MAKALAH WDM & FDM
MAKALAH WDM & FDM
Dibuat untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Dasar Sistem Telekomunikasi Dibuat untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Dasar Sistem Telekomunikasi
Semester 1 Tahun Ajaran
Semester 1 Tahun Ajaran 2018/20192018/2019
Oleh: Oleh: Acep
Acep Nurjaman Nurjaman 171311001171311001 Amelinda
Amelinda Dwi Dwi Seftyani Seftyani 171311005171311005 M.
M. Kemal Kemal Erlangga Erlangga 171311011171311011 Rahmat
Rahmat Nurfaizal Nurfaizal 171311021171311021 Wira
Wira Wijaya Wijaya 171311032171311032
D3-Teknik Elektronika 2A D3-Teknik Elektronika 2A
Program Studi Teknik Elektronika Program Studi Teknik Elektronika
Jurusan Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung Politeknik Negeri Bandung
2018 2018
Daftar Isi
Kata Pengantar ………...i
Daftar Isi ………... ii
BAB I Pendahuluan ………...………1
BAB II Pembahasan ………..………2
A. WDM (Wave-length Division Multiplexing ) …...………2
B. FDM ( Frequency Division Multiplexing ) ………7
BAB III Kesimpulan………...……… 11
BAB I
PENDAHULUAN
Operasi pemrosesan sinyal yang penting dalam komunikasi analog adalah multiplexing, dimana sejumlah sinyal independen dapat digabungkan menjadi sinyal komposit yang sesuai untuk transmisi melalui saluran umum. Frekuensi suara yang dikirimkan melalui sistem telepon, misalnya, berkisar dari 300 hingga 3100 Hz. Untuk mengirimkan sejumlah sinyal-sinyal ini di atas pada saluran yang sama(misalnya kabel), sinyal harus tetap terpisah sehingga tidak mengganggu masing-masing sinyal yang lain, sehingga dengan demikian mereka dapat dipisahkan pada ujung penerima. Ini dilakukan dengan memisahkan sinyal baik dalam frekuensi, waktu, atau dalam panajng gelombang. Teknik memisahkan sinyal dalam bentuk frekuensi disebut sebagai frekuensi-division-multiplexing (FDM), teknik pemisahan sinyal dalam bentuk waktu disebut time-division-multiplexing (TDM), sedangkan teknik pemisahan sinyal dalam bentuk panjang gelombang disebut wavelength-division-multiplexing (WDM).
BAB II
PEMBAHASAN
A. WDM (
Wavelength Divison Multiplexing
)
Wavelength Division Multiplexing
disingkat WDM adalah salah satu telnologi multipleksing dalam komunikasi serat optik yang bekerja dengan membawa sinyal informasi yang berbeda pada satu serat optik dengan menggunakan panjang gelombang (warna) cahaya laser yang berbeda. Dengan ini dapat meningkatkan kapasitas dan memungkinkan komunikasi dua arah pada satu serat optik.Istilah wavelength-division multiplexing biasanya diterapkan ke 'optical carrier' (yang digambarkan berdasarkan panjang gelombangnya), sedangkan frequency-division multiplexing biasanya digunakan pada 'radio carrier' (yang digambarkan berdasarkan frekuensinya). Namun, karena panjang-gelombang dan frekuensi proporsional secara inverse, dan karena radio dan cahaya adalah bentuk dari radiasi elektromagnetik, kedua istilah ini serupa.
Sebuah sistem WDM menggunakan multiplexer di pemancar sinyal untuk bergabung dengan bersama-sama, dan demultiplexer pada penerima untuk membagi mereka terpisah. Dengan tepat jenis serat adalah mungkin untuk memiliki perangkat yang melakukan keduanya secara bersamaan, dan dapat berfungsi sebagai multiplexer menambahkan-drop optik . Perangkat penyaringan optik digunakan secara konvensional telah menjadi etalons , stabil solid-state tunggal frekuensi interferometer Fabry-Perot dalam bentuk film tipis berlapis kaca optik.
Konsep ini pertama kali diterbitkan pada 1970, dan tahun 1978 sistem WDM sedang diwujudkan dalam laboratorium. Para WDM pertama sistem dikombinasikan hanya dua sinyal. Sistem modern dapat menangani hingga 160 sinyal dan dengan demikian dapat memperluas dasar 10 Gb / s sistem atas sepasang serat tunggal untuk lebih dari 1,6 Tbit / s .
