TUGAS AKHIR
ANALISIS KINERJA DYNAMIC WAVELENGTH ROUTER
PADA SALURAN TRANSMISI OPTIK
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan
sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
O L E H
FLORENCE
050402090
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ANALISIS KINERJA DYNAMIC WAVELENGTH ROUTER PADA SALURAN TRANSMISI OPTIK
Oleh :
FLORENCE
050402090
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh
gelar sarjana Teknik Elektro.
Disetujui Oleh :
Dosen Pembimbing,
IR. M. ZULFIN, MT.
NIP : 19640125 199103 1 001
Diketahui Oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,
PROF.DR.IR.USMAN BAAFAI NIP : 19461022 197302 1 001
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Saluran tranmisi optik merupakan komoditas saluran transmisi yang paling
luas digunakan Dalam perkembangannya saluran transmisi optik ternyata mampu
dikombinasikan dengan dynamic wavelength router untuk menghasilkan kualitas
layanan yang dapat dipertanggung-jawabkan. Dengan mengkombinasikan dynamic
wavelength router pada saluran transmisi optik ternyata mampu mengatasi trafik
bursty.
Edge router terhubung pada optical core. Optical core menggunakan
transport DWDM dan router aktif dan pasif untuk menghindari terjadinya informasi
pada header dan buffering pada core 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. Parameter kinerja jaringan yang dihitung
yaitu bandwidth utilization dan RUF.
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 system. 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 utilisasi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang berjudul
“ANALISIS KINERJA DYNAMIC WAVELENGTH ROUTER PADA 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 Benny Teh, Ibunda Hetty Ramlie, Nenek Seriwati, dan Kakek Alm.
Ramlie yang telah membesarkan dan memberikan kasih sayang yang tulus kepada
penulis. Paman dan Tante penulis. Kedua adik penulis Angela, dan Shirleen yang
selalu memberi bantuan dan doa kepada penulis. Vian Dermawan yang selalu
mendukung dan memotivasi penulis untuk cepat menyelesaikan Tugas Akhir ini
dengan doa dan kasih sayang yang tulus.
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
sebesar-besarnya 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 dan Dosen Pembimbing penulis yang telah sangat
3. Bapak Ir. Kasmir Tanjung 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.M. Zulfin, MT, Bapak Ir. Arman Sani,
MT, Bapak Maksum Pinem, ST, MT, Bapak Ir. Sihar Panjaitan, MT, Bapak
Rahmad Fauzi, ST, MT dan Bapak Ali Hanafiah Rambe, 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. Ami Farina, Rifqi, dan Joni atas masukan dan bantuannya. Teman-teman
stambuk 2005, Tachee, Apri, Dewi, Muti, Nisa, Yona, Chici, Ica, Harpen,
Daniel, Ricky, Printer, Luthfi, Kira 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.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna. Oleh karena
itu, saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian
Akhir kata penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi
pembaca dan penulis.
Medan, November 2009
Penulis,
FLORENCE
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR ISTILAH ... xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penulisan ... 3
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 Metodologi Penulisan ... 4
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II SISTEM TRANSMISI KABEL SERAT OPTIK 2.1 Pendahuluan ... 6
2.2 Sejarah Perkembangan Kabel Serat Optik ... 7
2.3 Struktur kabel Serat Optik ... 9
2.4 Jenis Kabel Serat Optik ... 10
2.6 Keuntungan dan Kerugian Serat Optik ... 14
2.7 Wavelength Division Multiplexing ... 15
2.7.1 Perutean Panjang Gelombang ... 17 BAB III PERANGKAT PENYAMBUNGAN UNTUK PENGINTERKONEKSIAN LAN 3.1 Umum ... 34
3.2 Standar Jaringan Local Area Network (LAN) ... 36
3.3 Layer pada Jaringan Local Area Network ... 38
3.3.1 Layer Fisik ... 38
3.3.2 Layer Data Link ... 39
3.4 Arsitektur Jaringan Local Area Network ... 40
3.5 Media Transmisi ... 43
3.5.1 Kabel Twisted Pair ... 44
3.5.2 Kabel Coaxial ... 44
3.5.3 Kabel Fiber Optic ... 45
3.6 Topologi Jaringan Local Area Network (LAN) ... 45
3.6.1 Topologi Bus ... 46
3.6.3 Topologi Star ... 48
3.6.4 Topologi Tree ... 49
3.7 Media Access Control (MAC) ... 52
3.7.1 CSMA/CD (Ethernet) ... 53
3.7.2 Token ... 54
3.7.3 FDDI ... 55
3.8 Perangkat Local Area Network ... 56
3.8.1 Server ... 56
3.9 Arsitektur Dynamic Wavelength Router ... 64
3.10 Analisis Jaringan Dynamic Wavelength Router ... 66
BAB IV ANALISIS KINERJA DYNAMIC WAVELENGTH ROUTER PADA SALURAN TRANSMISI OPTIK 4.1 Umum ... 69
4.2.1 Analisis Perhitungan Lburst ... 69
4.2.2 Analisis Perhitungan nilai A dan tedge berdasarkan nilai RUF ... 71
4.2.3 Analisis Perhitungan RUF ... 83
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 87
5.2 Saran ... 88
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Kabel Serat Optik ... 9
Gambar 2.2 Perambatan Gelombang pada Multimode Step Index ... 10
Gambar 2.3 Perambatan Gelombang pada Multimode Graded Index ... 11
Gambar 2.4 Perambatan Gelombang pada Single mode Step Index ... 12
Gambar 2.5 Sistem Wavelength Division Multiplexing ... 16
Gambar 2.6 Interference Filter pada WDM ... 19
Gambar 2.7 Demultiplekser 40 Kanal dengan Pemisahan ke Dalam Blok – Blok Kanal ... 20
Gambar 2.8 Star coupler ... 22
Gambar 2.9 Fiber Bragg Gratings ... 25
Gambar 2.10 Optical circulator dan FBG ... 26
Gambar 2.11 Proses Pemantulan dan Pentransmisian gelombang Cahaya Pada FBG ... 27
Gambar 2.12 Channel Spacing DWDM Fiber Bragg Grating ... 29
Gambar 2.13 Jarak Antar Kanal Pada DWDM ... 32
Gambar 2.14 Jarak Antar Kanal pada CWDM ... 32
Gambar 2.15 Optical Cross – Connect ... 33
Gambar 3.1 Hubungan Model Referensi OSI dan IEEE 802 ... 37
Gambar 3.2 Protokol LAN Menurut Konteks ... 43
Gambar 3.3 Topologi Bus... ... 46
Gambar 3.4 Topologi Ring ... 47
Gambar 3.6 Topologi Tree ... 49
Gambar 3.7 Internal Adapter / Internal Network Interface Card (NIC) ... 58
Gambar 3.8 Repeater... ... 58
Gambar 3.9 Hub.. ... 59
Gambar 3.10 Bridge ... 60
Gambar 3.11 Switch ... 61
Gambar 3.12 Router.. ... 64
Gambar 3.13 Arsitektur Jaringan Menggunakan Transport DWDM ... 64
Gambar 3.14 Model Edge Router yang Diusulkan pada Arsitektur WROBS yang Terhubung ke Optical Core Network... ... 65
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Nilai tedge Vs Lburst ... 71
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Nilai tedge dengan A Berdasarkan Nilai RUF ... 83
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbedaan Antara DWDM dan CWDM ... 31
Tabel 3.1 Perbandingan Topologi Bus, Ring, dan Star ... 51
Tabel 3.2 Jenis Topologi, Kabel, dan Protokol ... 53
Tabel 4.1 Rekapitulasi Perhitungan tedge dan Lburst dan bin = 10 Gbps ... 70
Tabel 4.2 Rekapitulasi perhitungan A, tedge, dan Utilisasi bandwidth ... 74
Tabel 4.3 Rekapitulasi perhitungan A, tedge, dan Utilisasi bandwidth dengan nilai RUF = 5 ... 76
Tabel 4.4 Rekapitulasi perhitungan A, tedge, dan Utilisasi bandwidth dengan nilai RUF = 10 ... 78
Tabel 4.5 Rekapitulasi perhitungan A, tedge, dan Utilisasi bandwidth dengan nilai RUF = 15 ... 80
Tabel 4.6 Rekapitulasi perhitungan A, tedge, dan Utilisasi bandwidth dengan nilai RUF = 20 ... 81
Tabel 4.7 Rekapitulasi perhitungan A, tedge, dan Utilisasi bandwidth dengan nilai RUF = 25 ... 82
DAFTAR ISTILAH
Bandwith
Kapasitas transaksi dari sambungan elektronik seperti jaringan komunikasi, bus
komputer dan komputer channel.
