Makalah Seminar Kerja Praktek
APLIKASI DWDM PADA SERAT OPTIK DI PT.TELEKOMUNIKASI INDONESIA,Tbk NETWORK REGIONAL SEMARANG Jayaningprang Kinantang (L2F009124)1,Darjat, ST MT.(197206061999031001)2
Teknik Elektro, UniversitasDiponegoro Jalan Prof. H. Soedarto, S.H., Tembalang, SemarangKode Pos 50275 Telp. (024)7460053,7460055 Fax. (024)746055
[email protected] Abstrak Pada 30 tahun belakangan ini, telah dikembangkan sebuah teknologi baru yang menawarkan kecepatan data yang lebih besar dan panjang jarak yang lebih jauh dengan harga yang lebih rendah daripada sistem kawat tembaga.Teknologi baru ini adalah serat optik, serat optik menggunakan cahaya untuk mengirimkan informasi (data).Cahaya yang membawa informasi dapat dipandu melalui serat optik berdasarkan fenomena fisika yang disebut total internal reflection (pemantulan sempurna).Secara tinjauan cahaya sebagai gelombang elektromagnetik, informasi dibawa sebagai kumpulan gelombang-gelombang elektro-magnetik terpandu yang disebut mode.Serat optik terbagi menjadi 2 tipe yaitu single mode dan multi mode. Secara umum sistem komunikasi serat optik terdiri dari : transmitter, serat optik sebagai saluran informasi dan receiver.).Teknik transmisi sangat penting diperhatikan untuk meningkatkan efisiensi serat optik berupa spektrum dan kapasistas bandwidth.Teknik tranmisi data melalui serat optik pada awalnya menggunakan teknik clock tunggal dan kemudian dikembangkankan dengan teknik penjamakan salah satu diantaranya yaitu DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing).Penerapan DWDM harus memperhatikan perencaan dan perhitungan Link Budget DWDM. Kata Kunci : Serat Optik, DWDM,
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi dalam bidang telekomunikasi memungkinkan penyediaan sarana telekomunikasi dalam biaya relatif rendah, mutu pelayanan yang tinggi, cepat, aman, dan mempunyai kapasitas yang besar dalam menyalurkan informasi.Dampak dari perkembangann teknologi digital adalah perubahan jaringan analog menjadi jaringan digital baik dalam sistem switching maupun dalam sistem transmisinya. Katerpaduan ini akan meningkatkan kualitas dan kuantitas informasi yang dikirim, serta biaya operasi dan pemeliharaan lebih ekonomis. Sebagai sarana transmisi dalam jaringan digital, serat optik berperan sebagai pemandu gelombang cahaya.Serat optik dari bahan gelas atau silika dengan ukuran kecil dan sangat ringan, dapat melakukan informasi dalam jumlah besar dengan rugi-rugi relatif rendah.Permasalahan yang muncul ketika serat optik ini mulai diimplementasikan adalah pertumbuhan trafik pada sejumlah jaringan
backbone mengalami percepatan yang tinggi sehingga kapasitas jaringan tersebut dengan cepatnya terisi.Sedangkan teknik lama terbatas pada kapasitas serat optik yang begitu besar di mana hanya dapat digunakan satu jalur dan sebagian kecil saja. Pemanfaatan jaringan yang ada dibandingkan dengan membangun jaringan yang baru menjadi solusi dan dasar pemikiran yang paling tepat saat ini. Teknik meningkatkan penambahan jalur sebagai langkah efisiensi penggunaan kapasitas serat optik sudah mulai dikembangkan, sehingga mendorong penyusun dalam pembuatan laporan ini untuk mengambil judul “APLIKASI DWDM pada SERAT OPTIK” 1.2 Tujuan Tujuan penulis melakukan Kerja Praktek ini adalah : 1. Menerapkan teknik Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) pada perusahaan yang sebenarnya. 2. Menerapkan sistem aplikasi DWDM pada serat optik.
