TUGAS AKHIR ANALISIS PERHITUNGAN LATENCY PADA DYNAMIC WAVELENGTH ROUTER SALURAN TRANSMISI OPTIK WILLY V.F.S

TUGAS AKHIR

ANALISIS PERHITUNGAN LATENCY PADA DYNAMIC WAVELENGTH ROUTER SALURAN TRANSMISI OPTIK O L E H

WILLY V.F.S. 040402079

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Saluran transmisi optik merupakan komoditas saluran transmisi yang paling luas digunakan. Dalam perkembangannya saluran transmisi optik dikombinasikan dengan dynamic wavelength router untuk menghasilkan kualitas layanan yang handal. Dengan mengkombinasikan dynamic wavelength router pada saluran transmisi optik maka mampu mengatasi trafik bursty.

Tugas Akhir ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari Dynamic Wavelength Router dengan cara menghitung nilai latensi yang diperlukan oleh router untuk mengirimkan paket dari edge router hingga tiba di core router dengan waktu kedatangan yang berbeda-beda pada edge router. Semua paket yang datang dipisahkan pada edge router sesuai dengan class of service, dan ditujukan ke buffer yang terpisah yang dapat mengatasi trafik bursty.

Hasil analisis menunjukkan bahwa ukuran trafik bursty akan bertambah sesuai dengan pertambahan waktu kedatangan paket pada edge router. Hal ini disebabkan karena semakin banyak paket yang masuk ke dalam antrian, akan menambah waktu tunda dan waktu transmisi paket didalam sistem. Hasil analisis juga menunjukkan bahwa dynamic wavelength router dapat menampung berbagai jenis trafik dengan delay yang rendah, yang diperlukan untuk jenis trafik yang membutuhkan waktu yang kritis (time-critical traffic), tetapi dengan nilai latensi jaringan yang rendah.


KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang berjudul “ANALISIS PERHITUNGAN LATENCY PADA DYNAMIC WAVELENGTH ROUTER SALURAN TRANSMISI OPTIK”. Adapun Tugas Akhir ini dibuat untuk memenuhi syarat kesarjanaan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa, yaitu Ayahanda Almarhum W.P. Silitonga, Ibunda Almarhum Nancy, Tante Drg. Ance Gloria, dan Tante Yulianty yang telah membesarkan dan memberikan kasih sayang yang tulus kepada penulis serta Paman Dr. Rudi Elisa yang selalu memberi dukungan moral dan dana kepada penulis. Keempat abang penulis yang selalu memberi nasehat dan mendukung penulis agar segera menyelesaikan Tugas Akhir ini. Selama penulisan Tugas Akhir ini hingga menyelesaikannya, penulis banyak mendapat bantuan dan dukungan serta masukan dalam penulisan Tugas Akhir dari banyak pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT, selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Ir. M. Zulfin, MT sebagai Dosen Pembimbing penulis yang telah sangat banyak membantu dalam penulisan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai sebagai Dosen Wali penulis yang telah memberikan dukungan moril sebagai wali penulis.


4. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro, khusunya Konsentrasi Teknik Telekomunikasi yaitu Bapak Ir. Arman Sani, MT, Bapak Maksum Pinem, ST, MT, Bapak Ali Hanafiah ST, MT. dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT yang banyak memberikan inspirasi, pelajaran moril dan spiritual serta masukan dan dorongan bagi penulis untuk selalu menjadi lebih baik. 5. Seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 6. Florence, Yensen, dan Imanuelta Sitepu, atas masukan dan bantuannya. Teman-teman stambuk 2004, Halim Jaya, Wisan Jaya, Budiman, Fahmi, Juan Khan, Dedi Gultom, Agus T. Panjaitan, Alex Christian Sitepu, Juan Rio Sipayung, Franklin, Firdaus, Nursamsi, Kurniadi Lubis, Eko Prasetyo, Luthfi, Hans dan teman-teman yang belum disebut namanya yang selama ini menjadi teman diskusi di kampus. 7. Dan pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Berbagai usaha telah penulis lakukan demi terselesaikannya Tugas Akhir ini dengan baik, namun penulis menyadari akan kekurangan dan keterbatasan penulis. Oleh karena itu, saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan. Akhir kata penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis. Medan, Oktober 2010 Penulis,

WILLY V.F.S.