Bit
Satuan terkecil data yang nilainya merupakan bilangan biner.
Bit Rate
Banyaknya bit yang dikirim melalui suatu media dalam satuan waktu
Broadband
Koneksi yang sanggup menyediakan kecepatan yang melebihi 20 Kbps sampai pada
satu mil terakhir jaringan koneksi, baik dari provider ke konsumen (downstream)
atau dari konsumen ke provider (upstream).
Delay
Waktu tunda yang disebabkan oleh proses transmisi dari satu titik ke titik lain yang
Fading
Gangguan saluran transmisi, terutama pada sistem gelombang mikro ketika
sinyal-sinyal yang dikirim melalui berbagai jalur ke penerima mengalami perubahan karena
kondisi atmosfir.
Multimedia
Istilah bagi transmisi data dan manipulasi semua bentuk infroasi, baik berbentuk
kata-kata, gambar, video, musik, angka, atau tulisan tangan. Bagi komputer, bentuk
informasi tersebut semuanya diolah dari data digital (yang terdiri dari nol dan satu).
Propagasi
Proses perambatan gelombang radio di udara, berawal saat sinyal radio dipancarkan
ABSTRAK
Saluran tranmisi optik merupakan komoditas saluran transmisi yang paling
luas digunakan Dalam perkembangannya saluran transmisi optik ternyata mampu
dikombinasikan dengan dynamic wavelength router untuk menghasilkan kualitas
layanan yang dapat dipertanggung-jawabkan. Dengan mengkombinasikan dynamic
wavelength router pada saluran transmisi optik ternyata mampu mengatasi trafik
bursty.
Edge router terhubung pada optical core. Optical core menggunakan
transport DWDM dan router aktif dan pasif untuk menghindari terjadinya informasi
pada header dan buffering pada core 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. Parameter kinerja jaringan yang dihitung
yaitu bandwidth utilization dan RUF.
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 system. 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 utilisasi
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Perkembangan jaringan telekomunikasi dewasa ini mengalami kemajuan
yang sangat cepat. Berbagai macam fasilitas teknologi telekomunikasi terus
dikembangkan agar user dapat melakukan komunikasi suara, data, dan
grafik/gambar. Kebutuhan akan komunikasi grafik dan gambar membutuhkan
kecepatan data yang semakin tinggi sehingga harus didukung oleh sistem yang
handal agar dapat memberikan kualitas layanan dengan baik.
Trafik dengan berbagai kebutuhan performansi akan disatukan dalam lapis
fisik yang sama, dan akan menghasilkan arsitektur jaringan yang mudah
diadaptasikan. Meskipun wavelength routed pada jaringan optik relatif sederhana
untuk didesain dan dioperasikan, tetapi tidak mudah untuk diadaptasikan dalam jenis
trafik yang dinamis. Jaringan Optical Burst-Switched (OBS) dapat menyesuaikan
jenis trafik yang dinamis dengan lebih efisien dengan cara mengumpulkan paket
pada tepi network.
Akan tetapi, skema OBS umumnya mengasumsikan satu jalur penampungan
dari sumber jaringan. Dengan demikian kualitas layanan tidak dapat dibedakan dan
mengalami packet loss rate (PLR) yang tinggi pada beban trafik yang besar. Dengan
mengurangi loss rate pada trafik yang berprioritas tinggi, mengakibatkan naiknya
loss rate pada trafik yang berprioritas rendah, dan performansi jaringan. Hal ini
Untuk mengurangi rugi-rugi pada trafik bursty, maka panjang gelombang
dikonversikan dengan lengkap, dan panjang gelombang tidak digunakan dalam
routing, tetapi hanya untuk menghasilkan koneksi point-to point. Untuk mengatasi
hal ini, maka diimplementasikan arsitektur jaringan wavelength-routed OBS
(WROBS), fitur utama yang menjawab permasalahan ini dengan utilisasi bandwidth
yang terjamin.
Pada tugas akhir ini, dijelaskan mengenai analisis kinerja dynamic
wavelength-router pada saluran transmisi optik. Hal ini menghasilkan perhitungan
dalam mengukur utilisasi bandwidth. Hasil perhitungan ini membantu dalam
mengukur RUF (Reuse Factor).
1.2Rumusan Masalah
Yang menjadi tumusan masalah pada Tugas Akhir ini adalah:
1. Bagaimana prinsip kerja saluran transmisi optik.
2. Bagaimana pinsip kerja dynamic wavelength router pada saluran
transmisi optik.
3. Bagaimana cara menghitung besarnya utilisasi bandwidth pada sebuah
jaringan dan menghitung RUF (Reuse Factor).
1.3Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk menganalisa
Service (CoS), yaitu dengan menghitung utilisasi bandwidth dan RUF (Reuse
Factor).
1.4Batasan Masalah
Untuk memudahkan pembahasan dalam tulisan ini, maka dibuat pembatasan
masalah sebagai berikut :
1. Hanya membahas saluran transmisi optik secara umum.
2. Hanya membahas Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) dan
Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM) secara umum.
3. Tidak membahas aplikasi-aplikasi yang digunakan pada saluran transmisi
optik.
