Analisis Perhitungan Latency Pada Dynamic Wavelength Router Saluran Transmisi Optik

TUGAS AKHIR

ANALISIS PERHITUNGAN LATENCY PADA DYNAMIC

WAVELENGTH ROUTER SALURAN TRANSMISI OPTIK

O L E H

040402079

WILLY V.F.S.

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

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

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

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 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

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,

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GRAFIK... xi

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1

1.2Rumusan Masalah ... 2

1.3Batasan Masalah ... 3

1.4Tujuan Penulisan ... 3

1.5Metodologi Penulisan ... 4

1.6Sistematika 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

2.3.3 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 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

3.3.2 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

3.8.8 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 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 3.6 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

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

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 tedge Vs Lburst ... 69

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

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.

Di masa depan jaringan telekomunikasi, lalu lintas dengan kebutuhan

performansi yang berbeda akan digabungkan dalam lapis fisik yang sama, sehingga

akan memerlukan arsitektur jaringan baru yang dapat beradaptasi dengan teknologi

ini. Untuk itu jaringan Optical Burst-Switched diusulkan karena 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.

Tugas akhir ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari Dynamic

Wavelength Router . Juga bertujuan untuk mengetahui apakah 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.

1.2Rumusan Masalah

Yang menjadi rumusan masalah pada tugas akhir ini adalah:

1. Bagaimana prinsip kerja saluran transmisi optik.

2. Bagaimana model sistem yang ditinjau.

3. Bagaimana pinsip kerja dynamic wavelength router pada saluran

transmisi optik.

4. Bagaimana cara menghitung besarnya nilai latensi yang diperlukan untuk

1.3Batasan 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 menghitung nilai latensi yang diperlukan untuk mengirimkan paket

dari edge router menuju core router.

1.4Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui

kinerja jaringan optik yang mendukung bursty traffic dengan membagi Class of

Service (CoS), yaitu dengan menghitung nilai latensi yang diperlukan untuk

1.5Metodologi Penulisan

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.

• Perhitungan dan analisis besarnya latensi yang timbul dalam

perjalanan paket data.

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

BAB III : PERANGKAT PENYAMBUNGAN UNTUK

PENGINTERKONEKSIAN LAN

Bab ini membahas tentang latar belakang Local Area Network,

arsitektur, topologi, serta membahas mengenai Adapter,

Repeater, Hub, Switch, Bridge, dan Router.

BAB IV : ANALISIS KINERJA DYNAMIC WAVELENGTH

ROUTER PADA SALURAN TRANSMISI OPTIK

Bab ini menganalisa besarnya nilai latensi yang diperlukan

untuk mengirimkan paket dari edge router menuju core router

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 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

indeks bias yang lebih kecil dari core. Cladding merupakan selubung dari

core. Diameter cladding antara 5 µm – 250 µ m. Hubungan indeks bias antara

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.

2.3 Jenis Kabel Serat Optik

Serat optik terdiri dari beberapa jenis, yaitu :

2.3.1 Multimode Step Index

Pada jenis multimode step index ini, diameter core lebih besar dari

diameter cladding. Dampak dari besarnya diameter core menyebabkan

rugi-rugi dispersi waktu transmit-nya 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.

2.3.2 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.

2.3.3 Single mode Step Index

Pada jenis single mode step index. Baik core maupun cladding-nya

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 cladding-nya.

• 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.

2.4 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.

2.5 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 1013 Hz sampai dengan 1016 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.

cocok untuk pengiriman 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 berukuran 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.

2.6 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 tunggal

secara 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. Lima 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

λ

₄ke titik tujuan dan

ditranmisikan kembali oleh transmitter lain pada panjang gelombang yang sama[4].

Pada sisi kanan terdapat 5 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

λ

₄

masuk pada receiver 5, maka receiver secara bersamaan akan memasukkan

λ

₄ pada

kanal 5 sebagai

λ

₅. Ini menyebabkan terjadinya interferensi dengan sinyal

λ

₅ 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

λ

₄ setelah sinya l

tersebut di-drop terlebih dahulu[4].

2.6.1 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 – 5 gelombang cahaya menuju 1 – 5 kanal receiver masing – masing.

Receiver tersebut dapat berupa titik optic connection maupun cable connection[4].

2.6.2 Teknologi WDM

Interference filter dan teknologi lainnya dapat digunakan untuk memisahkan

dan menggabungkan panjang gelombang dalam sistem WDM. Beberapa

pengembangan sedang dilakukan untuk aplikasi WDM saat ini. Beberapa teknologi

WDM muncul dengan kelebihan tersendiri, namun masih belum dipublikasikan.

Walaupun teknologi tersebut bekerja dengan cara yang berbeda, namun pada proses

multipleksing dan demultipleksing hasilnya cukup baik[4].

2.6.2.1 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,

2.6.2.2 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 5 gelombang seri

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.6 dibawah ini[4].

