(dB)=-27,143 Tf(dB)=-15,71

Grafik 4.3 Grafik hubungan antara daya input dengan crosstalk OXC Berdasarkan Grafik 4.3 di atas, dapat dilihat bahwa kenaikan daya input tidak mengakibatkan kenaikan crosstalk OXC. Kenaikan crosstalk berbanding lurus dengan kenaikan faktor transmisi filter (Tf).


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari pembahasan dan analisis yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa: 1.

Kinerja suatu OXC salah satunya ditentukan oleh besarnya crosstalk yang terjadi pada OXC tersebut.

2.

Besarnya crosstalk yang terjadi pada suatu OXC yang didasarkan pada kombinasi space dan wavelength switch tidak dipengaruhi oleh besarnya daya input yang diberikan, melainkan oleh crosstalk yang disebabkan oleh masingmasing komponennya.

3.

Untuk nilai Tf = -90 dB dan M = 2 memberikan nilai crosstalk = -9,5036 dB. Untuk Tf = -44,286 dB dan M = 16 memberikan nilai crosstalk = -4,9923 dB. Sehingga kenaikan nilai Tf dan M berbanding lurus dengan kenaikan crosstalk.

4.

Untuk nilai Rgate = -90 dB dan N = 2 memberikan nilai crosstalk = -9,5032 dB. Untuk nilai Rgate = -32,857 dB dan N = 16 memberikan nilai crosstalk = 1,66198 dB. Sehingga kenaikan nilai Rgate dan N berbanding lurus dengan kenaikan crosstalk.

5.

Untuk nilai Tf = -84,286 dB dan Pin = -30 dBm memberikan nilai crosstalk = -9,4278 dB. Untuk Tf = -15,71 dB dan Pin = -5 dBm memberikan nilai


crosstalk = 7,7254 dB. Sehingga kenaikan nilai Tf berbanding lurus dengan kenaikan crosstalk. 5.2 Saran Untuk pengembangan yang lebih lengkap dalam analisis crosstalk OXC ini, penulis memberikan beberapa saran sebagai berikut : 1.

Analisis dilakukan untuk topologi OXC yang berbeda

2.

Analisis dilakukan dengan mengikutsertakan parameter yang belum dibahas pada Tugas Akhir ini, seperti Bit Error Rate (BER)


BAB III CROSSTALK PADA OPTICAL CROSS CONNECT MENGGUNAKAN WAVELENGTH CONVERTER

Recommend Documents