4. Jenis Router yang dibahas adalah dynamic wavelength router.
5. Tidak membahas tentang cara pembagian Class of Service (CoS).
6. Tidak membahas sistem distribusi Pareto dan Poisson.
7. Hanya menganalisa utilisasi bandwidth dan RUF (Reuse Factor) pada
network.
Metodologi penulisan yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini
adalah : Studi Literatur, yaitu berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku
dan jurnal-jurnal pendukung, baik dalam bentuk hardcopy dan softcopy.
1.6Sistematika Penulisan
Untuk memberikan gambaran mengenai tulisan tugas akhir ini, secara singkat
dapat diuraikan sistematika penulisan sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar
belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode
penulisan, dan sistematika penulisan dari Tugas akhir ini.
BAB II : FIBER OPTIC TRANSMISSION
Bab ini membahas tentang teori dasar fiber optik dan prinsip
DWDM dan CWDM.
BAB III : PERANGKAT PENYAMBUNGAN UNTUK
PENGINTERKONEKSIAN LAN
Bab ini membahas tentang latar belakang Local Area Network,
arsitektur, topologi, serta membahas mengenai Adapter,
BAB IV : ANALISIS KINERJA DYNAMIC WAVELENGTH ROUTER PADA SALURAN TRANSMISI OPTIK
Bab ini menganalisa besarnya utilisasi bandwidth dan RUF
(Reuse Factor) dalam saluran transmisi optik.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari analisa Tugas Akhir ini dan
BAB II
SISTEM TRANSIMISI KABEL SERAT OPTIK
2.1 Pendahuluan
Perkembangan teknologi telekomunikasi memungkinkan penyediaan sarana
telekomunikasi dalam biaya relatif rendah, mutu pelayanan tinggi, cepat, aman, dan
juga kapasitas besar dalam menyalurkan informasi. Seiring dengan perkembangan
telekomunikasi yang cepat maka kemampuan sistem transmisi dengan menggunakan
teknologi serat optik semakin dikembangkan, sehingga dapat menggeser penggunaan
sistem transmisi konvensional dimasa mendatang, terutama untuk transmisi jarak
jauh.
Dampak dari perkembangann teknologi ini adalah perubahan jaringan analog
menjadi jaringan digital baik dalam sistem switching maupun dalam sistem
transmisinya. Hal 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 mengirimkan informasi dalam jumlah besar dengan rugi-rugi relatif
rendah.
Dalam sistem komunikasi serat optik, informasi diubah menjadi sinyal optik
(cahaya) dengan menggunakan sumber cahaya LED atau Diode Laser. Kemudian
dilewatkan sepanjang serat sampai pada penerima, selanjutnya detektor optik akan
mengubah sinyal optik tersebut menjadi sinyal listrik kembali.
2.2 Sejarah Perkembangan Kabel Serat Optik
Dari teori telekomunikasi diketahui bahwa dengan menggunakan frekuensi
yang lebih tinggi akan didapat lebar pita yang lebih besar sehingga kapasitas
penyaluran akan lebih besar pula. Berdasarkan teori ini dilakukan penelitian
penggunaan cahaya untuk komunikasi [1].
a. Pada tahun 1621, Willebrord Snell merumuskan hukum, yang berkaitan
dengan perilaku cahaya seperti persilangan dari satu bahan ke bahan yang
lain.
b. Pada tahun 1870 John Tyndall menunjukkan transmisi cahaya dalam aliran
air. Cahaya mengikuti aliran air. Hal ini mengindikasikan bahwa cahaya
dapat tersebar melalui sebuah media, sepanjang lintasan yang melengkung
maupun juga sebagai garis lurus.
c. Pada tahun 1897 John William Strutt Baron Rayleigh ketiga, merumuskan
beberapa hukum dasar yang mengatur perambatan cahaya.
d. Pada tahun 1900, Max Planck menemukan teori radiasi dalam jumlah yang
diskrit yang kemudian dinamakan photon dan konstanta Planck, yang
berhubungan dengan energy photon dan electron.
e. Pada tahun 1905, Albert Einstein mengusulkan teori photon yang
f. Pada tahun 1930, Willis Lamb, Jr., bereksperimen dengan cahaya yang
dipandu dalam serat kaca.
g. Tahun 1951, sebuah grup peneliti di US mendemonstrasikan pengiriman
gambar melalui sekumpulan serat kaca.
h. Tahun 1953, Narinder Singh Kapany menemukan fiber dengan cladding.
i. Pada tahun 1960, Maiman dari Hunges Airecraft menemukan LASER (Light
Amplication by Stimulated Emission of Radiotion), kemudian timbul
pemikiran untuk menggunakan cahaya sebagai alat komunikasi.
j. Tahun 1962, Theodore Maiman menciptakan LASER semikonduktor.
k. Pada tahun 1966, DR KAO melakukan percobaan dengan merambatkan sinar
Laser ke dalam Transparan Fiber. Namun cara tersebut hanya berhasil untuk
jarak relatif pendek. Hal tersebut disebabkan karena kurang sempurna proses
pembuatan Transparan Fiber, sehingga timbul rugi-rugi bahan yang dapat
menghambat proses perambatan cahaya didalamnya.
l. Pada tahun 1970, pabrik gelas Cording di Amerika Serikat berhasil membuat
fiber dengan bahan dasar silica yang mempunyai rugi-rugi bahan relatif kecil
(± 20 dB/km), sehingga sangat baik digunakan untuk komunikasi cahaya.
m. Pada tahun 1980, Amerika dan Spanyol telah menggunakan kabel optik
sebagai sarana telekomunikasi pedesaan (Rural Telecommunication).
n. Pada tahun 1983, AT&T, MCI, dan lainnya telah menginstalasikan kabel
2.3 Struktur Kabel Serat Optik
Serat optik terbuat dari bahan dielektrik yang berbentuk seperti kaca (glass).
Di dalam serat inilah energi cahaya yang dibangkitkan oleh sumber cahaya
disalurkan (ditransmisikan) sehingga dapat diterima di ujung unit penerima
(receiver). Struktur kabel serat optik dapat dilihat pada Gambar 2.1[2].
Gambar 2.1 Struktur Kabel Serat Optik
Struktur serat optik terdiri atas[2]:
• Inti (core)
Bagian yang paling utama dinamakan bagian inti (core), dimana
gelombang cahaya yang dikirimkan akan merambat dan mempunyai indeks
bias lebih besar dari lapisan kedua. Terbuat dari kaca (glass) yang
berdiameter antara 2 µm 125 µ m, dalam hal ini tergantung dari jenis serat
optiknya.
• Cladding
Cladding berfungsi sebagai cermin yaitu memantulkan cahaya agar dapat
merambat ke ujung lainnya. Dengan adanya cladding ini cahaya dapat
merambat dalam core serata optik. Cladding terbuat dari bahan gelas dengan
indeks bias yang lebih kecil dari core. Cladding merupakan selubung dari
core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core
(mempengaruhi besarnya sudut kritis).
• Jaket (coating)
Coating berfungsi sebagai pelindung mekanis pada serat optik dan terbuat
dari bahan plastik. Berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan.
2.4 Jenis Kabel Serat Optik
Serat optik terdiri dari beberapa jenis, yaitu :
1. Multimode Step Index
Pada jenis multimode step index ini, diameter core lebih besar dari
diameter cladding. Dampak dari besarnya diameter core menyebakan
rugi-rugi dispersi waktu transmitnya besar. Penambahan presentase bahan
silica pada waktu pembuatan. Tidak terlalu berpengaruh dalam menekan
rugi-rugi dispersi waktu pengiriman [1]. Gambar 2.2 [2] menunjukkan
perambatan gelombang dalam serat optik multimode step index.
Multimode Step Index mempunyai karakteristik sebagai berikut :
• Indeks bias inti konstan.
• Ukuran inti besar (50mm) dan dilapisi cladding yang sangat tipis.
• Penyambungan kabel lebih mudah karena memiliki inti yang besar.
• Sering terjadi dispersi.
• Hanya digunakan untuk jarak pendek dan transmisi data bit rate rendah.
2. Multimode Graded Index
Pada jenis serat optik multimode graded index ini. Core terdiri dari
sejumlah lapisan gelas yang memiliki indeks bias yang berbeda, indeks
bias tertinggi terdapat pada pusat core dan berangsur-angsur turun sampai
ke batas core-cladding. Akibatnya dispersi waktu berbagai mode cahaya
yang merambat berkurang sehingga cahaya akan tiba pada waktu yang
bersamaan [1]. Gambar 2.3 menunjukkan perambatan gelombang dalam
multimode graded index [2].
Multimode Graded Index mempunyai karakteristik sebagai berikut :
• Cahaya merambat karena difraksi yang terjadi pada core sehingga
rambatan cahaya sejajar dengan sumbu serat.
• Dispersi minimum sehingga baik jika digunakan untuk jarak menengah
• Ukuran diameter core antara 30 µm – 60 µm. lebih kecil dari multimode
step Index dan dibuat dari bahan silica glass.
• Harganya lebih mahal dari serat optik Multimode Step Index karena
proses pembuatannya lebih sulit.
3. Single mode Step Index
Pada jenis single mode step index. Baik core maupun claddingnya dibuat
dari bahan silica glass. Ukuran core yang jauh lebih kecil dari cladding
dibuat demikian agar rugi-rugi transmisi berkurang akibat fading [1].
Seperti ditunjukan Gambar 2.4 [2].
Singlemode Step Index mempunyai karakteristik sebagai berikut :
• Serat optik Singlemode Step Index memiliki diameter core yang sangat
kecil dibandingkan ukuran claddingnya.
• Ukuran diameter core antara 2 µm – 10µ m.
• Cahaya hanya merambat dalam satu mode saja yaitu sejajar dengan
sumbu serat optik.
• Memiliki redaman yang sangat kecil.
• Memiliki bandwidth yang lebar.
• Digunakan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi.
• Dapat digunakan untuk transmisi jarak dekat, menengah dan jauh.
2.5 Prinsip Kerja Transmisi Serat Optik
Berlainan dengan telekomunikasi yang mempergunakan gelombang
elektromagnet maka pada serat optik gelombang cahayalah yang bertugas membawa
sinyal informasi [1]. Pertama-tama microphone merubah sinyal suara menjadi sinyal
listrik. Kemudian sinyal listrik ini dibawa oleh gelombang pembawa cahaya melalui
serat optik dari pengirim (transmitter) menuju alat penerima (receiver) yang terletak
pada ujung lainnya dari serat. Modulasi gelombang cahaya ini dapat dilakukan
dengan merubah sinyal listrik termodulasi menjadi gelombang cahaya pada
transmitter dan kemudian merubahnya kembali menjadi sinyal listrik pada receiver.
Tugas untuk merubah sinyal listrik ke gelombang cahaya atau kebalikannya
dapat dilakukan oleh komponen elektronik yang dikenal dengan nama komponen
optoelectronic pada setiap ujung serat optik.
Dalam perjalanannya dari transmitter menuju ke receiver akan terjadi
redaman cahaya di sepanjang kabel serat optik dan konektor-konektornya
(sambungan). Karena itu bila jarak ini terlalu jauh akan diperlukan sebuah atau
beberapa repeater yang bertugas untuk memperkuat gelombang cahaya yang telah
mengalami redaman.
2.6 Keuntungan dan Kerugian Serat Optik
Adapun keuntungan dari kabel serat optik, yaitu:
1. Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwith yang lebar).
Frekuensi pembawa optik bekerja pada daerah frekuensi yang tinggi yaitu sekitar
10^13 Hz sampai dengan 10^16 Hz, sehingga informasi yang dibawa akan menjadi
banyak.
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. Fiber optik terbuat dari kaca
atau plastik yang merupakan isolator, berarti bebas dari interferensi medan magnet,
frekuensi radio dan gangguan listrik.
4. Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi. Kemampuan fiber
sinyal digital pada sistem multipleks digital dengan kecepatan beberapa Mbit/s
hingga Gbit/s.
5. Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan.
Diameter inti fiber optik berukuruan micro sehingga pemakaian ruangan lebih
ekonomis.
6. Tidak mengalirkan arus listrik
Terbuat dari kaca atau plastik sehingga tidak dapat dialiri arus listrik (terhindar dari
terjadinya hubungan pendek)
7. Sistem dapat diandalkan (20 – 30 tahun) dan mudah pemeliharaannya.
Adapun kerugian yang terdapat pada kabel serat optik, yaitu:
1. Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan
penguat sebagai proteksi.
2. Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan
3. Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada
pemasangan repeater.
2.7 Wavelength Division Multiplexing
Teknologi WDM ( Wavelength Division Multiplexing ) yang merupakan cikal
bakal lahirnya DWDM ( Dense Wavelength Division Multiplexing ) berkembang dari
keterbatasan yang ada pada sistem serat optik, dimana pertumbuhan trafik pada
jaringan tersebut terpenuhi dengan cepatnya. Hal ini menjadi dasar pemikiran untuk
memanfaatkan jaringan yang ada dibandingkan membangun jaringan baru.
Teknologi WDM pada dasarnya adalah teknologi transportasi untuk
menyalurkan berbagai jenis trafik (data, suara, dan video) secara transparan, dengan
menggunakan panjang gelombang (
λ
) yang berbeda-beda dalam suatu fiber tunggalsecara bersamaan. Implementasi WDM dapat diterapkan baik pada jaringan long
haul (jarak jauh) maupun untuk aplikasi short haul (jarak dekat)[3].
Pada Gambar 2.5 ditunjukkan sebuah contoh sistem WDM. Delapan sinyal
optik dengan panjang gelombang yang berbeda – beda yang berasal dari kanal-kanal
transmisi langsung dimultipleksing. Sinyal – sinyal tersebut dibawa keluar dari
multiplekser pada sebuah fiber tunggal. Di tengah pentransmisian terjadi sebuah
add-drop multiplekser yang meruting 1 panjang gelombang λ4ke titik tujuan dan
ditranmisikan kembali oleh transmitter lain pada panjang gelombang yang sama[4].