Gambar 2.6 Interference Filter pada WDM[4]

Filter pertama mentransmisikan gelombang

λ

₁ dan memantulkan gelombang

lainnya. Sisa gelombang tersebut dilewatkan pada filter kedua, dimana gelombang

2

λ

ditransmisikan dan memantulkan 3 gelombang lainnya. Pada paparan ini dapat

kita lihat bahwa, kita membutuhkan sebanyak n – 1 filter untuk menangani n kanal

optik[4].

Konsep interference filter ialah simple and straight forward, namun filter ini

tidak sempurna. Meskipun memantulkan gelombang, secara virtual terjadi tabrakan

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

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

λ

₇. Gelombang yang terpendek tadi akan diteruskan ke sebuah low

pass filter dan memantulkan cahaya yang lebih panjang dari

λ

₉.

λ

₁-

λ

₈ akan

diteruskan ke sebuah demultiplekser 8 kanal[4].

Gambar 2.7 Demultiplekser 40 Kanal dengan Pemisahan ke Dalam Blok – Blok

Panjang gelombang

λ

₁₇-

λ

₄₀ diteruskan ke low pass filter dan memantulkan

gelombang cahaya yang lebih besar dari

λ

₂₄. Kanal

λ

₁₇-

λ

₂₄langsung 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].

2.6.3 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 tentang konsep

star coupler.

Gambar 2.8 Star coupler[5].

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,

maka tiap – tiap N keluaran akan menerima 1/N daya masukan. Daya optik dari satu

2.6.3.1 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 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].

2.6.3.2 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

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

sinyal optik dan mengirimkan kembali sinyal tersebut menggunakan pita laser 1550

nm. Terminal Mux juga terdiri dari multiplekser optik 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

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

demultiplekser ini yaitu terdapat couplers (penggabung dan pemisah power

wavelength) berupa Fiber Bragg Grating. Berikut ini adalah Gambar 2.9

Menunjukkan Fiber Bragg Gratings.

Gambar 2.9 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[4].

Fiber bragg gratings juga merupakan sebuah serat optik yang dicampurkan

fungsi 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[4].

Pada Gambar 2.10 pantulan gelombang cahaya

λ

₈ yang berasal dari FBG

kemudian diteruskan pada port 3. Untuk gelombang

λ

₁-

λ

₇ akan dilewatkan oleh

FBG. Jika terdapat banyak port, maka optical circulator harus menjaga agar

pentransmisian cahaya hanya satu jalur lintasan[4].

6. Optikal supervisory channel( OSC ). Ini merupakan tambahan panjang gelombang

wavelength sama halnya dengan kondisi jarak jauh pada terminal optik atau daerah

EDFA[3].

2.6.3.3 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 yang menunjukkan proses pemantulan dan pentranmisian

gelombang cahaya pada FBG[4].

Gambar 2.11 Proses Pemantulan dan Pentransmisian gelombang Cahaya Pada

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[4] :

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[4].

2.6.4 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.

0.5 nm Channel Spacing DWDM Fiber Bragg Grating

2.6.5 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].

2.6.5.1 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].

2.6.5.2 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

1 Channel Spacing 0,2 nm 0,2 s.d 1,2 nm

2 Band Frekuensi 1290 s.d 1610 nm 1470 s.d 1610 nm

3 Type Fibre Optimal ITU – T G.652, G.653, G.655 ITU – T G.655

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

seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.13 dan Gambar 2.14[3].

Gambar 2.14 Jarak Antar Kanal pada CWDM[3].

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

sangat signifikan[3].

2.6.6 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 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 –

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 teknologi telekomunikasi berkembang dengan cepat dan

selaras dengan perkembangan 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 menawarkan 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

Salah satu jaringan telekomunikasi yang sedang berkembang adalah jaringan

Local Area Network (LAN). Local Area Network (LAN) adalah sejumlah komputer

yang saling dihubungkan bersama di dalam satu areal tertentu yang tidak begitu luas,

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

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

ringan dan dibatasi pada LAN skala kecil yang jumlah simpulnya terbatas.

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

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 internasional.

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

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

Acces Control (MAC).

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

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

memungkinkan pengirim memecah-mecah data input menjadi sejumlah data frame

(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

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

penanganan error ini dilakukan secara terintegrasi.

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

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 rendah dari model OSI yang berkaitan erat dengan arsitektur

jaringan LAN.

Gambar 3.1 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 IEEE 802[8].

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

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

lapisan Logical Link Control (LLC). Sedangkan fungsi dalam ketiga poin pertama

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

membentuk sebuah frame MAC. Lagi-lagi, informasi kontrol di dalam frame

diperlukan untuk operasi protokol MAC.

Gambar 3.2 Protokol LAN Menurut Konteks

3.5 Media Transmisi

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,

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,

namun disusun berlainan untuk mengatur pengoperasiannya melalui jangkauan

frekuensi yang lebih luas dan mampu digunakan dengan efektif pada kecepatan data

yang lebih tinggi. Terdiri dari konduktor silindris yang mengelilingi suatu kawat

konduktor dalam tunggal. Konduktor bagian dalam dibungkus baik dengan

konduktor kawat jaring maupun penyekat dalam. Konduktor terluar dilindungi oleh

suatu selubung atau pelindung. Sebuah kabel coaxial tunggal memiliki diameter

mulai dari 1 sampai 2,5 cm. Karena perlindungan ini, dengan konstruksi berbentuk

dibandingkan dengan twisted pair. Gangguan-gangguan utama terhadap kinerja kabel

coaxial biasanya berupa attenuasi, derau suhu, dan derau intermodulasi.