DAFTAR ISI

ABSTRAK ................................................................................................................. i KATA PENGANTAR ................................................................................................ii DAFTAR ISI ..............................................................................................................iv DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................viii DAFTAR TABEL ...................................................................................................... x DAFTAR GRAFIK..................................................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...................................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................. 2 1.3 Batasan Masalah ................................................................................................... 3 1.4 Tujuan Penulisan................................................................................................... 3 1.5 Metodologi Penulisan............................................................................................ 4 1.6 Sistematika Penulisan............................................................................................ 4

BAB II SISTEM TRANSMISI KABEL SERAT OPTIK 2.1 Pendahuluan.......................................................................................................... 6 2.2 Struktur Kabel Serat Optik .................................................................................... 7 2.3 Jenis Kabel Serat Optik ......................................................................................... 8 2.3.1 Multimode Step Index ..................................................................................... 8 2.3.2 Multimode Graded Index ................................................................................ 9


2.3.3 Single mode Step Index ................................................................................... 10 2.4 Prinsip Kerja Transmisi Kabel Serat Optik ............................................................ 11 2.5 Keuntungan dan Kerugian Serat Optik .................................................................. 12 2.6 Wavelength Division Multiplexing ........................................................................ 13 2.6.1 Perutean Panjang Gelombang ........................................................................ 15 2.6.2 Teknologi WDM ........................................................................................... 16 2.6.2.1 Add-Drop Multiplekser ............................................................................ 16 2.6.2.2 Interference Filter pada WDM................................................................ 17 2.6.3 SISTEM DWDM........................................................................................... 19 2.6.3.1 Prinsip Kerja DWDM ............................................................................. 21 2.6.3.2 Komponen Penting Pada DWDM ........................................................... 21 2.6.3.3 Pemantulan dan Pentransmisian pada FBG ............................................. 25 2.6.4 Channel Spacing ........................................................................................... 26 2.6.5 SISTEM CWDM ........................................................................................... 28 2.6.5.1 Prinsip CWDM ...................................................................................... 28 2.6.5.2 Perbedaan Antara CWDM dan DWDM .................................................. 28 2.6.6 WDM Sebagai Sistem Cross – Connect Switching ......................................... 30

BAB III PERANGKAT PENYAMBUNGAN UNTUK PENGINTERKONEKSIAN LAN 3.1 Umum ................................................................................................................... 32 3.2 Standar Jaringan Local Area Network (LAN) ........................................................ 35 3.3 Layer pada Jaringan Local Area Network .............................................................. 36 3.3.1 Layer Fisik .................................................................................................... 36


3.3.2 Layer Data Link ............................................................................................ 37 3.4 Arsitektur Jaringan Local Area Network ................................................................ 38 3.5 Media Transmisi ................................................................................................... 41 3.5.1 Kabel Twisted Pair ........................................................................................ 42 3.5.2 Kabel Coaxial ............................................................................................... 42 3.5.3 Kabel Fiber Optic.......................................................................................... 43 3.6 Topologi Jaringan Local Area Network (LAN) ...................................................... 43 3.6.1 Topologi Bus ................................................................................................. 44 3.6.2 Topologi Ring ............................................................................................... 45 3.6.3 Topologi Star ................................................................................................ 46 3.6.4 Topologi Tree ................................................................................................ 47 3.7 Media Access Control (MAC) ............................................................................... 50 3.7.1 CSMA/CD (Ethernet) .................................................................................... 51 3.7.2 Token ............................................................................................................ 51 3.7.3 FDDI ............................................................................................................. 53 3.8 Perangkat Local Area Network .............................................................................. 53 3.8.1 Server ............................................................................................................ 54 3.8.2 Station ........................................................................................................... 54 3.8.3 Kabel dan Konektor....................................................................................... 54 3.8.4 Adapter ......................................................................................................... 55 3.8.5 Repeater ........................................................................................................ 56 3.8.6 Hub ............................................................................................................... 56 3.8.7 Bridge ........................................................................................................... 57


3.8.8 Switch............................................................................................................ 58 3.8.9 Router ........................................................................................................... 59 3.9 Arsitektur Dynamic Wavelength Router ................................................................ 62 3.10 Latensi ................................................................................................................ 63 3.11 Analisis Jaringan Dynamic Wavelength Router.................................................... 66