Pada sisi kanan terdapat 8 sinyal yang dipisahkan dalam sebuah
demultiplekser dan dirutekan ke setiap penerima masing – masing. Receiver bersifat
color-blind dalam merespon secara sama untuk semua panjang gelombang. Receiver
dapat mendeteksi semua panjang gelombang yang masuk. Ini artinya, bahwa sinyal –
sinyal tersebut harus benar – benar terpisah pada bagian multiplekser, karena jika
terjadi perbedaan panjang gelombang antar 2 atau lebih yang masuk, maka pada
keluaran receiver akan dianggap sebagai sebuah noise. Sebagai contoh, jika λ5
masuk pada receiver 6, maka receiver secara bersamaan akan memasukkan λ5 pada
kanal 6 sebagai λ6. Ini menyebabkan terjadinya interferensi dengan sinyal λ6 yang
asli[4].
Add - drop multiplekser ialah sebuah multiplekser yang berfungsi untuk
mengeluarkan 1 atau lebih panjang gelombang dari gabungan transmisi sinyal optik.
Add – drop multiplekser dapat melakukan drop ke suatu lokasi tujuan. Ia juga dapat
melakukan add sinyal tersebut, sehingga dapat ditransmisikan kembali pada mid
point station. Pada Gambar 2.5 dapat kita lihat penambahan sinyal λ4 setelah sinyal
tersebut di-drop terlebih dahulu[4].
2.7.1 Perutean Panjang Gelombang
Fungsi lain dari sebuah demultiplekser ialah sebagai pengorganisir
gelombang cahaya. Demultiplekser optik melakukan perutean gelombang cahaya
dari panjang gelombang yang berbeda – beda ke dalam setiap receiver tujuan
Perutean gelombang cahaya ini dapat kita lihat pada Gambar 2.5, yaitu
terdapat 1 – 8 gelombang cahaya menuju 1 – 8 kanal receiver masing – masing.
Receiver tersebut dapat berupa titik optic connection maupun cable connection[4].
2.7.2 Teknologi WDM
Interference filter dan teknologi lainnya dapat digunakan untuk memisahkan
dan menggabungkan panjang gelombang dalam system WDM. Beberapa pendekatan
sedang dilakukan untuk aplikasi WDM saat ini. Beberapa teknologi WDM muncul
dengan keuntungan tersendiri, namun masih belum dipublikasikan. Walaupun
teknologi tersebut bekerja dengan cara yang berbeda, namun pada proses
multipleksing dan demultipleksing hasilnya cukup baik[4].
A. Add – Drop Multiplekser
Sebuah demultiplekser secara penuh melakukan pemisahan terhadap panjang
gelombang ke dalam kanal fiber keluaran, tetapi perkembangan selanjutnya tentu kita
ingin membagi hanya 1 atau 2 gelombang cahaya dari gabungan transmisi
gelombang[4].
Cahaya yang ditransmisikan akan diteruskan menuju lokasi tujuan yang
diinginkan. Tugas inilah yang dilakukan oleh sebuah add – drop multiplekser, seperti
B. Interference Filter pada WDM
Penggunaan interference filter pada WDM membutuhkan cahaya input yang
kemudian akan diteruskan ke dalam filter. Sebuah lensa memfokuskan cahaya yang
berasal dari input dan kemudian meneruskan ke satu atau banyak filter. Beberapa
interference filter dapat membagi sebanyak 6 gelombang seri seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 2.6 dibawah ini[4].
Gambar 2.6 Interference Filter pada WDM
Filter Pertama mentransmisikan gelombang λ1 dan memantulkan gelombang
lainnya. Sisa gelombang tersebut dilewatkan pada filter kedua, dimana gelombang
2
λ ditransmisikan dan memantulkan 4 gelombang lainnya. Pada paparan ini dapat
kita lihat bahwa, kita membutuhkan sebanyak n – 1 filter untuk menangani n kanal
Konsep interference filter ialah simple and straight forward, namun filter ini
tidak sempurna. Meskipun memantulkan gelombang, secara virtual terjadi tabrakan
cahaya antar gelombang. Beberapa gelombang dapat hilang. Jika kita bekerja pada
jumlah kanal 16, maka akan menghasilkan rugi – rugi yang lebih besar dibandingkan
untuk 8 kanal transmisi[4].
Untuk mengurangi rugi – rugi tersebut, maka sinyal optik ini dibagi ke dalam
beberapa grup, yang kemudian akan dibagi lagi secara individu. Gambar 2.7 [4]
menunjukkan sebuah pembangunan sistem dengan menggunakan high pass filter dan
low pass filter. Pada Gambar 2.7 tersebut pertama – tama cahaya masukkan
dilewatkan ke sebuah high pass filter dan memantulkan gelombang cahaya lain yang
lebih rendah dari λ7. Gelombang yang terpendek tadi akan diteruskan ke sebuah low
pass filter dan memantulkan cahaya yang lebih panjang dari λ9. λ1- λ8 akan
diteruskan ke sebuah demultiplekser 8 kanal[4].
Gambar 2.7 Demultiplekser 40 Kanal dengan Pemisahan ke Dalam Blok – Blok
Panjang gelombang λ17- λ40 diteruskan ke low pass filter dan memantulkan
gelombang cahaya yang lebih besar dari λ24. Kanal λ17- λ24langsung diteruskan ke
demultiplekser 8 kanal[4].
Sistem WDM dibagi menjadi 2 segmen : DWDM ( Dense Wavelength
Division Multiplexing ) dan CWDM ( Coarse Wavelength Division Multiplexing).
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 jarak antar pajang gelombang, jumlah kanal,
dan kemampuan untuk memperkuat sinyal pada medium optik[3].
2.7.3 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
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
untuk aplikasi tersebut adalah EDFA. Berikut ini adalah Gambar 2.8 [5] tentang
konsep star coupler.
Gambar 2.8 Star coupler.
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 2.8 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,
A. 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
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].
B. 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
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
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[6], saturasi yang
lambat dan noise yang rendah. Teknologi amplifier optik yang lain adalah sistem
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
demultiplekser ini yaitu terdapat couplers (penggabung dan pemisah power
wavelength) berupa Fiber Bragg Grating. Berikut ini adalah Gambar 2.9 [3]
Menunjukkan Fiber Bragg Gratings.
Gambar 2.9 Fiber Bragg Gratings.
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[4].
Fiber bragg gratings juga merupakan sebuah serat optik yang dicampurkan
kisi – kisi ke dalamnya. Sebagai fiber, bragg gratings sangat mudah untuk
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
dipantulkan dari FBG namun tidak dapat kembali ke port 1 melainkan menuju port
3. Berikut ini adalah Gambar 2.10 yang menunjukkan proses pemantulan dan
pentransmisian pada FBG denga bantuan optical ciculator[4].