1.3 Batasan Masalah Batasan masalah yang diambil oleh penulis pada penulisan laporan kerja praktek ini adalah: 1. Dalam laporan ini hanya dijelaskan secara singkat tentang Sistem Komunikasi Serat Optik. 2. Dalam laporan ini membahas transmisi serat optik menggunakan teknik DWDM serta keuntungan dan kerugian teknik DWDM, sedangkan untuk teknik lainnya dibahas secara sekilas. II. DASAR TEORI 2.1 Serat Optik 2.2.1 Pengertian Serat Optik Fiber optic (Serat optik) adalah media saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit.Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.Serat optik umumnya digunakan dalam sistem telekomunikasi serta dalam pencahayaan, sensor, dan optik pencitraan. 2.2.2 Struktur Serat Optik Struktur Serat Optik pada umumnya terdiri dari 3 bagian yaitu:
Cladding berfungsi sebagai cermin yaitu memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya.Cladding terbuat dari bahan gelas.Cladding merupakan selubung dari core.Diameter cladding antara 5 μm – 250 μm. Hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core (mempengaruhi besarnya sudut kritis). 3. Coating (jaket) Coating berfungsi sebagai pelindung mekanis pada serat optik dan identitas kode warna.Terbuat dari bahan plastik.Berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan. 2.2.4 Sistem Transmisi Serat Optik Sistem komunikasi serat optik adalah suatu sistem komunikasi yang menggunakan kabel serat optik sebagai saluran transmisinya yang dapat menyalurkan informasi dengan kapasitas besar dan tingkat keandalan yang tinggi.Secara umum metode point-to-point sistem transmisi terdiri dari tiga elemen dasar, yaitu transmitter, tranduser elektrooptic, kabel serat optik,
receiver. Gambar 2.2 Sistem Transmisi Serat Optik
Gambar 2.1 Susunan Serat Optik 1. Core (inti) Core berfungsi untuk menentukan cahaya merambat dari satu ujung ke ujung lainnya.Core terbuat dari bahan kuarsa dengan kualitas sangat tinggi.Ada juga yang terbuat dari hasil campuran silica dan glass.Sebagai inti, core juga tempat merambatnya cahaya pada serat optik.Memiliki diameter 10 μm - 50 μm.Cladding (lapisan)
2.2.5 Keuntungan dan Kerugian Serat Optik antara lain: 1. Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwithyang lebar). 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. 3. Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet. 4. Terbuat dari kaca atau plastik sehingga tidak dapat dialiri arus listrik (terhindar dari terjadinya hubungan pendek).
5. Upgrading yang mudah 6. Versatilities yang besar 7. Regenerasi sinyal yang mudah t Optik 1. Konstruksi fiber optik lemah 2. Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada pemasangan repeater. 3. Konversi optik –Elektrik. 4. Instalasi khusus. 5. Perbaikan yang lebih kompleks karena sifatnya lebih rapuh 2.2 Teknologi WDM Teknologi WDM pada dasarnya adalah teknologi transport untuk menyalurkan berbagai jenis trafik (data, suara, dan video) secara transparan, dengan menggunakan panjang gelombang (l) yang berbeda-beda dalam suatu fiber tunggal secara bersamaan. Implementasi WDM dapat diterapkan baik pada jaringan long haul (jarak jauh) maupun untuk aplikasi short haul (jarak dekat). WDM sistem dibagi menjadi 2 segmen, dense and coarse WDM.Sistem dengan lebih dari 8 panjang gelombang aktif per fiber dikenal sebagai Dense WDM (DWDM), sedangkan untuk panjang gelombang aktif diklasifikasikan sebagai Coarse WDM (CWDM). Teknologi CWDM dan DWDM didasarkan pada konsep yang sama yaitu menggunakan beberapa panjang gelombang cahaya pada sebuah serat optik, tetapi kedua teknologi tersebut berbeda pada spasi antar gelombang, jumlah kanal, dan kemampuan untuk memperkuat sinyal pada medium optik. 2.3 DWDM (Dense Wavelength Density Multiplexing) 2.3.1 Pengertisan DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) merupakan suatu teknik transmisi yang memanfaatkan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda sebagai kanalkanal informasi, sehingga setelah dilakukan proses multiplexing seluruh panjang gelombang tersebut dapat ditransmisikan melalui sebuah serat optik. Pada dasarnya, DWDM merupakan pemecahan dari masalah-masalah yang ditemukan pada WDM
