ABSTRAK
Radio over Fiber (RoF) merupakan hybrid teknologi yang menggabungkan fleksibelitas jaringan wireless dengan keandalan jaringan optik. Untuk meningkatkan kapasitas jaringan RoF, digunakan teknik multiplexing Sub Carrier Multiplexing (SCM) dan Wavelength Division Multiplexing (WDM). Arrayed Waveguide Gratings (AWG) dapat digunakan sebagai pengganti multiplexing WDM untuk menghasilkan performansi jaringan yang lebih baik. Penambahan filter Fiber Bragg Gratings (FBG) juga dilakukan untuk meningkatkan performansi jaringan. Pada penelitian ini, FBG diletakkan pada tiga buah sisi yaitu pada sisi transmitter, sisi receiver, dan pada sisi transmitter dan receiver. Dari hasil simulasi, jarak transmisi maksimum untuk penambahan filter FBG pada satu sisi transmitter atau pada satu sisi receiver adalah 11 km dengan jumlah kanal SCM yang dapat dimultiplekskan sebanyak 75 kanal. Sedangkan untuk penggunaan filter FBG pada kedua sisi yaitu di transmitter dan receiver jarak transmisi hanya sampai 10 km dengan jumlah kanal SCM yang dapat dimultiplekskan sebanyak 45 kanal. Bit rate maksimum yang dapat diimplementasikan pada model sistem ini adalah 1 Gbps. Untuk perhitungan nilai crosstalk, semakin banyak jumlah saluran input dan output, maka crosstalk yang dihasilkan akan semakin besar.
Kata Kunci: Arrayed Waveguide Gratings, Fiber Bragg Gratings, Radio over Fiber, Sub Carrier Multiplexing, Wavelength Division Multiplexing.
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Perkembangan teknologi dan informasi yang semakin pesat serta kebutuhan manusia yang semakin meningkat mendorong perlunya perubahan jaringan telekomunikasi dengan kapasitas yang lebih besar dan kualitas yang bagus. Untuk melayani kebutuhan tersebut harus didukung dengan penggunaan media dan informasi yang handal dan mampu memberikan kualitas layanan yang maksimal.
Serat optik merupakan medium yang mentransmisikan sinyal cahaya yang mampu mentransfer data dengan kecepatan tinggi dalam waktu yang cepat. Wavelength Division Multiplexing (WDM) merupakan salah satu teknologi pada sistem komunikasi optik yang digunakan untuk jaringan transport. Selain itu, serat optik juga menjadi pilihan sebagai jaringan backhaul dalam transmisi sinyal radio karena dapat memberikan kapasitas yang besar dan tingkat keandalan yang tinggi bagi jaringan wireless.
Radio over Fiber (RoF) merupakan hybrid teknologi yang menggabungkan fleksibelitas jaringan wireless dengan keandalan jaringan optik. RoF dapat mengurangi attenuation, dispersion dan scattering serta dapat meningkatkan performansi Bit Error Rate (BER) dan bandwidth sistem (Ajay kumar, 2012).
Untuk meningkatkan kapasitas jaringan RoF, diperlukan teknik multiplexing yaitu Sub Carrier Multiplexing (SCM) yang membawa berbagai jenis kanal frekuensi yang berbeda–beda kemudian dikombinasikan dengan sistem Wavelength Division Multiplexing (WDM) untuk membawa berbagai jenis panjang gelombang yang diinginkan dalam satu serat optik (Muchrizam, 2012). Penelitian tentang SCM/WDM pada jaringan RoF yang dilakukan oleh Arief Marwanto (2008) memberikan hasil bahwa Signal to Noise Ratio (SNR) maupun Bit Error Rate (BER) menunjukkan performansi jaringan yang cukup bagus.
Pada teknik multiplexing, Arrayed Waveguide Grating (AWG) juga dapat digunakan sebagai multiplexer dan demultiplexer dengan jumlah kanal yang sangat besar dan rugi-rugi yang relatif kecil, ini dibuktikan oleh Oplink (2012) yang meneliti tentang AWG sebagai multiplexer dan demultiplexer. Hasil penelitiannya menunjukan bahwa AWG memiliki insertion loss dan crosstalk yang kecil.
Afif Saifuddin (2013) menganalisa performansi AWG pada jaringan Wavelength Division Multiplexing-Gigabit Passive Optical Network (WDM-GPON) dengan memperhatikan parameter Bit Error Rate (BER). Di dalam penelitian yang dilakukannya performansi BER untuk sistem yang menggunakan AWG lebih baik dibandingkan dengan sistem multiplexer konvensional.
Optical Add Drop Multiplexer (OADM) adalah suatu perangkat yang terdapat pada teknologi WDM yang berfungsi untuk menambahkan (add) dan menurunkan (drop) muatan data dari dan ke jaringan transport. Untuk meningkatkan performansi sistem, ditambahkan Fiber Bragg Grating (FBG) pada pada perangkat OADM. Penerapan OADM mengunakan filter FBG dilakukan oleh Edita Rosana Widasari (2012). Edita melakukan penelitian pada jaringan Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM). Hasil penelitian yang dilakukan menunjukan, perangkat OADM dengan menggunakan filter FBG memiliki crosstalk yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan perangkat AWG.
ANALISIS PERFORMANSI ARRAY WAVEGUIDE GRATING
MENGGUNAKAN FILTER FIBER BRAGG GRATINGS PADA
JARINGAN SCM/WDM RADIO OVER FIBER
Noval Efendi Musa dan Rika Susanti, ST., M.Eng, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Sains dan
Teknologi UIN Suska Riau
Erwin Zahroni (2014) melakukan penelitian tentang Arrayed Waveguide Grating menggunakan filter FBG pada jaringan DWDM. Pengujian dilakukan dengan menggunakan FBG pada sisi receiver, transmitter dan transmitter/receiver. Hasil penelitiannya menunjukan performansi filter pada sisi receiver lebih baik dibandingkan sisi transmitter.
AWG digunakan sebagai pengganti multiplexing WDM untuk menghasilkan performansi jaringan yang lebih baik pada serat optik. Penambahan filter FBG dilakukan untuk meningkatkan performansi jaringan tersebut, selain itu filter FBG memiliki crosstalk yang rendah pada serat optik. Berdasarkan uraian di atas, penelitian hanya baru dilakukan pada jaringan serat optik murni. Belum ada peneliti yang melakukan penelitian terhadap penerapan AWG dengan FBG pada jaringan yang menggabungkan antara sistem komunikasi serat optik dan sistem komunikasi radio (RoF). Oleh karena itu penulis mengangkat penelitian ini dengan judul “Analisa Performansi Arrayed Waveguide Grating menggunakan filter Fiber Bragg Gratings pada jaringan SCM/WDM Radio over Fiber ”.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka permasalahan yang akan dibahas adalah bagaimana performansi dari Arrayed Waveguide Grating (AWG) menggunakan filter Fiber Bragg Gratings (FBG) pada jaringan SCM/WDM Radio over Fiber dengan memperhatikan standar dan nilai toleransi yang sudah ditetapkan pada jaringan.
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Memodelkan jaringan SCM/WDM RoF dengan
multiplexing AWG menggunakan filter FBG. 2. Menganalisa performansi jaringan SCM/WDM
RoF dengan multiplexing AWG menggunakan filter FBG terhadap parameter BER.
3. Menentukan jumlah kanal SCM maksimum yang dapat diimplementasikan pada jaringan SCM/WDM RoF dengan multiplexing AWG menggunakan filter FBG
II. LANDASANTEORI A. Serat Optik
Serat optik adalah media transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang beroperasi pada frekuensi optik atau cahaya. Serat optik berbentuk silinder dan menyalurkan energi gelombang elektromagnetik dalam bentuk cahaya di dalam permukaannya dan mengarahkan cahaya pada sumbu axisnya. Struktur dasar dari serat optik tersusun atas core, cladding dan coatting (Rika S, 2013; Dipo S, 2015).
Gambar 1. Struktur Serat Optik
B. Multiplexing
Multiplexing adalah teknik mengirimkan beberapa informasi dengan menggunakan satu saluran yang sama. Tujuan utamanya adalah menghemat jumlah saluran fisik, misalnya kabel, pemancar dan penerima (transceiver) atau kabel optik (Sri, 2015).
Gambar 2. Prinsip Dasar Sistem WDM
C. Sub Carrier Multiplexing
Sub Carrier Multiplexing merupakan teknik multiplexing yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal digital dengan menggunakan frekuensi berbeda-beda dalam domain Radio Frekuensi (RF). Sinyal RF yang temodulasi kemudian disalurkan melalui serat optik. Sistem ini membantu memberikan efisiensi dalam kapasitas bandwith dan daya transmisi (Muchrizzam, 2012).
D. Wavelength Division Multiplexing (WDM)
Teknologi WDM merupakan teknologi jaringan transport yang mampu menyalurkan berbagai jenis trafik seperti data, suara dan video dengan menggunakan panjang gelombang berbeda dalam satu serat tunggal secara bersamaan (Firman, 2009). Jaringan WDM dapat digunakan untuk aplikasi jarak jauh (long haul) maupun jarak dekat (short haul).