Gambar 2.10 Optical circulator dan FBG.
Pada Gambar 2.10 [4] 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
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
EDFA[3].
C. Pemantulan dan Pentransmisian 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 2.11 [4] yang menunjukkan proses pemantulan dan pentranmisian
gelombang cahaya pada FBG[4].
Cahaya yang melewati kisi dapat dihitung jika kita memasukkan indeks
refraktif ke dalam Persamaan 2.1. Jika D adalah spasi kisi, n adalah indeks refraktif
pada kaca, maka panjang gelombang yang terpantulkan adalah[4] :
gratings
λ = 2nD……….……….……….……(2.1)
Sebagai contoh, jika spasi kisi adalah 0,5
µ
mdan indeks refraktif sebesar1,47, maka panjang gelombang yang terpantulkan sebesar 1,47
µ
m. Kita dapatmenghitung panjang gelombang pantulan terhadap pengaruh spasi kisinya secara
tepat. Dengan catatan kita harus mengetahui secara pasti nilai dari indeks refraktif
dan spasi kanalnya[4].
2.7.4 Channel Spacing
Channel spacing menentukan sistem performansi dari DWDM. Standar
channel spacing dari ITU adalah 50 GHz sampai 500 GHz (100 GHz akhir-akhir ini
sering digunakan)[6]. Spacing (jarak) ini membuat kanal 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 biasa disebut sebagai perbedaan panjang
gelombang diantara 2 sinyal yang ditransmisikan. Optical Amplifier dan kemampuan
penerima untuk membedakan sinyal menjadi penentu dari spacing pada 2 gelombang
Pada perkembangan selanjutnya sistem DWDM berusaha untuk menambah
kanal 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
kriterja 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 2.12 [6].
2.7.5 Sistem CWDM
Konsep Coarse Wavelength Division Multiplexing (CDWM) ialah
memanfaatkan kanal spasi yang tetap untuk dapat meningkatkan band frekuensinya.
Tujuan utama teknologi ini adalah menekan biaya investasi dan biaya operasi
teknologi DWDM terutama untuk area metro[3].
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
implementasi DWDM membutuhkan biaya yang mahal. Solusi untuk permasalahan
ini adalah konsep Coarse Wavelength Division Multiplexing (CDWM)[3].
A. Prinsip 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 multipleks panjang gelombang optik
dalam satu fiber. Pada sisi penerima terjadi proses kebalikannya, dimana panjang
gelombang tersebut dikembalikan ke sinyal asalnya[3].
B. Perbedaan Antara CWDM dan DWDM
Perbedaan yang paling mendasar antara CWDM dan DWDM terletak pada
jarak antar kanal dan area operasi panjang gelombangnya (band frekuensi). CWDM
memanfaatkan jarak antar kanal 0.2 nm yang lebih memberi ruang kepada sistem
perangkat multipleks ( terutama laser dan filter ) yang akan diimplementasikan dalam
sistem, dimana untuk jarak antar kanal yang semakin presisi (DWDM = 0,2 nm s/d
1,2 nm) laser dan filter yang digunakan akan semakin mahal[3].
Tabel 2.1 Perbedaan Antara CWDM dan DWDM[3].
No Parameter CWDM DWDM
4 Aplikasi Point to point, chain, ring,
mesh
Point to point, chain, ring
mesh
5 Area implementasi
optimal
Metro Jarak jauh
6 Ukuran perangkat Lebih kecil Lebih besar
7 OLA ( Regenerator ) Tidak ada Ada
8 Power Consumption Lebih rendah ( 15 % ) Lebih Tinggi
9 Laser Device Lebih murah Lebih mahal
10 Filter Lebih sedikit Lebih banyak
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. Jarak antar kanal
yang paling umum digunakan oleh para pengguna DWDM saat ini adalah: 0,2 nm s/d
1,2 nm, sedangkan untuk CWDM tetap 0.2 nm. Deskripsi jarak antar kanal adalah
Gambar 2.13 Jarak Antar Kanal Pada DWDM.
Gambar 2.14 Jarak Antar Kanal pada CWDM.
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 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
2.7.6 WDM Sebagai Sistem Cross – Connect Switching
WDM tidak hanya dapat melakukan proses multipleksing dan
demultipleksing yang baik, tetapi WDM juga dapat melakukan optical cross –
connect switching. Gambar 2.15 [4] menunjukkan proses optical cross – connect
switching. Sinyal dilewatkan pada N input ke M output yang mungkin. Proses
switching ini disebut sebagai cross – connect atau switching fabrics. Sistem cross –
connect ini mempunyai fungsi yang sama pada switching operator telepon.
Optical cross – connect merupakan sistem baru dalam dunia telekomunikasi.
Ia dapat melakukan transfer sinyal optik secara bersamaan dengan kecepatan tinggi
pada input dan output-nya. Sistem ini hanya dapat mengatasi untuk jumlah switching
yang terbatas yaitu 8 x 8 dengan 8 input dan 8 output. Sistem cross – connect ini
dalam pengembangannya sudah mampu melakukan switching dengan kapasitas 1000
input dan output, namun belum dipublikasikan dan masih dilakukan di laboratorium
serta lembaga penelitian komersial. Berikut ini adalah Gambar 2.15 yang
menunjukkan sistem optical cross – connect.
BAB III
PERANGKAT PENYAMBUNGAN UNTUK PENGINTERKONEKSIAN LAN
3.1 Umum
Inovasi di dalam tekonologi telekomunikasi berkembang dengan cepat dan
selaras dengan perkembagan karakteristik masyarakat modern yang memiliki
mobilitas tinggi, mencari pelayanan yang fleksibel, mudah dan memuaskan serta
mengejar efisiensi di segala aspek. Perkembangan karakteristik masyarakat yang
seperti ini membuat rekan industri menewarkan jaringan Local Area Network (LAN)
Perkembangan jaringan pada telekomunikasi dewasa ini semakin meningkat.
Hal ini ditandai dengan munculnya berbagai macam jenis teknologi jaringan yang
ditawarkan kepada masyarakat. Jaringan yang ditawarkan tentu harus memiliki
kualitas yang tinggi agar dapat semakin memenuhi kebutuhan masyarakat.
Berdasarkan standar IEEE, Local Area Network didefenisikan sebagai jaringan
komunikasi yang menghubungkan beberapa device, seperti Personal Computer,
workstation, printer, mainframe, dan data peripheral yang dapat mentransmisikan
data dalam area yang terbatas. Batasan daerah atau ”local area” adalah kurang dari
100 feet (< 30 m) hingga melebihi 6 mil (> 10 km). Jaringan LAN sangat cocok
dibangun pada daerah gedung perkantoran, kampus, rumah sakit, dan gedung-gedung
lainnya[7].
