BAB II SISTEM WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING
2.4 SISTEM DWDM
DWDM merupakan suatu teknik transmisi yang memanfaatkan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda sebagai kanal-kanal informasi, sehingga setelah dilakukan proses memultipleksi seluruh panjang gelombang tersebut dapat ditransmisikan melalui sebuah serat optik.
Teknologi DWDM adalah teknologi dengan memanfaatkan sistem SDH (Synchoronous Digital Hierarchy) yang sudah ada dengan memultiplekskan sumber-sumber sinyal yang ada. Menurut definisinya, teknologi DWDM dinyatakan sebagai suatu teknologi jaringan transportasi 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)[3].
Jenis filter yang umum dipergunakan di dalam sistem DWDM ini antara lain
Fiber Bragg Gratings (FBG) dan Array Waveguide Filters (AWG). Komponen
berikutnya adalah serat optik dengan dispersi yang rendah, dimana karakteristik demikian sangat diperlukan mengingat dispersi secara langsung berkaitan dengan kapasitas transmisi suatu sistem. Sementara penguat optik yang banyak dipergunakan
Rifqi Firdaus : Analisis Kinerja AWG (Arrayed Waveguide Gratings) Pada Komunikasi Serat Optik, 2009.
untuk aplikasi tersebut adalah EDFA. Berikut ini adalah Gambar 2.4 tentang konsep
star coupler.
Gambar 2.4 Star coupler[14].
Peralatan WDM ada yang bersifat pasif dan ada yang bersifat aktif. Peralatan aktif yaitu filter, penguat dan sumber cahaya. Diantaranya peralatan WDM juga dapat berfungsi sebagai pembagi ( splitting ) dan penggabung (combining ) sinar optik. Pada dasarnya, sebagian besar peralatan WDM pasif seperti coupler, star
coupler, dan lainnya adalah merupakan konsep star coupler yang dapat melakukan
penggabungan dan pembagi cahaya.
Pada Gambar 2.4 menunjukkan star coupler secara umum. Dalam aplikasi yang lebih luas star coupler dapat menggabungkan pancaran cahaya dari dua atau lebih masukan serat dan membaginya ke dalam bermacam – macam keluaran serat. Pada umumnya pembagian dikerjakan secara sama pada semua panjang gelombang, maka tiap – tiap N keluaran akan menerima 1/N daya masukan. Daya optik dari satu N port masukkan dibagi secara sama ke dalam N port keluaran [14].
2.4.1 Prinsip Kerja DWDM
Pada dasarnya, teknologi WDM (awal adanya teknologi DWDM) memiliki prinsip kerja yang sama dengan media transmisi yang lain dalam mengirimkan informasi dari suatu tempat ke tempat yang lain. Namun dalam teknologi ini pada
Rifqi Firdaus : Analisis Kinerja AWG (Arrayed Waveguide Gratings) Pada Komunikasi Serat Optik, 2009.
suatu kabel atau serat optik dapat dilakukan pengiriman banyak informasi secara bersamaan melalui kanal yang berbeda. Setiap kanal ini dibedakan dengan menggunakan prinsip perbedaan panjang gelombang (wavelength) yang dikirimkan oleh sumber informasi. 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 serat optik dapat tersedia beberapa panjang gelombang yang berbeda sebagai media transmisi yang biasa disebut dengan kanal[3].
2.4.2 Komponen penting pada DWDM
Pada teknologi DWDM terdapat beberapa komponen utama yang harus ada untuk mengoperasikan DWDM dan agar sesuai dengan standar kanal ITU, sehingga teknologi ini dapat diaplikasikan pada beberapa jaringan optik seperti SONET dan yang lainnya. Komponen-komponennya adalah sebagai berikut[3]:
1. Transmitter yaitu komponen yang mengirimkan sinyal informasi dengan dimultipleksikan pada sistem DWDM. Sinyal dari transmitter ini akan dimultipleks untuk dapat ditansmisikan.
2. Receiver yaitu komponen yang menerima sinyal informasi dari demultiplekser untuk dapat dipisah berdasarkan informasi originalnya.
3. DWDM terminal multiplekser. Terminal Mux sebenarnya terdiri dari transponder
converting wavelength untuk setiap sinyal panjang gelombang tertentu yang akan
dibawa. Transponder converting wavelength menerima sinyal input optik (sebagai contoh dari sistem SONET atau yang lainnya), mengubah sinyal tersebut menjadi
Rifqi Firdaus : Analisis Kinerja AWG (Arrayed Waveguide Gratings) Pada Komunikasi Serat Optik, 2009.
sinyal optik dan mengirimkan kembali sinyal tersebut menggunakan pita laser 1550 nm. Terminal Mux juga terdiri dari multiplekser optic yang mengubah sinyal 1550 nm dan menempatkannya pada suatu fiber SMF( Single Mode Fibre) -28.
4. Intermediate optical terminal (amplifier). Komponen ini merupakan perangkat penguat jarak jauh yang menguatkan sinyal dengan banyak panjang gelombang yang dikirim sampai sejauh 140 km atau lebih. Diagnostic optical dan telemetry dimasukkan di sekitar daerah amplifier ini untuk mendeteksi adanya kerusakan dan pelemahan pada serat. Pada proses pengiriman sinyal informasi pasti terdapat atenuasi dan dispersi pada sinyal informasi yang dapat melemahkan sinyal. Oleh karena itu harus dikuatkan.
Sistem yang biasa dipakai pada fiber amplifier ini adalah sistem EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier ), namun karena bandwidth dari EDFA ini sangat kecil yaitu 30 nm (1530 nm-1560 nm) dan minimum atenuasi terletak pada 1500 nm sampai 1600 nm. Kemudian digunakan DBFA (Dual Band Fiber Amplifier) dengan bandwidth 1528 nm hingga 1610 nm. Kedua jenis penguat ini termasuk jenis EBFA (Extended Band Filter Amplifier) dengan penguatan yang tinggi[16], saturasi yang lambat dan noise yang rendah. Teknologi amplifier optik yang lain adalah sistem Raman Amplifier yang merupakan pengembangan dari sistem EDFA.
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. Sebenarnya demultiplexing ini bertindak pasif, kecuali untuk beberapa telemetry seperti sistem yang dapat menerima sinyal 1550 nm. Teknologi terkini dari
Rifqi Firdaus : Analisis Kinerja AWG (Arrayed Waveguide Gratings) Pada Komunikasi Serat Optik, 2009.
demultiplekser ini yaitu terdapat couplers (penggabung dan pemisah power wavelength) berupa Fiber Bragg Grating. Berikut ini adalah Gambar 2.5 Menunjukkan Fiber Bragg Gratings.
Gambar 2.5 Fiber Bragg Gratings[3].
Fiber bragg gratings ( FBG ) dapat dikelompokkan ke dalam interference filter, tetapi ia memiliki perbedaan fungsi yang signifikan. Secara umum FBG
memantulkan sebuah gelombang yang dipilih dan melewatkan gelombang yang lainnya. Jika pada interference filter, ia melewatkan gelombang yang dipilih dan memantulkan gelombang lainnya[9].
Fiber bragg gratings juga merupakan sebuah serat optik yang dicampurkan
kisi – kisi ke dalamnya. Sebagai fiber, bragg gratings sangat mudah untuk digabungkan dengan serat optik lainnya. Pada Gambar 2.5 dan 2.6 dapat kita lihat funsi dan penggunaan optical circulator dalam diantara input , FBG dan port
reflected ( output ). Terdapat 3 port yang mengizinkan pentransmisian cahaya dari port 1 ke port 2, dan dari port 2 ke port 3. Ini artinya bahwa, ada cahaya yang
Rifqi Firdaus : Analisis Kinerja AWG (Arrayed Waveguide Gratings) Pada Komunikasi Serat Optik, 2009.
3. Berikut ini adalah Gambar 2.6 yang menunjukkan proses pemantulan dan pentransmisian pada FBG denga bantuan optical ciculator[9].
Gambar 2.6 Optical circulator dan FBG[9].
Pada Gambar 2.6 pantulan gelombang cahaya λ8 yang berasal dari FBG kemudian diteruskan pada port 3. Untuk gelombang λ1-λ7 akan dilewatkan oleh FBG. Jika terdapat banyak port, maka optical circulator harus menjaga agar pentransmisian cahaya hanya satu jalur lintasan[9].
6. Optikal supervisory channel( OSC ). Ini merupakan tambahan panjang gelombang yang selalu ada di antara 1310 nm-1510 nm. OSC membawa informasi optik multi
wavelength sama halnya dengan kondisi jarak jauh pada terminal optik atau daerah
Rifqi Firdaus : Analisis Kinerja AWG (Arrayed Waveguide Gratings) Pada Komunikasi Serat Optik, 2009. 2.4.3 Pemantulan dan Pentrasnmisian pada FBG
Panjang gelombang memiliki peran yang penting dalam pentransmisian cahaya melalui serat optik. Masing - masing jalur memantulkan beberapa cahaya dari sekumpulan gelombang cahaya. Jika panjang gelombang adalah 2 kali spasi kisi pada serat, maka cahaya tersebut akan sefasa dan terjadi interfereni yang saling membangun.
Panjang gelombang yang dipilih harus 2 kali spasi kisi dalam FBG, karena gelombang cahaya yang memasuki daerah tersebut akan mengalami 2 kali proses, yaitu saat memasuki FBG dan ketika mengalami pemantulan kembali. Berikut ini adalah Gambar 2.7 yang menunjukkan proses pemantulan dan pentranmisian gelombang cahaya pada FBG[9].
Rifqi Firdaus : Analisis Kinerja AWG (Arrayed Waveguide Gratings) Pada Komunikasi Serat Optik, 2009.
Cahaya yang melewati kisi dapat dihitung jika kita memasukkan indeks refraktif ke dalam persamaan. Jika D adalah spasi kisi, n adalah indeks refraktif pada kaca, maka panjang gelombang yang terpantulkan adalah[9] :
gratings
λ = 2nD……….……….……….……(2.1)
Sebagai contoh, jika spasi kisi adalah 0,5 µmdan indeks refraktif sebesar 1,47, maka panjang gelombang yang terpantulkan sebesar 1,47 µm. Kita dapat menghitung panjang gelombang pantulan terhadap pengaruh spasi kisinya secara tepat. Dengan catatan kita harus mengetahui secara pasti nilai dari indeks refraktif dan spasi kanalnya[9].