Gambar 3. Konsep Transmisi WDM (Firman, 2009)
E. Radioover Fiber (RoF)
Radio over Fiber (RoF) merupakan suatu proses pengiriman sinyal radio melalui melalui serat optik untuk pengiriman data yang lebih cepat. Dengan menggunakan kabel serat optik sebagai media perantara, maka akan diperoleh kecepatan transmisi yang lebih besar dibandingkan ketika dilakukan transmisi secara langsung. RoF dapat meningkatkan performansi Bit Error Rate dan bandwidth sistem.
Sistem RoF terdiri dari Central Site (CS) dan Remote Site (RS) yang dihubungkan oleh sebuah jaringaan serat optik. Jika di jaringan GSM, maka CS bisa menjadi Mobile Switching Center (MSC) dan RS adalah Base Station (BS).
Gambar 4. Sistem Radio Over Fiber Secara Umum (Setyadi, 2012; Sri, 2015)
F. Arrayed Waveguide Gratings (AWG)
Arrayed Waveguide Gratings (AWG) merupakan revolusi dari sistem telekomunikasi. AWG membuat blok– blok untuk penanganan sistem yang rumit seperti; optical attenuator (VOA), thermo-optic switch, DWDM channel monitor, dynamic gain equalizer, dan lain–lain. Modul AWG dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 5. Modul Arrayed Waveguide Gratings (Rifqi, 2009)
Sinyal input dalam WDM dikombinasikan menjadi sebuah sinyal output polikromatik, proses ini dikenal dengan nama multiplexing. Serat optik dapat melakukan multiplexing dengan bandwidth yang sangat besar. Pada saat multiplexing sinyal polikromatik dijadikan sebuah sinyal tunggal pada transmisi melalui serat optik. Pada WDM sinyal polikromatik tersebut dipisahkan menjadi panjang gelombang tunggal yang bersesuaian, dan diindetifikasi sebagai serial pada kanal, proses ini dikenal dengan nama demultiplexing. Panjang gelombang tersebut distandarisasikan oleh International Telecomunication Union (ITU) untuk jaringan DWDM.
Prinsip kerja dari Arrayed Waveguide Gratings (AWG) yaitu dapat melakukan multiplexing dan demultiplexing sejumlah besar panjang gelombang menjadi serat optik tunggal, sehingga meningkatkan kapasitas transmisi jaringan optik jauh.
Gambar 6. Prinsip Kerja AWG, dari (1) ke (5) adalah Demultiplexer, dan dari (5) ke (1) adalah Multiplexer (Wikipedia, 2015).
G. Fiber Bragg Gratings
Fiber Bragg Grating (FBG) merupakan suatu jenis reflektor (bragg) yang terdistribusi dalam bentuk segmen-segmen atau kisi dalam serat optik. Fiber Bragg Grating (FBG) memantulkan beberapa panjang gelombang cahaya tertentu dan meneruskan sisanya, dimana hal ini dapat terjadi karena adanya penambahan suatu variasi periodik terhadap indeks bias inti serat optik. Salah satu fiber bragg grating yang sederhana dan paling banyak digunakan adalah uniform fiber bragg grating. Uniform FBG dapat berfungsi sebagai reflection filter, narrow-band transmission, broadband mirror, dan bandpass filter bergantung pada panjang kisi dan modulasi indeks bias pada FBG tersebut (Tamas Fachryto, 2014).
Gambar 7. Fiber Bragg Grating pada Serat Optik (Edita Rosana W, 2013)
H. Crosstalk
Crosstalk merupakan suatu gangguan ketika sinyal dari satu saluran tiba di tempat lain maka akan menjadi noise di saluran lain. Crosstalk dapat pada kanal yang besebelahan yang beroperasi pada panjang gelombang yang berbeda (interchannel crosstalk) dan sinyal interferensi mempunyai panjang gelombang yang sama dengan sinyal yang diinginkan (intrachannel crosstalk). Untuk perhitungan crosstalk dapat menggunakan persamaan berikut :
σ2= M.b2 Rd2.Ps2{2ɛadj+ (N-3) ɛ
nonadj+Xswitch}
Dimana :
M : Jumlah saluran input
b : Perbandingan tinggi puncak suatu sinyal N : Kanal keluaran
Rd : Detektor Respon Ps : Daya Input Sinyal
𝜀adj: Crosstalk efektif kanal yang berdekatan 𝜀nonad : Crosstalk efektif kanal yang tidak berdekatan
Xswitch : Nilai Crosstalk ( dalam satuan linier ) pada suatu optical switch
III. PEMODELANDANSIMULASI A. Pemodelan Jaringan
Berikut merupakan model dari perancangan sistem SCM/WDM-RoF yang terdiri dari transmitter, saluran transmisi dan receiver.
Gambar 8. Model Jaringan SCM/WDM RoF menggunakan Multiplexer AWG dan Filter FBG
Keterangan :
1. PRBS (Pseudo Random Bit sequence)
PRBS merupakan komponen yang digunakan untuk membangkitkan sinyal informasi berupa sinyal digital
2. NRZ (Non Return to Zero)
Proses encoding dengan menggunakan teknik pengkodean NRZ
3. ASK MOD (Amplitude Shift Keying Modulator) Teknik modulasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah teknik modulasi ASK 4. CG (Carrier Generator)
CG berfungsi sebagai pembangkit sinyal carrier yang akan membawa sinyal informasi ke dalam beberapa kanal frekuensi.
5. EA (Electrical Adder)
Berfungsi menggabungkan sinyal modulasi ASK dan sinyal carrier untuk ditransmisikan kedalam modulator eksternal.
6. SG (Sine Generator )
SG memiliki fungsi untuk membangkitkan sinyal sinus elektrik.
7. HC (Hybrid Coupler)
HC digunakan untuk mengkombinasikan sinyal informasi elektrik.
8. LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
Penelitian ini akan menggunakan LASER sebagai sumber optik untuk mentransmisikan sinyal ke dalam serat optik.
9. MZM (Mach Zehnder Modulator)
MZM merupakan modulator eksternal yang akan memodulasi sinyal informasi sebelum ditransmisikan kedalam serat optik.
10. FBG (Fiber Bragg Gratings)
FBG berfungsi sebagai filter setelah sinyal digital dimodulasikan dengan cahaya.
11. AWG (Array Waveguide Gratings)
AWG berfungsi sebagai multiplexing dan demultiplexing yang memiliki jumlah kanal antara input dan output adalah sama.
12. OP (Optical Null)
OP berfungsi digunakan untuk penanda tidak ada sinyal masukan pada AWG pada sisi input sebelum demultiplexer.
13. PD (Photodetector)
Photodetector dalam penelitian ini yang akan digunakan adalah photodetector PIN.
Berikut model blok transmitter dan receiver yang sudah dirancang menggunakan software optisystem
Gambar 9. Subsystem Blok Transmitter dan Receiver pada Optisystem
B. Parameter Set Up
Parameter-parameter yang digunakan dalam memodelkan dan mensimulasikan adalah sebagai berikut.
Tabel 1. Global Parameter Pada Optisystem
Nama Nilai Satuan
Bit Rate Time Window Sample Rate Sequench Length Sample per Bit Number of Samples Sensitivity 1x109 1,28×10-7 32x109 128 32 4096 -100 Bit/s s Hz Bits dBm Dalam penelitian ini pembangkit sinyal yang digunakan adalah Pseudo Random Bit Sequance (PRBS) dengan bit rate 1 Gbps dan 1,2 Gbps (ITU-T G.984.1, 2003). Sequence length senilai 128 bits dan sample per bits senilai 32.
Menggunakan teknik modulasi ASK dengan frekuensi 1,7 GHz untuk SCM/WDM 1, SCM/WDM 2. Tabel 2. Parameter Carrier Generator
Nama SCM 1 SCM 2
Nilai Satuan Nilai Satuan Number of Channel Frequency Frequency Spacing 10-100 2540 0,2 MHz MHz 10-100 2600 0,2 MHz MHz
Serat optik yang digunakan pada model jaringan ini adalah serat optik jenis step index singlemode, dengan pengaturan parameter serat optik sebagai berikut.
Tabel 3. Parameter Serat Optik Pada Optisystem
Parameter Nilai Satuan
Reference Wavelength Attenuation Lower Calculation Limit Upper Calculation Limit
1550 0,2 1200 1700 nm dB/km nm nm Multiplexer yang digunakan dalam simulasi adalah AWG, dengan konfigurasi bebagai berikut:
Tabel 4. Parameter Awg Nxn Pada Optisystem
Nama Nilai Satuan
Size Configuration Frequency Bandwidth Frequency Spacing 2 Mux/Dem 1552,52 20 0,05 nm GHz nm Filter yang digunakan dalam simulasi adalah FBG, dengan konfigurasi bebagai berikut :
Tabel 5. Parameter FBG
Nama
Nilai
Satuan
Wavelength Effective Index 1552,52 1,45 nm - C. Skenario Kerja Skenario 1
Pada skenario pertama, penulis akan melakukan verifikasi terhadap bit rate maksimum yang dapat diimplementasikan pada model jaringan SCM/WDM RoF dengan multiplexing AWG dan filter FBG menggunakan teknik modulasi ASK. Untuk mendapatkan bit rate maksimum, model tersebut disimulasikan pada jarak 10 km dengan menggunakan bit rate 1 Gbps dan 1,2 Gbps. Skenario 2
Pada skenario kedua, pengujian dilakukan untuk mendapatkan jarak maksimum yang dapat diterapkan pada jaringan SCM/WDM RoF dengan multiplexing AWG. Pengujian dilakukan dengan menggunakan FBG pada sisi transmitter, FBG pada sisi receiver dan FBG pada kedua sisi yaitu transmitter dan receiver. Pengujian juga dilakukan pada multiplexing WDM untuk mendapatkan perbandingan performansi jarak maksimum yang dapat diterapkan pada jaringan. Pada skenario ini akan dilakukan pengujian terhadap parameter bit eror rate dengan jarak transmisi 10 km hingga 100 km. Standar pengukuran yang digunakan adalah standar ITU-T yaitu 10-12.
Skenario 3
Pada skenario ketiga, pengujian dilakukan untuk melihat pengaruh daya kirim terhadap BER.
Skenario 4
Pada Skenario keempat menentukan jumlah kanal pada SCM yang dapat dimultiplekskan pada model sistem jaringan ini. Untuk mengetahui jumlah kanal yang dapat dimultiplekskan yaitu dengan melihat parameter bit error rate sistem.
Skenario 5
Pada skenario kelima akan dilakukan penghitungan nilai crosstalk terhadap jumlah saluran input dan saluran output serta pembandingan nilai crosstalk terhadap daya input.
IV. HASILDANPEMBAHASAN A. Verifikasi Model Sistem
Nilai standar BER untuk teknologi WDM adalah 10-12, jadi nilai BER minimum yang dijadikan acuan pada model sistem ini adalah 10-12. Berikut adalah Gambar eye pattern hasil dari simulasi untuk menentukan bit rate maksimum yang dapat diterapkan pada jaringan dengan melihat standar nilai BER .
Gambar 10. Eye Pattern dan Nilai BER Model Jaringan SCM/WDM RoF menggunakan AWG dan Filter FBG dengan Bit rate 1 Gbps pada Jarak
10 Km
Gambar 11. Eye Pattern dan Nilai BER Model Jaringan SCM/WDM RoF menggunakan AWG dan Filter FBG dengan Bit rate 1,2 Gbps pada Jarak
10 Km
Pada Gambar 10 terlihat bahwa nilai BER untuk bit rate 1 Gbps dengan jarak transmisi 10 km adalah 1,83725 x 10-17. Nilai tersebut masih memenuhi standar dari nilai BER minimum yang dapat diterapkan pada jaringan. Sedangkan pada Gambar 11 terlihat bahwa nilai BER untuk bit rate 1,2 Gbps dengan jarak 10 km adalah 2,93545 x 10-8. Nilai tersebut sudah tidak memenuhi standar nilai BER minimum yang diterapkan pada jaringan. Sehingga untuk skenario penelitian selanjutnya, penulis menggunakan bit rate 1 Gbps pada model sistem.
B. Jarak transmisi Maksimum
Pada skenario ini panjang kabel yang digunakan adalah 10 km hingga 20 km dengan bit rate yang telah didapatkan pada tahap verifikasi yaitu 1 Gbps.
Gambar 12. Perbandingan Jarak Transmisi Maksimum untuk Jaringan SCM/WDM-RoF dengan Multiplexing AWG menggunakan FBG dan
Multiplexing WDM
Pada Gambar 12. di atas terlihat bahwa jarak transmisi maksimum untuk multiplexing AWG dengan penambahan satu buah FBG pada sisi transmitter maupun dengan penambahan satu buah FBG pada sisi receiver adalah 11 km, dengan nilai BER 4,30120 x 10-12 di transmitter dan 4,30311 x 10-12 di receiver. Sementara untuk penambahan FBG pada kedua sisi yaitu di transmitter dan receiver jarak transmisi hanya sampai 10 km dengan nilai BER 1,07180 x 10-13. Sebagai perbandingan, pada skenario ini juga dilakukan simulasi sistem dengan menggunakan multiplexing WDM (tanpa menggunakan AWG maupun FBG). Dari hasil simulasi diperoleh jarak transmisi maksimum untuk sistem yang menggunakan WDM hanya sampai 10 km dengan nilai BER yaitu 1,25511 x 10-15. Sehingga dapat disimpulkan bahwa berdasarkan jarak transmisi maksimum, penambahan satu buah FBG pada sisi transmitter saja maupun pada sisi receiver saja jauh lebih baik jika dibandingkan dengan penggunaaan multiplexing WDM. Sementara untuk penambahan FBG pada kedua sisi yaitu di transmitter dan receiver tidak mempengaruhi atau menambah jarak performansi jika dibandingkan dengan multiplexing WDM.
C. Pengaruh Daya Kirim terhadap BER
Pada skenario ini daya yang diinputkan ke dalam laser pada panjang gelombang 1552,52 nm dan 1551,72 nm adalah -3 dBm sampai dengan 6 dbm.
1,00E-20 1,00E-18 1,00E-16 1,00E-14 1,00E-12 1,00E-10 1,00E-08 1,00E-06 1,00E-04 1,00E-02 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 B it E rr or R at e ( B ER ) Jarak (Km) Jarak Transmisi Maksimum
FBG pada Transmiiter FBG pada Receiver FBG pada Tx dan Rx WDM
Gambar 13. Grafik Pengaruh Daya Kirim terhadap BER
Dari Gambar 13 di atas dapat di lihat bahwa untuk multiplexing AWG dengan penambahan satu buah FBG pada sisi transmitter maupun dengan penambahan satu buah FBG pada sisi receiver daya input minimum yang dapat diimplementasikan adalah -1 dBm dengan nilai BER berturut-turut yaitu 4,65725 x 10-13 dan 4,65892 x 10-13. Untuk multiplexing WDM daya input minimum yang dapat diimplementasikan juga -1 dBm dengan nilai BER yaitu 7,72426 x 10-12. Sedangkan untuk multiplexing AWG dengan penambahan FBG pada kedua sisi yaitu di transmitter dan receiver daya input minimum yang dapat diimplementasikan adalah 0 dBm dengan nilai BER yaitu 1,07180 x 10-13. Semakin besar daya yang dikirim maka BER yang dihasilkan akan semakin kecil atau performansi akan semakin bagus.D. Jumlah Kanal pada SCM
Pada penelitian ini jumlah kanal pada SCM yang digunakan mulai dari 5 kanal sampai dengan 100 kanal dengan jarak 10 km.
Gambar 14. Grafik Perbandingan Jumlah Kanal SCM yang Dapat dimultiplekskan.
Pada Gambar 14. di atas dapat dilihat perbandingan jumlah kanal SCM yang dapat dimultiplekskan pada jaringan SCM/WDM RoF dengan multiplexing WDM serta jumlah kanal SCM dengan multiplexing AWG menggunakan FBG. Pada multiplexing WDM jumlah kanal SCM yang dapat dimultiplekskan mencapai 45 kanal dengan nilai BER 3,46397 x 10-12. Untuk multiplexing AWG dengan penambahan satu buah FBG pada sisi
transmitter maupun dengan penambahan satu buah FBG pada sisi receiver jumlah kanal SCM yang dapat dimultiplekskan mencapai 75 kanal. Jumlah kanal meningkat sebanyak 30 kanal dari multiplexing WDM dengan nilai BER yaitu 1,21349 x 10-12 di transmitter dan 1,21420 x 10-12 di receiver. Sementara untuk penambahan FBG pada kedua sisi yaitu di transmitter dan receiver, jumlah kanal SCM yang dapat dimultiplekskan hanya 25 kanal. Jumlah kanal menurun sebanyak 20 kanal dari multiplexing WDM dengan nilai BER yaitu 8,45783 x 10 -13. Sehingga dapat disimpulkan bahwa terjadi peningkatan jumlah kanal SCM jika menggunakan multiplexing AWG dengan penambahan satu buah FBG baik diletakkan pada sisi transmitter maupun pada sisi receiver.
E. Analisis Crosstalk terhadap Jumlah Saluran Input dan Jumlah Saluran Output
Crosstalk merupakan gangguan sinyal akibat adanya interferensi sinyal antar kanal yang bersebelahan atau interferensi sinyal akibat panjang gelombang yang sama dengan sinyal yang diinginkan. Batas nilai crosstalk yang masih ditolerir adalah -40 dBm (Yolanda, 2014)
Hasil perhitungan nilai crosstalk berdasarkan jumlah saluran input (M) dan jumlah saluran output (N) dapat dilihat pada grafik berikut.
Gambar 15. Grafik Nilai Crosstalk terhadap Jumlah Input dan Output
Pada Gambar 15. terlihat pengaruh crosstalk terhadap jumlah saluran input dan jumlah saluran output. Untuk jumlah saluran input 2 dan output 2, dihasilkan nilai crosstalk sebesar -89,32 dBm. Sedangkan untuk jumlah saluran input 75 dan output 75 dihasilkan nilai crosstalk sebesar -54,97 dBm. Nilai tersebut masih memenuhi standar untuk nilai crosstalk yang ditetapkan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin banyak jumlah saluran input dan output, maka nilai crosstalk yang dihasilkan akan semakin besar. Untuk memperkecil crosstalk jumlah saluran input dan output harus dikurangi.
F. Analisis Crosstalk terhadap Daya Input
Hasil perhitungan nilai crosstalk berdasarkan daya input dengan jumlah saluran input dan output yang sama dapat dilihat pada tabel berikut.
1,00E-50 1,00E-46 1,00E-42 1,00E-38 1,00E-34 1,00E-30 1,00E-26 1,00E-22 1,00E-18 1,00E-14 1,00E-10 1,00E-06 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 Bi t Er ro r R ate (BE R ) Daya Kirim (dBm) Pengaruh Daya Kirim terhadap BER
FBG pada Transmitter FBG pada Receiver FBG pada Tx dan Rx WDM 1,00E-30 1,00E-22 1,00E-14 1,00E-06 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 Bi t Er ro r R ate (BE R ) Jumlah Kanal SCM Nilai BER untuk Jumlah Kanal SCM
FBG pada Transmitter FBG pada Receiver FBG pada Tx dan Rx WDM -100 -80 -60 -40 -20 0 2 15 30 45 60 75 C ro ss ta lk (dB m )
Jumlah Saluran Output (N)
M=2 M=15 M=30 M=45 M=60 M=75
Gambar 16. Grafik Nilai Crosstalk terhadap Daya Input
Pada gambar 16. di atas terlihat bahwa pengaruh nilai crosstalk untuk daya input -1 dBm dengan jumlah saluran input 75 dan output 75, dihasilkan nilai crosstalk sebesar -56,97 dBm. Sementara untuk daya input 8 dBm dengan jumlah saluran input dan output yang sama, dihasilkan nilai crosstalk sebesar -38,97 dBm. Nilai tersebut sudah tidak memenuhi standar untuk nilai crosstalk yang ditetapkan. Semakin besar daya input maka crosstalk yang dihasilkan akan semakin besar dan untuk memperkecil crosstalk tersebut daya input harus diperkecil. Dari penelitian ini diperoleh bahwa daya input maksimum yang dapat diimplementasikan pada model sistem dengan jumlah saluran input 75 dan output 75 adalah 7 dBm dengan nilai crosstalk sebesar -40,97 dBm.
V. KESIMPULANDANSARAN A. Kesimpulan
1. Perancangan model sistem untuk multiplexing AWG dengan penambahan satu buah filter FBG pada sisi transmitter atau pada sisi receiver memberikan performansi jaringan yang lebih baik jika dibandingkan dengan penambahan filter FBG pada kedua sisi yaitu di transmitter dan receiver ataupun dengan multiplexing WDM.
2. Daya input minimum yang dapat diimplementasikan pada model sistem dengan penambahan satu buah filter FBG pada sisi transmitter atau pada sisi receiver adalah -1 dBm dan daya maksimum yang dapat diimplementasikan adalah 7 dBm. Sedangkan untuk bit rate maksimum yang dapat diimplementasikan adalah 1 Gbps. 3. Multipleksing SCM pada model sistem dengan
penambahan satu buah filter FBG pada sisi transmitter atau pada sisi receiver dapat memultiplekskan 75 kanal sinyal carrier. Sementara untuk mengurangi terjadinya crosstalk, maka jumlah saluran input dan output harus dikurangi atau daya input sinyal harus diperkecil.
B. Saran
Untuk penyempurnaan dan kinerja dari jaringan optik, penelitian selanjutnya dapat dikembangkan menggunakan teknik modulasi PSK yang diimplementasikan pada jaringan SCM/WDM RoF dengan multiplexing AWG menggunakan filter FBG.
DAFTAR PUSTAKA
Ardiputra, Kurniawan Firman, dkk.“Traffic Grooming
pada Jaringan Ring SONET DWDM”.
Universitas Diponegoro, 2009.
Firdaus, Rifqi. Analisis Kinerja AWG Pada Komunikasi Serat Optik. Skripsi, Medan: Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik USU. 2009.
ITU-T. Series G: Transmission Systems and Media, Digital Systems and Networks. 2008.