Salah satu jaringan telekomunikasi ynag sedang berkembang adalah jaringan
Local Area Network (LAN). Local Area Network (LAN) adalah sejumlah komputer
seperti di dalam satu kantor atau gedung. Secara garis besar terdapat dua tipe
jaringan LAN, yaitu jaringan Peer to Peer dan jaringan Client-Server.
Ada dua jenis arsitektur jaringan LAN, jika dilihat dari hak akses yang
diberikan :
1. Peer To Peer Network
Peer to peer network merupakan salah satu model jaringan LAN dimana setiap
station atau terminal yang terdapat di dalam lingkungan jaringan tersebut bisa saling
berbagi. Setiap PC dapat mengakses semua peripheral yang tersambung dengan
LAN, seperti halnya printer, disk, drives, CD Drive dan semua PC yang lain dapat
menggunakan setiap peripheral yang tersambung dengan PC tersebut. Setiap PC
pada jaringan peer to peer dilengkapi dengan software yang memungkinkan PC itu
bertindak sebagai non-dedicated server. Dalam hal ini setiap komputer berlaku
sebagai PC untuk pemakainya dan sebagai server yang bisa diakses oleh komputer
lain. Keuntungan dari jaringan peer to peer ini adalah tidak dibutuhkannya
administrator khusus yang mengelola jaringan dan tidak dibutuhkannya komputer
yang khusus diberlakukan sebagai server. Jadi jika salah satu komputer mati atau
down, maka tidak akan mengganggu kinerja komputer yang lain dan juga tidak
memerlukan biaya implementasi jaringan yang cukup mahal. Kelemahan sistem ini
adalah pemakaian bersama yang dapat mempengaruhi kestabilan kinerja komputer
yang sedang diakses secara bersama-sama tersebut serta keamanan data yang kurang
terjamin karena pada model ini tidak dapat dibuat hak akses yang bertingkat terhadap
satu jenis station. Peer to peer network ini lebih banyak digunakan untuk pemakaian
2. Client-Server Network
Berbeda dengan model jaringan peer to peer, pada model client server network ini
dapat diberlakukan hak akses yang bertingkat pada setiap station-nya. Sistem ini
menggunakan satu atau lebih komputer yang khusus digunakan sebagai server yang
bertugas melayani kebutuhan komputer-komputer lain yang berperan sebagai
client/workstation. Komputer server menyediakan fasilitas data dan sumber daya
seperti harddisk, printer, CD Drive dan sebagainya yang dapat diakses oleh
komputer-komputer lain sebagai workstation. Keunggulan model client server adalah
kemampuan dalam menjalankan database multiuser dan adanya hak akses bertingkat
yang akan lebih menjamin keamanan data dari setiap station-nya. Model client
server ini banyak digunakan untuk menangani data yang memiliki kapasitas besar
dan relatif lebih aman.
3.2 Standar Jaringan Local Area Network (LAN)
Teknologi LAN dikembangkan pertama kalinya pada akhir 1970-an dan awal
1980-an. Sejumlah tipe jaringan yang berbeda diusulkan dan diimplementasikan.
Namun, karena adanya perbedaan itu, maka teknologinya hanya dapat diaplikasikan
pada peralatan milik vendor yang merancang teknologi LAN tersebut. Untuk
mengatasi hal ini, maka disusunlah suatu standar untuk LAN, sehingga ada
kompatibilitas antara produk-produk dari vendor berbeda. Kontributor terbesar
adalah Institute of Electrical Enginering (IEEE) yang merumuskan Model Referensi
802 (MR-IEEE802) dan diadopsi oleh International Standards Organization sebagai
Standar LAN ini merupakan penggambaran yang sangat baik dalam
menunjukkan lapisan-lapisan protokol yang mengatur fungsi-fungsi dasar LAN.
Gambar 3.1[8] menunjukkan hubungan antara standar untuk komunikasi komputer
yang telah ditetapkan sebelumnya yaitu Model Referensi Open System Interconection
(MR-OSI) dengan MR-IEEE 802 (Standar LAN).
Application Layer
Gambar 3.1 Hubungan Model Referensi OSI dan IEEE 802
3.3 Layer Pada Jaringan Local Area Network (LAN)
Dari Gambar 3.1 di atas terlihat bahwa, standar LAN ditekankan pada dua
lapisan MR-OSI yang paling bawah, yaitu lapisan fisik dan data link. Lapisan fisik
mencakup spesifikasi media transmisi, topologi, serta fungsi pengkodean sinyal,
sinkronisasi, dan pengiriman/penerimaan bit. Sedangkan lapisan data link,
merupakan fungsi yang berhubungan dengan Logical Link Control (LLC) dan Media
3.3.1 Layer Fisik
Layer fisik (Physical Layer) merupakan layer paling bawah dari konsep
model referensi pertukaran data jaringan. Tanggung jawab utama dari layer ini hanya
berkisar pada fungsi pengaturan interface, seperti bagaimana teknik transmisi dan
bagaimana bentuk-bentuk interkoneksi secara fisik. Layer fisik dalam setiap definisi
jaringan selalu berhubungan dengan karakteristik modulasi dan pensinyalan data
serta proses transmisi dari bit-bit dasar melalui kanal komunikasi.
Layer fisik berfungsi dalam pengiriman raw bit ke channel komunikasi.
Masalah desain yang harus diperhatikan disini adalah memastikan bahwa bila satu
sisi mengirim data 1 bit, data tersebut harus diterima oleh sisi lainnya sebagai 1 bit
pula, dan bukan 0 bit.
3.3.2 Layer Data Link
Layer ke 2 yaitu lapisan data atau data link layer, berisi ketentuan yang
mendukung sambungan fisik seperti penentuan biner 0 dan 1 , penentuan kecepatan,
penentuan biner tersebut dan lainnya agar sambungan jaringan komputer bisa
berjalan baik. Dengan kata lain data link layer menterjemahkan sambungan fisik
menjadi sambungan data.
Tugas utama data link layer adalah sebagai fasilitas transmisi raw data dan
mentransformasi data tersebut ke saluran yang bebas dari kesalahan transmisi.
Sebelum diteruskan ke network layer, data link layer melaksanakan tugas ini dengan
(biasanya berjumlah ratusan atau ribuan byte). Kemudian data link layer
mentransmisikan frame tersebut secara berurutan, dan memproses acknowledgement
frame yang dikirim kembali oleh penerima. Karena physical layer menerima dan
mengirim aliran bit tanpa mengindahkan arti atau arsitektur frame, maka tergantung
pada data link layer-lah untuk membuat dan mengenali batas-batas frame itu. Hal ini
bisa dilakukan dengan cara membubuhkan bit khusus ke awal dan akhir frame. Bila
secara insidental pola-pola bit ini bisa ditemui pada data, maka diperlukan perhatian
khusus untuk menyakinkan bahwa pola tersebut tidak secara salah dianggap sebagai
batas-batas frame.