Sistem WDM yang populer dengan perusahaan telekomunikasi karena mereka memungkinkan mereka untuk memperluas kapasitas jaringan tanpa meletakkan lebih banyak serat. Dengan menggunakan WDM dan amplifier optik , mereka dapat mengakomodasi beberapa generasi pengembangan teknologi di bidang infrastruktur optik mereka tanpa harus
merombak jaringan backbone.Kapasitas link yang diberikan dapat diperluas hanya dengan upgrade ke multiplexer dan demultiplexers di kedua ujungnya.
Hal ini sering dilakukan dengan menggunakan optik-ke-listrik-ke-optik (O / E / O) terjemahan di tepi dari jaringan transportasi, sehingga memungkinkan interoperation dengan peralatan yang ada dengan antarmuka optik.
Sebagian besar sistem WDM beroperasi pada single-mode kabel serat optik , yang memiliki diameter inti dari 9 pm. Bentuk-bentuk tertentu dari WDM juga dapat digunakan dalam multi-mode kabel serat (juga dikenal sebagai tempat kabel) yang memiliki diameter inti dari 50 atau 62,5 pm.
Awal WDM sistem yang mahal dan rumit untuk dijalankan. Namun, standardisasi baru dan lebih memahami dinamika sistem WDM telah membuat WDM lebih murah untuk
menyebarkan.
Penerima optik, berbeda dengan sumber laser, cenderung perangkat wideband. Oleh karena itu demultiplexer harus menyediakan selektivitas panjang gelombang penerima dalam sistem WDM.
Sementara itu, penggunaan teknologi WDM menawarkan kemudahan dalam hal peningkatan kapasitas transmisi dalam suatu sistem komunikasi serat optik, khususnya kabel
laut. Hal ini dimungkinkan karena setiap sumber data memiliki sumber optiknya masing-masing, yang kemudian digandengkan ke dalam sebuah serat optik (Gambar 3). Meski demikian, besarnya daya untuk masing-masing sumber optik mesti dibatasi karena serat optik yang dipergunakan akan mengalami ke-nonliniearan apabila jumlah total daya dari sumber-sumber optik tersebut melebihi suatu ambang nilai, yang besarnya tergantung pada jenis kenonliniearannya.
Gambar 1. Diagram suatu sistem WDM
Gambar 4 menunjukkan pengaturan jarak antarkanal dalam suatu sistem WDM, yang besarnya lebih kurang 1 nm. Dengan demikian, di sisi penerima mesti ditempatkan suatu
Gambar 2. Jarak antarkanal dalam sistem WDM
Sistem WDM dibagi menjadi pola panjang gelombang yang berbeda, konvensional / kasar (CWDM) dan padat (DWDM). Konvensional WDM sistem
menyediakan hingga 8 kanal di 3 jendela transmisi ( C-Band ) dari serat silika sekitar 1550 nm. Padat wavelength division multiplexing (DWDM) menggunakan jendela transmisi yang sama namun dengan jarak lebih padat saluran.Rencana saluran bervariasi, tetapi sistem yang khas akan menggunakan 40 saluran pada jarak 100 GHz atau 80 saluran dengan jarak 50 GHz. Beberapa teknologi mampu 12,5 jarak GHz (kadang disebut sangat padat WDM ). Jarak tersebut hari ini hanya dicapai oleh teknologi ruang Gratis. Pilihan amplifikasi Baru ( amplifikasi Raman ) memungkinkan perpanjangan dari panjang gelombang dapat digunakan pada pita-L , kurang lebih dua kali lipat angka-angka.
Panjang gelombang division multiplexing kasar (CWDM) berbeda dengan WDM dan DWDM konvensional menggunakan spasi kanal ditingkatkan untuk memungkinkan desain transceiver kurang canggih dan dengan demikian lebih murah. Untuk memberikan 8 saluran pada CWDM serat tunggal menggunakan pita frekuensi keseluruhan antara kedua dan ketiga jendela transmisi(1310/1550 nm masing-masing) termasuk (jendela minimal dispersi dan atenuasi jendela minimum) windows tapi juga daerah kritis di mana hamburan OH mungkin terjadi, merekomendasikan penggunaan OH bebas serat silika dalam hal panjang gelombang antara jendela transmisi kedua dan ketiga juga harus digunakan. Menghindari daerah ini, saluran 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61 tetap dan ini adalah yang paling umum digunakan.
WDM, DWDM dan CWDM didasarkan pada konsep yang sama menggunakan beberapa panjang gelombang cahaya pada sebuah serat tunggal, tetapi berbeda dalam jarak panjang gelombang, jumlah saluran, dan kemampuan untuk memperkuat sinyal multiplexed di ruang optik. EDFA memberikan amplifikasi wideband efisien untuk C-band , amplifikasi
Raman menambahkan mekanisme amplifikasi dalam pita L- . Untuk amplifikasi optik CWDM wideband tidak tersedia, membatasi rentang optik untuk beberapa puluh kilometer.
DWDM
Dense Wavelength Division Multiplexing(DWDM) merupakan suatu teknologi jaringan transport yang memanfaatkan cahaya dari serat optik dengan panjang gelombang yang berbeda-beda untuk ditransmisikan melalui kanal-kanal informasi dalam satu fiber tunggal.
Jumlah panjang gelombang yang dapat ditransmisikan dalam jaringan pada satu fiber terus berkembang(4, 8, 16, 32, dan seterusnya), jenis fiber yang direkomendasikan oleh ITU-T ( International Telecommunication Union) adalah G.650 – G.659 dan yang sering digunakan saat ini yaitu jenis fiber G.655, jenis fiber G.655 merupakan jenis fiber yang mempunyai karakteristik umum Non Zero Dispersion Shifted Fibre(NZDSF) yaitu fiber yang memiliki koefisien dispersi kromatik lebih rendah(dispersi optimal).
Gambar 3. Chromatic Dispersion
Prinsip kerja dari teknologi DWDM secara umum memilki persamaan dengan media transmisi lainnya dalam mengirimkan sinyal informasi dari satu tempat ke tempat lain. Untuk teknologi DWDM menggunakan media transmisi berupa fiber optic, dimana semua sumber sinyal informasi(λ1-λn) dari transmiter akan dimultipleksikan ke dalam satu fiber, setelah itu sinyal informasi tersebut ditransmisikan kemudian masuk ke perangkat demuktiplekser untuk disebarkan kembali sesuai tujuan masing-masing sinyal yang akan diterima oleh rec eiver.
Pada teknologi DWDM ini terdapat komponen pendukung diantaranya jenis filter, serat optic dan penguat optik. Jenis filter yang digunakan pada umumya antara lain Dichroic interference Filters(DIF), Fiber Bragg Gratings(FBG), Array Wavegiude Filters(AWG) dan Hybrid Fused Cascade Fiber (FCF) dengan Mach-Zehnder (M-Z) interference. Komponen selanjutnya adalah serat optic dengan dispersi yang rendah, sementara penguat optic yang banyak digunakan adalah EDFA( Erbium Doped fibre Amplifier (1530-1565 nm)) dan msih banyak lagi jenis penguat lainnya contoh raman amplifier dll. Penggunaan penguat optic sangat penting peranannya di dalam perkembangan teknologi DWDM tersebut sebagai penguat sinyal optic dan proses 3R( Reshaping,Regenerating,Retiming ) untuk menjaga
kualitas sinyal yang maksimal.
Gambar 5. Penguat Optik Keuntungan menggunakan teknologi DWDM :
1. Mampu untuk memenuhi kebutuhan kapasitas jaringan dimasa depan.
2. Dapat mengakomodasi layanan baru dan transparansi terhadap format sinyal dan protocol jaringan.
3. Mampu untuk diimplementasikan pada jaringan telekomunikasi jarak jauh(long haul) 4. Dapat menyediakan kebutuhan Bandwidth yang sangat cepat.
5. Teknologi DWDM dapat mentransmisikan banyak panjang gelombang(λ) dalam satu fiber.
B. FDM (
F requency Division Multiplexing
)
FDM yaitu pemakaian secara bersama kabel yang mempunyai bandwidth yang tinggi terhadap beberapa frekuensi (setiap channel akan menggunakan frekuensi yang berbeda). Contoh metoda multiplexer ini dapat dilihat pada kabel coaxial TV, dimana beberapa channel TV terdapat beberapa chanel, dan kita hanya perlu tunner (pengatur channel) untuk gelombang yang dikehendaki.
Pada teknik FDM, tidak perlu ada MODEM karena multiplexer juga bertindak sebagai modem (membuat permodulatan terhadap data digital). Kelemahan Modem disatukan dengan multiplexer adalah sulitnya meng-upgrade ke komponen yang lebih maju dan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi (seperti teknik permodulatan modem yang begitu cepat meningkat).
Gambar 6.