Gambar 2.3 Prinsip dasar sistem DWDM Teknologi DWDM adalah teknologi dengan memanfaatkan sistem SDH (Synchoronous Digital Hierarchy) yang sudah ada (solusi terintegrasi) dengan memultiplekskan sumbersumber 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, maka kecepatan transmisinya menjadi 4x10 Gbs (kecepatan awal dengan menggunakan teknologi SDH). Pada perkembangan selanjutnya, teknologi DWDM ini tidak saja dipergunakan pada jaringan utama (backbone), melainkan juga pada jaringan akses di kota-kota metropolitan di seluruh dunia.Alasan utama yang mendorong penggunaan DWDM pada jaringan akses ini tentu saja kemampuan sehelai serat optik yang sudah mampu mengakomodasikan puluhan bahkan ratusan panjang gelombang.Sehingga, setiap perusahaan penyewa dapat memiliki 'jaringan' masing-masing. Inti perbaikan yang dimiliki oleh teknologi DWDM terletak pada jenis filter, serat optik dan amplifier. Serat optic yang digunakan memiliki dispersi yang rendah, dimana karakteristik demikian sangat diperlukan mengingat dispersi secara langsung berkaitan dengan kapasitas transmisi suatu sistem. 2.3.2 Pemilihan DWDM Secara umum ada beberapa alternatif cara yang dapat ditempuh untuk memenuhi kebutuhan kapasitas akibat perkembangan trafik yang sangat cepat, yaitu: 1. Menambah fiber 2. Memperbesar kecepatan transmisi 3. Mengimplementasikan WDM Secara umum ada beberapa faktor yang menjadi landasan pemilihan teknologi DWDM ini, yaitu: 1. Menurunkan biaya instalasi awal, karena implementasi DWDM berarti kemungkinan besar tidak perlu menggelar fiber baru, cukup
menggunakan fiber eksisting (sesuai ITU-T G.652 atau ITU-T G.655) dan mengintegrasikan perangkat SDH eksisting dengan perangkat DWDM 2. Dapat dipakai untuk memenuhi demand yang berkembang, dimana teknologi DWDM mampu untuk melakukan penambahan kapasitas dengan orde n x 2,5 Gbps atau n x 10 Gbps (n= bilangan bulat). 3. Dapat mengakomodasikan layanan baru (memungkinkan proses rekonfigurasi dan transparency). Hal ini dimungkinkan karena sifat dari operasi teknologi DWDM yang terbuka terhadap protokol dan format sinyal (mengakomodasi format frame SDH). Secara umum keunggulan teknologi DWDM adalah sebagai berikut: - Tepat untuk diimplementasikan pada jaringan telekomunikasi jarak jauh (long haul) baik untuk sistem point-to-point maupun ring topology. - Lebih fleksibel untuk mengantisipasi pertumbuhan trafik yang tidak terprediksi. - Transparan terhadap berbagai bit rate dan protokol jaringan - Tepat untuk diterapkan pada daerah dengan perkembangan kebutuhan bandwidth sangat cepat. 2.3.3 Teknik Operasional DWDM Sinyal informasi yang 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 kable serat optik dapat tersedia beberapa panjang gelombang yang berbeda sebagai media transmisi yang biasa disebut dengan kanal. Berikut ilustrasi pengiriman informasi pada WDM:
Gambar 2.4 Ilustrasi pengiriman informasi pada WDM
Sebagai perbandingan dengan DWDM, ilustrasi transmisi dengan TDM:
Gambar 2.5Ilustrasi transmisi dengan TDM TDM menggunakan teknik pengiriman tetap pada satu channel dengan mengefisiensikan skala waktu untuk mengangkut berbagai macam informasi. 2.3.3.1 Komponen Penting dalam DWDM Komponen-komponen penting DWDM adalah sebagai berikut: 1. Transmitter yaitu komponen yang menjembatani antara sumber sinyal informasi dengan multiplekser pada system DWDM. 2. Receiver yaitu komponen yang menerima sinyal informasi dari demultiplekser untuk dapat dipilah berdasarkan macam-macam informasi. 3. DWDM terminal multiplexer. Terminal mux sebenarnya terdiri dari transponder converting wavelength untuk setiap signal panjang gelombang tertentu yang akan dibawa. 4. Intermediate optical terminal (amplifier). Komponen ini merupakan amplifier jarak jauh yang menguatkan sinyal dengan banyak panjang gelombang yang ditransfer sampai sejauh 140 km atau lebih. 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. 6. Optikal 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. 2.3.3.2 Channel spacing Channel spacing menentukan sistem performansi dari DWDM. Standar channel spacing dari ITU adalah 50 GHz sampai 100 GHz (100 GHz akhir-akhir ini sering
digunakan). Spacing (sekat) ini membuat channel dapat dipakai dengan memperhatikan batasan-batasan fiber amplifier.Channel spacing bergantung pada sistem komponen yang dipakai. Channel spacing merupakan sistem frekuensi minimum yang memisahkan 2 sinyal yang dimultipleksikan. Atau bisa disebut sebagai perbedaan panjang gelombang diantara 2 sinyal yang ditransmisikan.Amplifier optic dan kemampuan receiver untuk membedakan sinyal menjadi penentu dari spacing pada 2 gelombang yang berdekatan.
Gambar 2.6 Karakteristik tipe optik untuk channel 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 optik tersebut. Dengan demikian, hal ini sangat bergantung pada sistem komponen yang digunakan. Salah satu contohnya adalah pada demultiplekser DWDM yang harus memenuhi beberapa kriteria 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 (Fiber Bragg Grating) mampu memberikan spacing channel tertentu seperti pada gambar berikut:
Gambar 2.7 Channel Spacing 0.4 nm Fiber DWDM Bragg Grating 2.3.4 Aplikasi DWDM Kemunculan teknologi DWDM tersebut dengan segera menjadi daya tarik sendiri bagi perusahaan-perusahaan penyedia jasa telekomunikasi (carriers). Hal ini dikarenakan teknologi DWDM memungkinkan carriers untuk memiliki sebuah jaringan tanpa perlu susah payah membangun sendiri infrastruktur jaringannya, cukup menyewa beberapa panjanggelombang sesuai kebutuhan dengan daerah tujuan yang sama ataupun berbeda. Metoda penyewaan panjang-gelombang ini pula yang saat ini banyak dilakukan oleh carriers, khususnya yang tergolong baru, di kawasan Eropa, dimana trafik telepon dan internet di kota-kota besar di kawasan tersebut menunjukkan pertumbuhan yang sangat tinggi. Sementara bagi produsen perangkat telekomunikasi sendiri, kemunculan teknologi ini seakan memberi angin segar bagi perusahaan baru untuk turut bermain di dalam bisnis bernilai milyaran dollar ini. Sebagai contoh adalah China, yang menjadi pemain papan atas untuk produk DWDM. III. ISI 1.1 Sekilas tentang DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) merupakan suatu 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.
Gambar 3.1 Prinsip dasar sistem DWDM Teknologi DWDM adalah teknologi dengan memanfaatkan sistem SDH (Synchoronous Digital Hierarchy) yang sudah ada (solusi terintegrasi) dengan memultiplekskan sumber-sumber sinyal yang ada. Menurut definisi, teknologi DWDM dinyatakan sebagai suatu teknologi jaringan transportyang 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, maka kecepatan transmisinya menjadi 4x10 Gbs (kecepatan awal dengan menggunakan teknologi SDH). 1.2 Perhitungan perangkat DWDM Sebelum mendesain suatu jaringan menggunakan teknik DWDM kita perlu mengetahui terlebih dahulu bagaimana cara pembacaan parameter perangkat pada masingmasing perangkat yang digunakan dan cara perhitungan power input-output nya. Beberapa contoh pembacaan dan perhitungan adalah sebagai berikut : 1. OMU40 ( Optical Multiplexer Unit (40) ) OMU (Optical Multiplexer Unit) merupakan perangkat yang dipasang pertama kali setelah OTU yang digunakan untuk memutipleksikan channel yang digunakan.
