TUGAS AKHIR
STUDI PERBANDINGAN DWDM (DENSE WAVELENGTH
DIVISION MULTIPLEXING) DAN CWDM (COARSE
WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING)
PADA SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK
O L E H
050402027
PUTRA ANDICA SIAGIAN
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
STUDI PERBANDINGAN DWDM (DENSE WAVELENGTH DIVISION
MULTIPLEXING) DAN CWDM (COARSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) PADA SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK
Oleh :
050402027
PUTRA ANDICA SIAGIAN
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro
Disetujui oleh: Pembimbing, NIP. 19640125.199103.1.001 IR. M. ZULFIN, MT Diketahui oleh: Pelaksana Harian
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU
NIP. 19461022.197302.1.001 PROF. DR. IR. USMAN BAAFAI
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Wavelength Division Multiplexing (WDM) menjadi suatu solusi untuk
dapat memultipleks sinyal ke dalam saluran serat optik tunggal dan dapat mengurangi jumlah amplifier dalam saluran transmisi sistem komunikasi serat optik. Dengan adanya teknologi WDM ini, data dalam bentuk audio maupun video bisa ditransmisikan dalam jumlah yang banyak dan dengan kecepatan transfer data yang sangat cepat tanpa harus merubah sinyal cahaya ke sinyal elektrik.
Diawali dengan teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), kemudian Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM). Oleh karena itu, perlu dibandingkan antara DWDM dan CWDM pada sistem komunikasi serat optik agar didapatkan hasil yang lebih baik yang dapat digunakan dalam area tertentu dan fungsi tertentu dengan kualitas yang baik, peralatan yang sederhana, dapat ditingkatkan kapasitas transmisinya dan dengan harga yang relatif murah.
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat, hidayah dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini yang berjudul “STUDI PERBANDINGAN DWDM
(DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) DAN CWDM (COARSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) PADA SISTEM
KOMUNIKASI SERAT OPTIK” penulis persembahkan kepada yang teristimewa Ayahanda Almarhum AIPTU. Oskar Siagian dan Ibunda Almarhumah Yurhaini SPd, yang telah membesarkan, mendidik dan memberikan kasih sayang yang tidak akan pernah habis kepada penulis sampai akhir hayat mereka. Juga kepada adik-adik penulis yang tersayang, Johan Ardhana Siagian dan Ridho Mauliddin Siagian yang selalu memberikan doa dan motivasi kepada penulis. Khairina Achmad yang selalu memberikan dukungan dan nasehat kepada penulis dengan doa dan kasih sayang yang tulus.
Selama penulisan Tugas Akhir ini hingga menyelesaikannya, penulis banyak mendapat bantuan dan dukungan serta masukan dari banyak pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan ribuan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof. DR. Ir. Usman Baafai dan Rahmad Fauzi ST, MT, selaku Pelaksana Harian Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. M. Zulfin, MT selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak membantu dalam penulisan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir. Masykur Sjani sebagai Dosen Wali penulis yang telah memberikan dukungan moril kepada penulis.
4. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Elektro, khususnya pada Konsentrasi Teknik Telekomunikasi yaitu Bapak Ir. Arman Sani MT, Bapak Maksum Pinem ST, MT dan Bapak Ali Hanafiah ST, MT. yang telah memberikan banyak inspirasi, pelajaran moral dan spiritual serta masukan dan motivasi bagi penulis untuk selalu menjadi lebih baik.
5. Seluruh Karyawan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
6. Sahabat-sahabat seperjuangan untuk mencapai tujuan bersama menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara khususnya stambuk 2005 yaitu Dedi (Uda’), Harry, Sujek, Megi, Dedi M, Muti, Rizky, Lutfi, Ricky, Prindi, Rudi, Gifari, Harpen, Putra, Khairil, Azwar, Iqri, Umar, Diana, Ami, Tachi, Dewi, Yona, Zainul, Nisa, Chici, Aprik, Daniel, Eternal, Mika, Samuel, Lemuel, Erisa, Once, Kristina dan teman-teman yang belum disebut namanya yang selama ini menjadi teman diskusi di kampus.
7. Seluruh Keluarga Besar Siagian, Bapak Tua dan Mak Tua, Bapak Uda dan Inang Uda, Amangboru dan Namboru. Juga kepada Uak Yahmin BA, dan Uak Dra. Eva Yunismeini MPd. juga Bang Ari, Puspa, Novi, dan Ihsan yang telah banyak memberikan nasehat dan dukungan moril maupun materil kepada penulis.
8. Seluruh teman-teman Alumni SMA N. 1 Kota Tanjungbalai dan tokoh-tokoh agama yang selalu bertukar pikiran dengan penulis demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
9. Serta semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Berbagai usaha telah penulis lakukan demi terselesaikannya Tugas Akhir ini dengan baik, tetapi penulis menyadari akan kekurangan dan keterbatasan penulis. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis.
Medan, 26 Juni 2010 Penulis,
NIM. 050402027
DAFTAR ISI ABSTRAK ... i KATA PENGANTAR ... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR ... ix DAFTAR TABEL ... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1 1.2Rumusan Masalah ... 2 1.3Tujuan Penulisan ... 3 1.4Batasan Masalah ... 3 1.5Metodologi Penulisan ... 4 1.6Sistematika Penulisan ... 4
BAB II SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK 2.1 Pendahuluan ... 6
2.2 Gelombang Elektromagnetik ... 6
2.2.1 Prinsip Gelombang Elektromagnetik ... 9
2.2.2 Spektrum Gelombang Elektromagnetik ... 9
2.2.3 Spektrum Elektromagnetik ... 12
2.2.4 Panjang Gelombang ... 14
2.3 Cahaya Optik ... 15
2.3.1 Refraksi (pembiasan) Cahaya ... 16
2.3.3 Dispersi Cahaya ... 20
2.4 Multipkexing ... 21
2.4.1 Time Division Multiplexing (TDM) ... 22
2.4.2 Frequency Division Multiplexing (FDM) ... 25
2.4.3 Wavelength Division Multiplexing (WDM) ... 27
2.4.4 Sistem Simplex dan Duplex ... 27
2.5 Single Mode Fiber ... 29
2.6 Arrayed Wave Gratings (AWG) ... 31
2.7 Splicing (Penyambungan) ... 33
2.7.1 Fusion Splices (Penyambungan Lebur) ... 33
2.7.2 Mechanical Splices (Penyambungan Mekanis) ... 34
2.8 Connector ... 34
BAB III SISTEM WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING (WDM) 3.1 Pendahuluan ... 37
3.2 Perutean Panjang Gelombang ... 39
3.3 Teknologi WDM ... 39
3.3.1 Add – Drop Multiplekser ... 40
3.3.2 Interference Filter pada WDM ... 40
3.4 Sistem DWDM ... 43
3.4.1 Prinsip Kerja DWDM ... 45
3.4.2 Komponen penting pada DWDM ... 45
3.4.3 Pemantulan dan Pentransmisian FBG ... 50
3.5 Channel Spacing ... 51
3.6.1 Prinsip Kerja CWDM ... 53
3.6.2 Perbedaan Antara CWDM dan DWDM ... 53
3.6.3 Daya terima yang terdapat pada Sistem DWDM dan CWDM……… ... 60
BAB IV STUDI PERBANDINGAN DWDM (DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) DAN CWDM (COARSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) PADA SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK 4.1 Umum ... 62
4.2 Channel Spacing (Spasi Kanal)... 63
4.3 Band Frekuensi ... 66
4.4 Tipe Fiber ... 66
4.5 Area Implementasi ... 67
4.6 Perangkat Laser ... 67
4.7 Filter... 68
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 70
5.2 Saran ... 71
DAFTAR PUSTAKA... 72 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
1. Gambar 2.1 Spektrum Gelombang Elektromagnetik………. 10
2. Gambar 2.2 Spektrum Gelombang………. 13
3. Gambar 2.3 Panjang Gelombang……… 14
4. Gambar 2.4 Refraksi Cahaya……….. 19
5. Gambar 2.5. Refraksi Mendekati dan Menjauhi Garis Normal………… 19
6. Gambar 2.6 Difraksi Cahaya………... 20
7. Gambar 2.7 Dispersi Cahaya……….. 21
8. Gambar 2.8 Multiplexing……… 22
9. Gambar 2.9 Time Division Multiplexing (TDM)……… 24
10.Gambar 2.10 Cara kerja transmisi Simplex, half duplex, dan full duplex.. 28
11.Gambar 2.11 Single Mode Fiber………. 30
12.Gambar 2.12 Modul AWG (Arrayed Waveguide Gratings)……….. 31
13.Gambar 2.13 Penyambungan Lebur………... 33
14.Gambar 2.14 Penyambungan Mekanis………... 34
15.Gambar 2.15 Connector……….. 36
16.Gambar 3.1 Sistem Wavelength Division Multiplexing……….. 38
17.Gambar 3.2 Interference Filter pada WDM………41
18.Gambar 3.3 Demultiplekser 40 Kanal dengan Pemisahan ke Dalam Blok – Blok Kanal……….. 42
19.Gambar 3.4 Star coupler………. 44
20.Gambar 3.5 Karakteristik Tipe Fiber berdasarkan standar ITU…………. 47
22.Gambar 3.7 Optical circulator dan FBG………... 49
23.Gambar 3.8 Proses Pemantulan dan Pentransmisian gelombang Cahaya Pada FBG... 50
24.Gambar 3.9 Channel Spacing DWDM Fiber Bragg Grating………. 52
25.Gambar 3.10 Jarak Antar Kanal Pada DWDM... 55
26.Gambar 3.11 Jarak Antar Kanal pada CWDM... 55
27.Gambar 3.12 Transmisi untuk 4 kanal pada CWDM dan 8 kanal pada DWDM………... 60
DAFTAR TABEL
1. Tabel 2.1 Spektrum dan Panjang Gelombang……….. 14 2. Tabel 2.2 Indeks Bias beberapa Medium yang berbeda………... 17 3. Tabel 3.1 Perbedaan antara DWDM dan CWDM……… 54 4. Tabel 3.2 Perbandingan Spasi Lamda dan Spasi Frekuensi…………... 59 5. Tabel 4.1 Rekapitulasi Perhitungan ∆f ……….. 65