F requency Division Multiplexing
FDM merupakan sinyal analog yang digunakan sebagai media pengiriman sinyal digital (0&1) dalam system computer. Misalkan diketahui kanal komunikasi suara berupa kabel voice grade mempunyai lebar frekuensi 300 – 3000 Hz. Dengan multiplexing FDM bias menggunakan lebih dari 1 terminal. Untuk keperluan ini digunakan 4 pembawa, misalnya 600, 1200, 1800, 2400 Hz. Ini berarti data dari 4 buah sumber dapat dikirimkan ke tujuan secara bersamaan hanya dengan menggunakan sebuah saluran voice grade. Bilangan biner “1” diwakili oleh sinyal 800, 1400, 2000, 2600 Hz, sedangkan biner “0” diwakili oleh sinyal 400, 1000, 1600, 2200 Hz. Untuk mencegah interferensi, tiap2 band dipisahkan oleh jalur selebar 200 Hz. Jadi penerima akan memisahkan sinyal yang diterima berdasarkan
frekuensinya, lalu disalurkan ke tempat tujuan yang dikehendaki.
FDM tidak hanya digunakan untuk pengiriman dari titik ke titik, tapi dapat juga dengan cara multidrop. Dengan cara ini, setiap penerima hanya mengambil sinyal data sesuai dengan frekuensi yang sudah ditentukan dan data yang lain diteruskan ke tujuan yang bersangkutan. Tiap kanal telah diberikan pada terminal tertentu. Jika terminal tersebut tidak
Prinsip dari FDM adalah pembagian bandwidth saluran transmisi atas sejumlah kanal (dengan lebar pita frekuensi yang sama atau berbeda) dimana masing-masing kanal dialokasikan ke pasangan entitas yang berkomunikasi. Contoh aplikasi FDM ini yang polpuler pada saat ini adalah Jaringan Komunikasi Seluler, seperti GSM ( Global System
Mobile) yang dapat menjangkau jarak 100 m s/d 35 km. Tingkatan generasi GSM adalah sbb: First-generation: Analog cellular systems (450-900 MHz)
Frequency shift keying for signaling FDMA for spectrum sharing
NMT (Europe), AMPS (US)
Second-generation: Digital cellular systems (900, 1800 MHz)
TDMA/CDMA for spectrum sharing Circuit switching
GSM (Europe), IS-136 (US), PDC (Japan)
2.5G: Packet switching extensions
Digital: GSM to GPRS Analog: AMPS to CDPD
3G:
High speed, data and Internet services IMT-2000
Gambar 7. Pemakaian Frekuensi pada GSM
C. Kelebihan dan Kekurangan WDM dan FDM
a. Kelebihan
WDM FDM
b. Transmisi data melalui serat optik dapat berjalan dengan kecepatan 2,5 sampai 10 Gbits/sec lebih cepat dari media transmisi lainnya
c. Bekerja dengan komunikasi fiber single mode
d. Tidak terganting pada protokol yang harus ditransmisikan
e. Lebih terukur, saluran baru dengan mudah dapat ditambahkan ke saluran yang ada, biaya hanya untuk bandwidth yang dibutuhkan.
f. Sangat mudah bagi penyedia jaringan untuk menambah kapasitas tambahan dalam beberapa hari jika pelanggan membutuhkannya.
g. Perlindungan yang lebih baik terhadap penyadapan h. Kecepatan data yang lebih tinggi dibandingkan dengan
multipleks kode,
perambatan/ perkembangan
keterlambatan
j. Para pengirim dapat mengirim sinyal terus menerus
k. Bekerja untuk sinyal analog juga
l. Ada koordinasi dinamis yang diperlukan
m. Beberapa sinyal dilakukan secara bersamaan
n. Bandwidth tidak dapat tumpang tindih
o. Lebih simpel
b. Kekurangan
WDM FDM
p. Membutuhkan biaya yang mahal untuk pemasangan dan perawatannya
q. Cost complexity
r. Maksimum regangan dan suhu untuk masing-masing lokasi harus ditentukan pada tahap desain sistem untuk membuat penggunaan terbaik dari bandwidth yang tersedia
s. Karena membutuhkan panjang gelombang yang berbeda, membuat instalasi dan pemeliharaan lebih rumit dan
t. Frekuensi adalah sumber daya yang langka
u. Tidak flexibel, karena satu saluran menganggur dan yang lainnya sibuk
v. Adanya kebutuhan untuk memfilter bandpass yang harganya relatif mahal dan rumit untuk dibangun w. Penguat tenaga (power amplifier) di transmitter
yang digunakan memiliki karakteristik nonlinier, dan amplifikasi nonlinear mengarah kepada pembuatan komponen spektral out-of-band yang
dapat mengganggu saluran FDM yang lain x. Memiliki frekuensi yang terbatas
y. Memiliki noise karena masih analog sinyal
z. Karena bandwidth jalur atau media yang dipakai bersama-sama tidak dapat digunakan sepenuhnya,
persediaan meningkat karena sebagian dari frekuensi terpaksa digunakan untuk memisahkan antara frekuensi channelchannel yang ada.