ITU-T. Recommendation G.698.1. “Multichannel DWDM applications with single-channel optical interfaces.” International Telecomunication Union. 2009.
Kumar, Ajay, dkk, “Radio over Fiber: Future Technology of Communication”, International Journal of Emerging Trends & Technology in Computer Science (IJETTCS). Vol. 1, Issue. 2, Augustus, 2012.
Marwanto, Arif, dkk, “Broadband Radio Over Fiber Communication Employing SCM/WDM System”. Universiti Teknologi Malaysia. 2008.
Mayanti, Sri. “Analisis Performansi SCM/WDM-RoF dengan Arsitektur GPON”. Jurusan Teknik Elektro. UIN SUSKA. Riau. 2015.
Mohammed. Abd El–Naser A, “Estimated optimization parameters of arrayed waveguide grating (AWG) for C-band applications”, International Journal of Physical Sciences Vol. 4 (4). 2009.
Muchrizam, “Analisis Performansi Semiconductor Optical Amplifier pada Jaringan Sub Carrier Multiplexing/Wavelength Division Multiplexing Radio Over Fiber”. Jurusan Teknik Elektro. UIN SUSKA. Riau. 2012.
Oplink, “Arrayed Waveguide Grating
Multiplexer/Demultiplexer”. Oplink
Communications Inc. 2012.
Permata Sari, Yuliana. “Simulasi dan Analisis Optical Add Drop Multiplexer (OADM) menggunakan Fiber Bragg Grating (FBG) pada Link Long Haul”. Telkom University. Bandung. 2013.
Rika Susanti, “Dasar Sistem Komunikasi Optik”, Edisi Pertama, Daulat Riau. 2013.
Setiyadi. “Analisis Performansi Jaringan Radio Over Fiber Bidirectional Dengan Frekuensi Carrier 32 Ghz Dan Kecepatan Transmisi 1 Gbps”. Jurusan Teknik Elektro. UIN SUSKA. Riau. 2012. -100 -80 -60 -40 -20 0 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Cr o ss ta lk Daya Input (dBm) M=2 dan N=2 M=15 dan N=60
Sitompul, Yolanda Margareth, and M Zulfin. "Analisa Pengaruh Crosstalk Pada Sistem Komunikasi Serat Optik Terhadap Jaringan DWDM." SINGUDA ENSIKOM. 43-48: 2014.
Swarna Aryan Putra, Dipo. “Performansi Infrastruktur Jaringan Fiber Optik di Lingkungan Kampus UIN Suska Riau”. Jurusan Teknik Elektro. UIN SUSKA. Riau. 2015.
ITU-T Recommendation G.698.1. “Multichannel DWDM applications with single-channel optical interfaces.” International Telecomunication Union. 2009.
Syaifuddin, Afif. “Implementasi AWG Pada WDM-PON”. Jurusan Teknik Elektro. UIN SUSKA. Riau. 2013.
Widasari, Edita Rosana, dkk. "Analisis Penerapan OADM Menggunakan FBG Pada Teknik DWDM”. 2013. Wikipedia, “Arrayed Waveguide Gratings” [Online],
http://en.wikipedia.org/,[Diakses tanggal 18 Oktober 2015].
Zahroni, Erwin. “Analisa Penerapan AWG menggunakan Filter FBG pada Jaringan DWDM”. Jurusan Teknik Elektro. UIN SUSKA. Riau. 2014.
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Noval Efendi Musa, lahir di Balai Panjang, 30 November 1993 adalah anak ke empat pasangan Sawirman dan Rosnawati yang beralamat di Jl. Balai Panjang No. 8 Talago, Kec. Lareh Sago Halaban, Kab. Lima Puluh Kota, Payakumbuh-Sumatera Barat.
email : noval.efendi.musa@students.uin-suska.ac.id HP : 081267773739
Pengalaman pendidikan yang dilalui dimulai pada SD Negeri di SDN 01 Balai Panjang, 2000 – 2006 dan dilanjutkan di SMP N 1 Kec. Lareh Sago halaban 2006 – 2009. Setelah menyelesaikan pendidikan di SMP N 1 Kec. Lareh Sago Halaban, pendidikan dilanjutkan di SMA N 1 Kec. Lareh Sago Halaban jurusan IPA tahun 2009 – 2012. Kemudian kuliah di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknologi UIN SUSKA Riau pada konsentrasi Telekomunikasi dan lulus tahun 2016 dengan penelitian Tugas Akhir berjudul “Analisis Performansi Arrayed Waveguide Gratings menggunakan Filter Fiber Bragg Gratings Pada Jaringan SCM/WDM Radio Over Fiber”.