Gambar 3.2 Ilustrasi multiplexing pada OMU40 Ada beberapa faktor yang mempengaruhi dalam perhitungan OMU, diantaranya adalah power 1 channel ( ), power channel dari lambda yang beroperasi ( ), tipe perangkat OMU (N), nilai output power maksimal dari perangkat OBA yang dituju ( OBA), jumlah lambda yang
beroperasi (n), serta power input OMU ( OMU) yang merupakan keluaran dari OTU ( Optical Transponder Unit ) yang sudah ditetapkan sebesar -3 dBm. Langkah pertama ( S P ) = ( Pmax OBA - 10 log N)..... (3.1) Langkah kedua ( Pch) = ( S P +10 log n ).........(3.2) Langkah ketiga Pn OMU = Pi OMU +10 log n – Insertion Loss (IL).........(3.3) sehingga akan didapatkan nilai Pn OMU
Gambar 3.3 Modul OMUX DWDM 1.3 Penguat Optik pada WDM . Pada proses pengiriman sinyal informasi pasti terdapat atenuasi dan dispersi pada sinyal informasi yang dapat melemahkan sinyal. Oleh karena itu harus dikuatkan dengan EDFA. EDFA merupakan penguat optik yang digunakan pada teknik WDM,.Pada ERIONTM sisebut optical line amplifier (OLA). Dalam jaringan point-to-point, digunakan tiga penguat optik EDFA, yaitu sebagai Power Amplifier (Booster), Inline Amplifier dan Post Amplifier.
Gambar 3.4 Penguat EDFA pada transmisi p-to-p
IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan Dari hasil pengamatan yang dilakukan selama melakukan Kerja Praktek pada PT Telekomunikasi Indonesia, diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) adalah suatu teknologi jaringan transport yang memiliki kemampuan untuk membawa sejumlah panjang gelombang (4, 8, 16, 32, dan seterusnya) dalam satu fiber tunggal. 2. Teknologi DWDM memanfaatkan sistem SDH (Synchoronous Digital Hierarchy) dengan memultiplekskan sumber-sumber sinyal yang ada. 3. Parameter yang perlu diperhatikan pada DWDM adalah Nilai output / input power ideal pada masing-masing modul (OBA ( Optical Booster Amplifier ), OPA ( Optical PreAmplifier ), OMU ( Optical Multiplexer Unit ), dan ODU ( Optical De-Multiplexer Unit ) ) dan Nilai dispersi fiber optik yang digunakan. 4. Komponen DWDM terdiri dari Transmitter, Receiver, DWDM terminal, multiplexer, Intermediate optical terminal ( amplifier), DWDM terminal demux, Optikal supervisory channel. 5. Permasalahan yang timbul pada DWDM disebabkan oleh faktor internal (kualitas fiber optik) dan eksternal (kerusakan modul/ input output power). 6. Setiap ada permasalahan/ gangguan pada sistem perangkat yang ada kaitan dengan power input / output, maka harus berpedoman pada metoda formulasi power kalkulasi yang telah diuraikan dalam pembahasan. DAFTAR PUSTAKA 1. Saydam, Gauzali. 1997, Prinsip Dasar Teknologi Jaringan Telekomunikasi, Angkasa : Bandung. (8/8/2008 8:43 AM) 2. Sadiku, Matthew N. O. 2002. Optical and Wireless Communication. CRC (8/8/2008 8:43 AM) 3. Tony Seno’s. Information Communication Tsechnology enthusiast, living in Jakarta. (15/8/2008 9:42 AM) 4. http://id.wikipedia.org 5. fiberoptic.net.id/index.php 6. www.telkom.co.id
7. www.google.co.id Biodata Penulis
Jayaningprang kinantang (L2F008124) lahir di Semarang, 5Januari 1991. Menempuh pendidikan Di TK Pembina Semarang, kemudian SD Negeri 030 Balikpapan Utara, SMP Negeri 1 Sengata, SMA Negeri 1Sengata dan saat ini melanjutkan di Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Konsentrasi Telekomunikasi. Menyetujui, Dosen Pembimbing
Darjat, ST MT. NIP. 197206061999031001
