BAB III SISTEM WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING (WDM)
3.6 Sistem CWDM
Konsep Coarse Wavelength Division Multiplexing (CDWM) ialah memanfaatkan spasi kanal yang tetap untuk dapat meningkatkan band frekuensinya. Tujuan utama teknologi ini adalah menekan biaya investasi dan biaya operasi teknologi DWDM terutama untuk area metro[22].
DWDM memang berimbas pada biaya. Dengan pertimbangan utama tingginya biaya dan diikuti oleh alasan kebutuhan variasi layanan dan kebutuhan jarak tempuh yang pendek (terkait pada kebutuhan sumber laser) membuat pengimplementasikan DWDM kurang reliable[22].
Solusi untuk permasalahan ini adalah konsep coarse wavelength division multiplexing (CDWM). Tujuan utama teknologi ini adalah menekan biaya investasi dan biaya operasi teknologi DWDM terutama untuk area metro. Untuk aplikasinya CWDM memiliki kemampuan yang sama dengan teknologi DWDM, dimana aplikasi yang dapat diterapkan adalah point-to-point, chain, ring dan mesh. Namun seperti halnya DWDM isu transparansi, interoperability dan manajemen jaringan optik tetap perlu menjadi perhatian.
ITU-T G.694.2 menetapkan 18 wavelengths untuk CWDM dengan jalur dari 1271 sampai 1611nm, dengan kecepatan 20nm. Diperlihatkan pada Tabel 3.1. Dengan attenuasi yang tinggi antara 1271-1451nm dengan menggunakan optical fiber (G.652.A and G.652.B) maka CWDM menggunakan 8 wavelengths dengan kapasitas diantara 1471-1611nm[26].
Tabel 3.1 CWDM Nominal Central Wavelengths Jalur CWDM (nm) Keterangan Jalur CWDM (nm) Keterangan
1271 Atenuasi tinggi (optical fiber) 1451 Atenuasi tinggi (optical fiber) 1291 Atenuasi tinggi (optical fiber) 1471 Kapasitas yang digunakan 1311 Atenuasi tinggi (optical fiber) 1491 Kapasitas yang digunakan 1331 Atenuasi tinggi (optical fiber) 1511 Kapasitas yang digunakan 1351 Atenuasi tinggi (optical fiber) 1531 Kapasitas yang digunakan 1371 Atenuasi tinggi (optical fiber) 1551 Kapasitas yang digunakan 1391 Atenuasi tinggi (optical fiber) 1571 Kapasitas yang digunakan 1411 Atenuasi tinggi (optical fiber) 1591 Kapasitas yang digunakan 1431 Atenuasi tinggi (optical fiber) 1611 Kapasitas yang digunakan
3.6.1 Prinsip Kerja CWDM
Prinsip kerja dasar dari CDWM adalah sama dengan prinsip kerja umum teknologi DWDM yaitu mentransmisikan kombinasi sejumlah panjang gelombang yang berbeda dengan menggunakan perangkat multiplex panjang gelombang optik dalam satu fiber. Pada sisi penerima terjadi proses kebalikannya dimana panjang gelombang tersebut dikembalikan ke signal asalnya[22].
CWDM memanfaatkan channel spacing 20 nm yang lebih memberi ruang kepada sistem untuk toleran terhadap dispersi. Hal ini berkaitan langsung dengan teknologi perangkat multiplex (terutama laser dan filter) yang akan diimplementasikan dalam sistem, dimana untuk channel spacing yang semakin presisi (DWDM = 0,2 nm s/d 1,2 nm) Laser dan filter yang digunakan akan semakin mahal. Gambar 3.7 menunjukkan jarak antar kanal pada CWDM. Jarak antar kanal merupakan jarak antara dua panjang gelombang yang dialokasikan
sebagai referensi. Semakin sempit jarak antar kanal, maka akan semakin besar jumlah panjang gelombang yang dapat ditampung[22].
Gambar 3.7 Jarak Antar Kanal pada CWDM
Dengan spasi kanal yang tetap 0,2 nm, teknologi CWDM akan memiliki keterbatasan dalam hal jumlah panjang gelombang yang dapat dikonsumsi jika mengoptimalkan band frekuensi yang sama seperti DWDM (1470nm s/d 1610nm). Oleh karena itu dalam perkembangannya guna mendapatkan jumlah panjang gelombang yang lebih banyak, CWDM akan mengoptimalkan band frekuensi 1290nm s/d 1610nm (Kemampuan saat ini 1470nm-1610nm). Jika diperhatikan Gambar 3.8, terlihat bahwa CWDM akan mengoptimalkan referensi gelombang 1310nm dan band 1510nm (DWDM mengoptimalkan 1510 nm)[22].
Dilihat pada Gambar 3.8 bahwa sistem CWDM melakukan proses pentransmisian data dengan memiliki spasi kanal yang lebih lebar dan mengirimkan masing-masing data ke tiap-tiap kanal informasi[27].
Dengan band frekuensi yang lebih lebar, walaupun spasi kanal juga lebih lebar, diharapkan CWDM memiliki jumlah panjang gelombang yang kurang lebih bersaing dengan DWDM. Impact lain dari kemampuan CWDM ini adalah, karena mengoptimalkan dua band frekuensi CWDM dapat diimplementasikan untuk jenis fiber eksisting, seperti G.652 dan G.653 disamping fiber G.655 (DWDM optimal)[22].
Untuk aplikasinya CWDM memiliki kemampuan yang sama dengan teknologi DWDM, dimana aplikasi yang dapat diterapkan adalah point-to-point, chain, ring dan mesh. Satu hal yang perlu digarisbawahi dari teknologi CWDM, seperti tujuan utamanya untuk menekan biaya implementasi DWDM di area metro, adalah lebih murahnya biaya hardware terutama komponen laser dan filter[22].
Pada DWDM dibutuhkan laser transmiter yang lebih stabil dan presisi daripada yang dibutuhkan pada CWDM. Artinya, DWDM menempati level teknologi yang lebih tinggi dari CWDM. Pada sistem DWDM laser yang digunakan adalah sistem DFB (Distribution Feed Back) yang menggunakan teknologi tinggi dengan toleransi panjang gelombang sekitar 0,1 nm (presisi dan sangat sempit) dan mengakibatkan temperatur tinggi, sehingga membutuhan sistem pendingin. Sedangkan pada sistem CWDM sekitar ( 2-3 ) nm tanpa sistem pendingin dan membutuhkan konsumsi daya yang lebih kecil (hanya sekitar 15%
dibanding DWDM). Demikian pula terjadi pada sistem filter diantara keduanya. Tentunya hal ini menimbulkan perbedaan biaya yang sangat signifikan[22].
Pada sistem WDM, dikenal Fiber Bragg Gratings yang dapat dikelompokkan pada jenis filter. Secara umum, FBG memantulkan sebuah gelombang yang dipilih dan melewatkan gelombang yang lainnya. Pada DWDM, filter yang biasanya digunakan adalah FBG yang dikenal sebagai interference filter. Sedangkan pada CWDM, digunakan teknologi Thin-Film Filter (TFF). Filter ini bisa digunakan seperti filter satu kanal diskrit dan dapat digabungkan ke dalam alat multiplekser/demultiplekser yang menggunaan empat sampai delapan panjang gelombang[24].
Dengan pertimbangan seperti pada Tabel 3.2 dan uraiannya maka dengan konsep CWDM: tingginya biaya menjadi bisa ditekan, kebutuhan variasi layanan di metro dengan kebutuhan bandwitdh besar tetap bisa dipenuhi, dan kebutuhan area implementasi untuk metro bisa didapatkan[22].
Tabel 3.2 Parameter pada CWDM
No Parameter CWDM
1 Channel Spacing 0,2 nm
2 Band Frekuensi 1290 s.d 1610 nm
3 Type Fibre Optimal ITU – T G.652, G.653, G.655
4 Aplikasi Point to point, chain, ring, mesh
5 Area implementasi optimal Metro
6 Ukuran perangkat Lebih kecil
7 OLA ( Regenerator ) Tidak ada
8 Power Consumption Lebih rendah ( 15 % )
9 Laser Device Lebih murah
Teknologi CWDM menjadi solusi yang baik mengatasi kebutuhan bandwidth besar dengan biaya murah pada area metro. Hal ini dilandasi dengan penggunaan channel spacing 0,2nm yang menyebabkan sistem tidak perlu membutuhkan laser dan filter dengan teknologi tinggi yang mahal. Namun seperti halnya DWDM isu transparansi, interoperabiliti dan manajemen jaringan optik tetap perlu menjadi perhatian[24].
Spasi kanal merupakan jarak minimum antar panjang gelombang agar tidak terjadi interferensi. Standarisasi spasi kanal perlu dilakukan agar sistem DWDM dan CWDM dari berbagai vendor yang berbeda dapat saling berkomunikasi. Jika panjang gelombang operasi berbanding terbalik dengan frekuensi, hubungan bedanya dikenal dalam panjang gelombang masing-masing sinyal. Faktor yang mengendalikan besar spasi kanal adalah bandwidth dan kemampuan penerima mengidentifikasi dua set panjang gelombang yang lebih rendah dalam spasi kanal. Kedua faktor itulah yang membatasi jumlah panjang gelombang yang melewati penguat.Saat ini terdapat dua pilihan untuk melakukan standarisasi kanal, yaitu menggunakan spasi lamda atau spasi frekuensi. Hubungan antara spasi lamda dan spasi frekuensi adalah[28]:
λ λ ∆ − = ∆ 2 c f . ……… (3.1) Dimana : f ∆ = spasi frekuensi (GHz) λ ∆ = spasi lamda (nm)
λ = panjang gelombang daerah operasi c = 3x108m/s
Gambar 3.9 memperlihatkan ada 4 sinyal informasi dengan panjang gelombang yang berbeda ditransmisikan dengan menggunakan sistem CWDM. Sistem CWDM menggunakan 4 jalur sekaligus untuk mentransmisikan keempat sinyal informasi tersebut[30].