Terjadinya noise pada saluran dapat merusak frame. Dalam hal ini, perangkat
lunak data link layer pada mesin sumber dapat mengirim kembali frame yang rusak
tersebut. Akan tetapi transmisi frame sama secara berulang-ulang bisa menimbulkan
duplikasi frame. Frame duplikat perlu dikirim apabila acknowledgement frame dari
penerima yang dikembalikan ke pengirim telah hilang. Tergantung pada layer inilah
untuk mengatasi masalah-masalah yang disebabkan rusaknya, hilangnya dan
duplikasi frame. Data link layer menyediakan beberapa kelas layanan bagi network
layer. Kelas layanan ini dapat dibedakan dalam hal kualitas dan harganya.
Masalah-masalah lainnya yang timbul pada data link layer (dan juga sebagian
besar layer-layer di atasnya) adalah mengusahakan kelancaran proses pengiriman
data dari pengirim yang cepat ke penerima yang lambat. Mekanisme pengaturan
lalu-lintas data harus memungkinkan pengirim mengetahui jumlah ruang buffer yang
dimiliki penerima pada suatu saat tertentu. Seringkali pengaturan aliran dan
Jaringan broadcast memiliki masalah tambahan pada data link layer.
Masalah tersebut adalah dalam hal mengontrol akses ke saluran yang dipakai
bersama. Untuk mengatasinya dapat digunakan sublayer khusus data link layer, yang
disebut medium access sublayer.
3.4 Arsitektur Jaringan Local Area Network (LAN)
Arsitektur LAN merupakan penggambaran yang sangat baik dalam hal
pelapisan protokol yang mengatur fungsi-fungsi dasar LAN. Bagian ini dimulai
dengan deskripsi arsitektur protokol standar untuk LAN, mencakup lapisan fisik,
lapisan medium acces control, dan lapisan logical logic control. Masing-masing
lapisan ini akan dijelaskan berturut-turut.
A. Arsitektur Protokol
Protokol ditetapkan secara spesifik untuk alamat transmisi LAN dan MAN
yang berkaitan dengan pentransmisian blok-blok data pada jaringan. Menurut
ketentuan OSI, pembahasan mengenai protokol LAN ditekankan pada
lapisan-lapisan yang lebih tendah dari model OSI yang berkaitan erat dengan arsitektur
jaringan LAN.
Pada Gambar 3.1 seperti yang terlihat pada halaman 37, menghubungkan
protokol-protokol LAN dengan arsitektur OSI. Arsitektur ini dikembangkan oleh
Komite IEEE 802 dan telah diadopsi oleh seluruh organisasi yang bekerja
berdasarkan spesifikasi standar OSI, umumnya disebut juga sebagai model referensi
Lapisan terendah dari model referensi IEEE 802 bekerja dari yang paling
bawah, dan berhubungan dengan lapisan fisik model OSI serta mencakup beberapa
fungsi sebagai berikut:
a. Encoding / decoding sinyal
b. Permulaan / pelepasan pembangkitan (untuk sinkronisasi)
c. Transmisi bit / penerimaan
Selain itu, lapisan fisik dari model 802 juga mencakup spesifikasi media
transmisi serta topologinya. Umumnya, ini menunjukkan pada ”bagian bawah”
lapisan terendah dari model OSI. Bagaimanapun juga, pemilihan media transmisi dan
topologinya sangat penting dalam perancangan LAN dan mencakup pula spesifikasi
medianya.
Di atas lapisan fisik, adalah fungsi yang berhubungan dengan penyediaan
layanan untuk pemakai LAN, yang meliputi hal-hal sebagai berikut[8] :
a. Pada transmisi, mengasembling data menjadi sebuah frame dengan
bidang-bidang alamat dan pendeteksian kesalahan.
b. Pada penerimaan, tidak mengasembling frame, dan menampilkan
kemampuan mengenali alamat dan pendektesian kesalahan.
c. Mengatur akses untuk media transmsi LAN.
d. Menyediakan interface untuk lapisan-lapisan yang lebih tinggi serta
menampilkan kontrol aliran dan kontrol kesalahan.
Hal-hal tersebut merupakan fungsi-fungsi yang biasanya dihubungkan dengan
lapisan 2 OSI. Susunan fungsi-fungsi dalam poin terakhir dikelompokkan ke dalam
diperlakukan sebagai lapisan terpisah, yang disebut Medium Acces Control (MAC).
Pemisahan ini dilakukan dengan alasan sebagai berikut[8] :
a. Logika yang diperlukan untuk mengatur akses untuk media akses-bersama
tidak ditemukan dalam lapisan 2 data link control tradisional.
b. Untuk LLC yang sama, tersedia beberapa pilihan MAC.
Gambar 3.2[8] mengilustrasikan keterkaitan di antara berbagai level
arsitektur. Data pada level yang lebih tinggi dilintaskan ke LLC, yang melampirkan
informasi kontrol sebagai header, menciptakan suatu Protokol Data Unit (PDU)
LLC. Informasi kontrol ini digunakan dalam pengoperasian protokol LLC.
Kemudian seluruh PDU LLC dilintaskan ke bawah menuju lapisan MAC, yang
melampirkan informasi kontrol pada bagian depan dan bagian belakang paket, dan
membentuk sebuah frame MAC. Lagi-lagi, informasi kontrol di dalam frame
diperlukan untuk operasi protokol MAC.
Gambar 3.2 Protokol LAN Menurut Konteks
Dalam suatu transmisi data, media transmisi merupakan jalur fisik di antara
pengirim dan penerima. Ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam
pemilihan media transmisi, di antaranya adalah kapasitas, keandalan, tipe data yang
didukung dan jarak. Semakin tinggi kecepatan data dan semakin jauh jaraknya, akan
semakin baik. Ada tiga media kabel yang umum digunakan untuk transmisi data,
khususnya LAN, yaitu kabel twisted pair, coaxial, dan fiber optic.
3.5.1 Kabel Twisted Pair
Twisted pair adalah media transmisi guided yang paling hemat dan paling
banyak digunakan. Sebuah twisted pair terdiri dari dua kawat yang disekat yang
disusun dalam suatu pola spiral beraturan. Twisted pair terbagi atas dua jenis, yaitu
Unshielded Twisted Pair (UTP) dan Shielded Twisted Pair (STP). Kabel UTP berupa
kabel telepon biasa dan umumnya lebih banyak digunakan. Gangguan yang terjadi
pada UTP adalah interferensi elektromagnetik eksternal, meliputi interferensi twisted
pair yang berdekatan dan dari derau yang muncul akibat lingkungan sekitar. Salah
satu cara untuk meningkatkan karakteristik media ini adalah melapisi twisted pair
dengan suatu pelindung metalik agar bisa mengurangi interferensi. Sedangkan STP
memiliki kinerja yang lebih baik pada kecepatan data yang lebih tinggi namun
harganya lebih mahal dan lebih sulit mengoperasikannya dibanding UTP.
3.5.2 Kabel Coaxial
Kabel Coaxial seperti halnya dengan twisted pair terdiri dari dua konduktor,