BAB IV ANALISIS KINERJA DYNAMIC WAVELENGTH ROUTER PADA SALURAN TRANSMISI OPTIK 4.1 Umum .................................................................................................................. 67 4.2 Analisis Perhitungan Dynamic Wavelength Router ............................................... 67 4.2.1 Analisis Perhitungan Lburst ............................................................................. 67 4.2.2 Analisis Perhitungan nilai Latensi berdasarkan perubahan waktu kedatangan paket pada Edge Router dengan variasi nilai Lburst yang berbeda-beda. ............................................................................................... 69

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 78 5.2 Saran..................................................................................................................... 79

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 80


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Kabel Serat Optik ...................................................................... 7 Gambar 2.2 Perambatan Gelombang pada Multimode Step Index ............................... 8 Gambar 2.3 Perambatan Gelombang pada Multimode Graded Index .......................... 9 Gambar 2.4 Perambatan Gelombang pada Single mode Step Index ............................. 10 Gambar 2.5 Sistem Wavelength Division Multiplexing ............................................... 14 Gambar 2.6 Interference Filter pada WDM ................................................................ 17 Gambar 2.7 Demultiplekser 40 Kanal dengan Pemisahan ke Dalam Blok – Blok Kanal .......................................................................................................................... 18 Gambar 2.8 Star coupler ............................................................................................ 20 Gambar 2.9 Fiber Bragg Gratings ..............................................................................23 Gambar 2.10 Optical circulator dan FBG .................................................................. 24 Gambar 2.11 Proses Pemantulan dan Pentransmisian gelombang Cahaya Pada FBG ... 25 Gambar 2.12 Channel Spacing DWDM Fiber Bragg Grating ..................................... 27 Gambar 2.13 Jarak Antar Kanal Pada DWDM ........................................................... 29 Gambar 2.14 Jarak Antar Kanal pada CWDM ............................................................ 30 Gambar 2.15 Optical Cross – Connect ....................................................................... 31 Gambar 3.1 Hubungan Model Referensi OSI dan IEEE 802 ....................................... 35 Gambar 3.2 Protokol LAN Menurut Konteks ............................................................. 41 Gambar 3.3 Topologi Bus... ....................................................................................... 44 Gambar 3.4 Topologi Ring ......................................................................................... 45 Gambar 3.5 Topologi Star.. ........................................................................................ 46


Gambar 3.6 Topologi Tree ......................................................................................... 47 Gambar 3.7 Internal Adapter / Internal Network Interface Card (NIC)... ................... 55 Gambar 3.8 Repeater... .............................................................................................. 56 Gambar 3.9 Hub......................................................................................................... 57 Gambar 3.10 Bridge ................................................................................................... 57 Gambar 3.11 Switch ................................................................................................... 58 Gambar 3.12 Router.. ................................................................................................. 61 Gambar 3.13 Arsitektur Jaringan Menggunakan Transport DWDM ............................ 62 Gambar 3.14 Model Edge Router yang Diusulkan pada Arsitektur WROBS yang Terhubung ke Optical Core Network... ........................................................................ 63


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbedaan Antara DWDM dan CWDM ...................................................... 29 Tabel 3.1 Perbandingan Topologi Bus, Ring, dan Star ................................................. 49 Tabel 3.2 Jenis Topologi, Kabel, dan Protokol ............................................................ 50 Tabel 4.1 Rekapitulasi Perhitungan tedge dan Lburst dan bin = 10 Gbps ........................... 68 Tabel 4.2 Rekapitulasi perhitungan Latensi dengan nilai bcore = 20 Gb/s dan bin = 10 Gb/s ............................................................................................................................ 71 Tabel 4.3 Rekapitulasi perhitungan Latensi dengan nilai bcore = 40 Gb/s dan bin = 10 Gb/s ............................................................................................................................ 74 Tabel 4.4 Rekapitulasi perhitungan Latensi dengan nilai bcore = 100 Gb/s dan bin = 10 Gb/s ....................................................................................................................... 76


DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 tedge Vs Lburst ............................................................................................. 69 Grafik 4.2 Perbandingan nilai latensi terhadap tedge dengan kapasitas bandwidth pada core router yang berbeda-beda. .................................................................................. 77


TUGAS AKHIR ANALISIS PERHITUNGAN LATENCY PADA DYNAMIC WAVELENGTH ROUTER SALURAN TRANSMISI OPTIK WILLY V.F.S

Recommend Documents