3.5.3 Kabel Fiber Optic

Salah satu terobosan terbesar dalam bidang transmisi data adalah

pengembangan sistem serat optik praktis. Sebuah kabel serat optik (fiber optic)

memiliki bentuk silindris dan terdiri dari tiga bagian konsentris, yaitu : inti, cladding,

dan selubung. Inti merupakan bagian terdalam dan terdiri dari satu atau lebih untaian,

atau serat, baik yang terbuat dari kaca maupun plastik, dan bentuknya pun tipis

sekali. Inti memiliki diameter yang berkisar antara 8 sampai 100 µm. Masing-masing

serat dikelilingi oleh cladding, yaitu berupa plastik atau kaca yang melapisi dan

memiliki sifat-sifat yang berbeda dengan plastik atau kaca pada inti. Serat optik

dianggap handal digunakan dalam telekomunikasi jarak jauh, dan mulai

dimanfaatkan untuk keperluan militer. Peningkatan kerja dan penurunan harga serta

kemampuannya dalam membawa informasi dalam jumlah besar, membuat serat optik

juga diaplikasikan pada LAN.

3.6 Topologi Jaringan Local Area Network (LAN)

Topologi adalah istilah yang digunakan untuk menguraikan cara bagaimana

komputer terhubung dalam suatu jaringan. Ada tiga jenis topologi yang biasa

3.6.1 Topologi Bus

Topologi bus termasuk konfigurasi multipoint. Seluruh station terhubung

melalui suatu interface perangkat keras yang disebut tap yang langsung terhubung ke

suatu jalur transmisi linier, seperti yang terlihat pada Gambar 3.3. Informasi yang

dikirim akan melewati setiap terminal yang ada pada jalur tersebut. Jika alamat yang

tercantum dalam data atau informasi yang dikirim sesuai dengan alamat terminal

yang dilewati, maka data atau informasi tersebut akan diabaikan oleh terminal yang

dilewatinya tersebut. Sampai di ujung bus, data atau informasi tersebut akan diserap

oleh terminator. Topologi ini sangat cocok untuk pembangunan jaringan skala kecil.

Jumlah terminal dapat dikurang dan ditambah secara fleksibel. Keuntungan topologi

bus adalah mudah pada ”set-up” awal, sedangkan kerugiannya adalah jika kabel

terputus akan mempengaruhi keseluruhan LAN.

3.6.2 Topologi Ring

Hubungan yang terdapat pada topologi ring (cincin) adalah hubungan

point-to-point dalam suatu lup tertutup seperti pada Gambar 3.4. LAN bertopologi cincin

menggunakan port fisik dan kabel terpisah untuk mentransmisikan data dan

menerima data. Setiap informasi yang diperoleh akan diperiksa alamatnya oleh

station yang dilewatinya. Jika informasi bukan ditujukan untuknya, maka informasi

akan terus dilewatkan sampai menemukan alamat yang benar. Setiap station dalam

jaringan lokal yang terhubung dengan topologi cincin, saling tergantung satu sama

lain sehingga jika terjadi kerusakan pada suatu sistem, maka seluruh jaringan akan

terganggu. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan cincin ganda dengan salah satu

cincin buck-up seperti yang dipakai pada jaringan cincin berteknologi FDDI.

Keuntungan topologi cincin hanya pada penggunaan panjang jaringannya yang lebih

pendek sehingga dapat menggunakan kabel yang lebih sedikit. Sedangkan

kerugiannya adalah jika kabel terputus di antara terminal, akan mempengaruhi

keseluruhan LAN (hanya untuk standar Token Ring). Topologi cincin biasanya

memerlukan biaya yang lebih mahal dalam penerapannya.

3.6.3 Topologi Star

Dalam topologi bintang, sebuah elemen pusat (misalnya Hub, bridge, atau

switch) bertindak sebagai pengatur dan pengendali semua komunikasi data yang

terjadi seperti Gambar 2.5. Station pusat merupakan titik kritis yang berfungsi

sebagai pengatur semua komunikasi data yang terjadi dan menyediakan jalur

komunikasi khusus antara dua station yang akan berkomunikasi. Banyaknya station

yang dapat terhubung tergantung jumlah port yang tersedia pada station pusat yang

digunakan. Topologi ini mudah untuk dikembangkan, baik penambahan maupun

pengurangan sistem. Keuntungan topologi bintang adalah jika kabel terputus, maka

hanya satu terminal yang terputus hubungannya. Terminal dapat ditambahkan

dengan mudah, tanpa mempengaruhi keseluruhan jaringan. Sedangkan kerugiannya

hanya pada penggunaan kabel yang terlalu banyak karena jarak fisik.

Gambar 3.5 Topologi Star

Pada saat pemilihan topologi jaringan, cukup banyak pertimbangan yang

harus diambil, tergantung pada kebutuhan. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan