BAB II LANDASAN TEORI

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Serat Optik

2.1.1 Definisi Serat Optik

Serat optik adalah suatu dielektrik waveguide 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, seperti gambar 2.1. [7]

Gambar 2.1 Serat Optik [7]

2.1.2 Komponen Serat Optik

Komponen dasar dari serat optik sebenarnya tersusun atas coating,

cladding, dan core seperti gambar 2.2. Namun demi alasan keamanan maka

ditambahkan pengaman setelah lapisan coating. [8]

a. Core (Inti)

Core berfungsi untuk menentukan cahaya merambat dari satu ujung ke

ujung lainnya. Core terbuat dari bahan kuarsa dengan kualitas sangat tinggi. Selain itu, ada juga yang terbuat dari hasil campuran silica dan kaca. Sebagai inti, core juga tempat merambatnya cahaya pada serat optik. Memiliki diameter 10 µm - 50 µm. Core terbuat dari SiO2, selain itu juga terdiri dari bahan kimia yaitu GeO2 untuk meningkatkan indeks bias dari inti serat. [7]

b. Cladding

Cladding berfungsi sebagai cermin yaitu memantulkan cahaya agar dapat

merambat ke ujung lainnya. Dengan adanya cladding ini cahaya dapat merambat ke dalam core serat optic. Cladding terbuat dari bahan gelas dengan indeks bias yang lebih kecil dari core. Cladding merupakan selubung dari core. Diameter

cladding umumnya 125 µm. Indeks bias pada cladding lebih kecil dibandingkan

indeks bias pada inti.[7] c. Coating (Jaket)

Coating berfungsi sebagai pelindung mekanis pada serat optic dan

identitas kode warna. Terbuat dari bahan plastik dan memiliki diameter 250 µm. Dengan coating, kita dapat meningkatkan fleksibilitas, melindungi serat optic dan memperpanjang serat optic [7].

2.1.3 Kelebihan Serat Optik

Serat optik memiliki beberapa keunggulan dalam penggunaannya sebagai kabel transmisi dibandingkan dengan jenis kabel lainnya, yaitu : [7]

 Redaman transmisi yang kecil.

 Bidang frekuensi yang lebar.

 Ukuran yang kecil dan ringan.

 Tidak ada interferensi.

 Tidak adanya ground loop serta tidak akan terjadi hubungan api pada saat kontak atau terputusnya serat optik.

2.1.4 Karakteristik Serat Optik a. Numerical Aperture (NA)

Numerical Aperture merupakan parameter yang merepresentasikan sudut

penerimaan maksimum dimana berkas cahaya masih bisa diterima dan merambat didalam inti serat. Sudut penerimaan ini dapat beraneka macam tergantung kepada karakteristik indeks bias inti dan selubung serat optik. [7]

Jika sudut datang berkas cahaya lebih besar dari NA atau sudut kritis maka berkas tidak akan dipantulkan kembali ke dalam serat melainkan akan menembus cladding dan akan keluar dari serat. Semakin besar NA maka semakin banyak jumlah cahaya yang diterima oleh serat. Akan tetapi sebanding dengan kenaikan NA menyebabkan lebar pita berkurang, dan rugi penyebaran serta penyerapan akan bertambah. Oleh karena itu, nilai NA besar hanya baik untuk aplikasi jarak -pendek dengan kecepatan rendah.[7]

b. Atenuasi

Redaman atau atenuasi serat optik merupakan karakteristik penting yang harus diperhatikan mengingat kaitannya dalam menentukan jarak pengulang (repeater), jenis pemancar dan penerima optik yang harus digunakan. [7]

Redaman serat biasanya disebabkan oleh 2 hal, seperti tabel 2.1 :

1. Loss yang berasal dari serat optik, terdiri dari loss yang diakibatkan dari

absorbs cahaya oleh kabel, loss yang disebabkan material yang tidak murni (terutama karena ada komponen OH pada serat), dan Raileigh

dispersion loss.

2. Loss tambahan dari serat optik, yaitu layout dari serat optik, koneksi serat optik, dan sistem koneksi pada serat optik, karena serat terikat dalam kabel. Selain itu juga termasuk bending loss, connection loss pada jaringan serat, dan coupling loss antara komponen optik.

Tabel 2.1 Line Loss Cable [7]

Fiber Type G. 652 G. 653 G. 655 Typical Loss Value (1310 nm) 0.3 dB/km – 0.4 dB/km - - Typical Loss Value (1550 nm) 0.15 dB/km – 0.25 dB/km 0.19 dB/km – 0.25 dB/km 0.19 dB/km – 0.25 db/km Working Window 1310 nm dan 1550 nm 1550 nm 1550 nm

Gambar 2.3 Penyerapan sinar inframerah spektrum khas serat [8]

Terlihat gambar 2.3 attenuation menunjukkan karakteristik khas dari serat modern dalam jangkauan sinar inframerah. Yang lebih rendah dari sebuah kurva yang menunjukkan karakteristik single-mode yang terbuat dari serat gelas yang berisi sekitar 4 persen dari germanium dioksida ( geo2 ) dopant di dalam perut.

Kurva di atas adalah untuk dinilai multimode serat indeks modern

.Attenuation pada multimode serat lebih tinggi daripada di single-mode karena

tingginya tingkat dopant yang digunakan .Puncaknya pada sekitar 1400 nm disebabkan oleh efek dari jejak-jejak air di kaca.[8]

c. Dispersi

Lingkaran pada gambar tersebut merupakan loop serat. Ini adalah cara konvensional untuk menunjukkan jarak dalam diagram sistem. Dispersi adalah pelebaran pulsa yang terjadi ketika sinyal merambat melalui sepanjang serat optic, seperti gambar 2.4. Dispersi akan membatasi lebar pita (bandwidth) dari serat. Dispersi yang terjadi pada serat secara garis besar ada dua yaitu dispersi intermodal (dispersi antar ragam) dan dispersi intramodal dikenal dengan nama

lain dispersi kromatik disebabkan oleh dispersi material dan dispersi waveguide [7].

Gambar 2.4 Pengaruh Dispersi [8]

1. Dispersi Antar Ragam

Timbulnya dispersi antar ragam karena alur total yang ditempuh oleh suatu sinar pada setiap ragam adalah zigzag,dan mempunyai panjang total yang berbeda dari setiap sinarsinar ragam yang lain.

2. Dispersi Material

Sebagai akibat dari dispersi material,bila pulsa cahaya yang dipancarkan mengandung komponen - komponen dengan beberapa panjang gelombang yang berbeda yang terpusat pada suatu panjang gelombang tengah.

3. Dispersi waveguide

Jika fiber dapat dioperasikan sedemikian sehingga dispersi antar ragam dan bahan dapat dihilangkan,maka mekanisme dispersi yang ketiga akan menjadi penting,hal ini mencegah dicapainya keadaan tanpa dispersi total, kecuali untuk kasus cahaya monokromatis yang ideal.

2.1.5 Panjang Gelombang Kerja yang Digunakan Pada Serat Optik

Sinyal Optik, panjang gelombang serat optik yang digunakan dan aplikasi pada tiap window dapat dilihat pada tabel 2.2 :

Tabel 2.2 Panjang Gelombang Kerja Pada Fiber Optik [7]

Window I II III IV V Mark (nm) 850 1310 (O band) 1550 (C band) 1600 (L band) 1360 - 1530 ( E+S band) Panjang Gelomban g (nm) 600 - 900 1260 – 1360 1530 – 1565 1565 – 1625 1360 - 1530 Jenis Fiber MM F MMF/G.652/ G.653 G.652/G.6 53/G.655 G.652/G.653/ G.655 Full – Wave Fiber Aplikasi Jarak dekat dan low

rate Jarak jauh dan high rate

2.1.6 Jenis – Jenis Serat Optik

Ditinjau dari profile index bias dan mode gelombang terdiri dari

Multimode Step – Index, Multimode Grade – Index, dan Single – Mode Step Index,

seperti gambar 2.5. [7]

a. Single - Mode Step Index

Pada jenis single-mode step index, baik core maupun claddingnya dibuat dari bahan silika. Ukuran core yang jauh lebih kecil dari cladding dibuat demikian agar rugi – rugi transmisi berkurang akibat fading. Pada single mode step index ini, indeks biasnya berubah secara signifikan seperti pada multimode step index. Dalam single-mode fiber hanya terjadi satu jenis mode perambatan berkas cahaya saja, sehingga tidak akan terjadi pelebaran pulsa di tingkat outputnya [7].

Single-Mode Step Index mempunyai karakteristik sebagai berikut [7] :

a. Serat optik Single-mode Step Index memiliki diameter core yang sangat kecil dibandingkan ukuran cladding nya.

b. Ukuran diameter core antara 2 µm – 10µm. c. Memiliki redaman yang sangat kecil. d. Memiliki bandwidth yang lebar.

e. Digunakan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi.

f. Dapat digunakan untuk transmisi jarak dekat, menengah, dan jauh.

b. Multimode Step Index

Pada jenis multimode step index ini, diameter core lebih besar dari diameter cladding. Serat optik jenis ini mempunyai diameter inti sebesar 50 mm dan diameter selubung sebesar 125 mm. Dampak dari besarnya diameter inti menyebakan rugi – rugi dispersi saat transmitnya besar. Penambahan presentase bahan silika pada waktu pembuatan, tidak terlalu berpengaruh dalam menekan rugi – rugi dispersi waktu transmit.[7]

Disebut ”Step Index” karena indeks bias berubah secara drastis dari kulit ke inti fiber. Pada selubung fiber mempunyai index bias yang lebih rendah daripada indeks bias inti fiber. Hal ini mengakibatkan semua sinar yang memiliki sudut datang lebih besar dari sudut kritis akan dipantulkan oleh lapisan kulit fiber.

Multimode Step Index mempunyai karakteristik sebagai berikut [7] :

 Index bias core konstan.

 Ukuran core besar (50mm) dan dilapisi cladding yang sangat tipis.

 Penyambungan kabel lebih mudah karena memiliki core yang besar.

 Sering terjadi dispersi.

 Hanya digunakan untuk jarak pendek dan transmisi data bit rate rendah.

c. 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 bersamaaan.[7]

Multimode Graded index mempunyai karakteristik sebagai berikut [7] :

 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.

2.1.7 Prinsip Kerja Serat Optik

Prinsip kerja dari serat optic ini adalah sinyal awal atau source yang berbentuk sinyal listrik ini pada transmitter diubah oleh transducer elektrooptik (Dioda atau Laser Dioda) menjadi gelombang cahaya yang kemudian ditransmisikan melalui kabel serat optic menuju penerima atau receiver yang terletak pada ujung lainnya dari serat optik, pada penerima atau receiver sinyal optik ini diubah oleh transducer Optoelektronik (Photo Dioda atau Avalanche Photo Dioda) menjadi sinyal elektris kembali. Dalam perjalanan sinyal optic dari transmitter menuju receiver akan terjadi redaman cahaya di sepanjang kabel optik, sambungan-sambungan kabel dan konektor-konektor di perangkatnya, oleh karena itu jika jarak transmisinya jauh maka diperlukan sebuah atau beberapa repeater yang berfungsi untuk memperkuat gelombang cahaya yang telah mengalami redaman sepanjang perjalanannya.

Ada beberapa komponen yang menjadi bahan pertimbangan dalam mendesain suatu jaringan. Salah satunya adalah rugi-rugi transmisi serat optik (attenuation). Rugi-rugi transmisi ini adalah salah satu karakterisktik yang penting dari serat optik. Rugi-rugi ini mengahasilkan penurunan dari cahaya dan juga penurunan bandwidth dari sistem, transmisiinformasi yang dibawa, efisien, dan kapasitas sistem secara keseluruhan [7].

Power link bugdet merupakan perhitungan daya yang dilakukan pada suatu sistem transmisi yang didasarkan pada karakteristik saluran redaman serat optik,

P

r

= P

t

- α

f

- α

s -

α

c

sumber optik dan sensitivitas detektor.Perhitungan daya penerima diformulasikan dengan persamaan [4] :  Loss Fiber (Lf) αf = L x Lf  Loss Splice (Ls) αs = Ns x Lf  Loss Konektor (Lc) αc = Ns x Lf

Perhitungan Power Link Budget : Keterangan :

Pt = Daya Transmit (dBm) Pr = Daya penerima (dBm) αc = Redaman konektor (dB) αs = Redaman Splice (dB) αf = Redaman Fiber (dB) 2.2 Multiplexing

Teknologi multiplexing adalah suatu teknologi broadband dari serat optik yang memungkinkan untuk mentransmisikan beberapa kanal sinyal dalam satu serat optik atau kabel. Dalam sistem transmisi multi-channel sinyal, multiplexing dari sinyal dapat memberikan efek yang baik dalam performance dan mengurangi biaya. Berbagai jenis multiplexing diantaranya adalah PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) dan SDH (Synchronous Digital Hierarchy) [7].

2.3 PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)

Sistem transmisi optik yang pertama adalah dengan menggunakan teknologi PDH, teknologi ini me-multiplex sinyal dengan low-rate menjadi sinyal berkecepatan tinggi. Sistem PDH ini dapat disebut juga plesiochronous atau asinkron TDM. Sistem PDH ini digunakan pada tiga regional seperti pada table 2.3, yaitu Eropa, Amerika dan Jepang [7].

Tabel 2.3 Standar PDH pada Eropa, Amerika Utara, dan Jepang [7]

No Region Primary

Group

Secondary Group

Tertiary

Group Quartus Group

1 Eropa 2.048 Mbit/s, 30 channel 8.448 Mbit/s, 120 channel (30x4) 34.368 Mbit/s, 480 channel (120x4) 139.264 Mbit/s, 1920 channel (480x4) 2 Amerika Utara 1.544 Mbit/s, 24 channel 6.312 Mbit/s, 96 channel (24x4) 44.736 Mbit/s, 672 channel (96x7) 274.176 Mbit/s, 4032 channel (672x4) 3 Jepang 1.544 Mbit/s, 24 channel 6.312 Mbit/s, 96 channel (24x4) 32.064 Mbit/s, 480 channel (96x5) 97.728 Mbit/s, 1440 channel (480x3)

Dari awal 1970 sampai 1980an, sistem PDH sangat popular digunakan pada jaringan digital. Tetapi seiring berkembangnya teknologi komunikasi fiber dan berkembangnya demand dari user untuk layanan komunikasi. [7]

PDH memiliki beberapa kekurangan :

 Tidak adanya standar internasional untuk teknologi ini sehingga sangat sulit diterapkan pada Negara - negara diluar amerika utara, eropa dan jepang.

 Tidak adanya standar internasional untuk serat optik yang digunakan untuk teknologi ini.

 PDH hanya dapat diaplikasikan pada transmisi point-to-point.

 Tidak dapat melakukan monitoring atau network management.

 Tidak dapat mengakomodasi kebutuhan rate yang semakin tinggi oleh user.

2.4 SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

2.4.1 Definisi SDH (Synchronous Digital Hierarchy) [7]

SDH (Synchronous Digital Hierarchy) adalah suatu standar internasional sistem transport pada telekomunikasi berkecepatan tinggi melalui jaringan optik/elektrik, yang dapat mengirimkan sinyal digital dalam kapasitas yang beragam. Di Amerika, SDH juga dikenal dengan sebutan SONET (Synchronous

Optical Network). SDH disusun kira-kira tahun 1990 dan menjadi temuan yang revolusioner dalam bidang telekomunikasi berbasis serat optik karena kelebihan

kemampuan dan biayanya [7].

Dalam transmisi telepon digital, ‘synchronous’ berarti bit-bit dari satu panggilan, akan dibawa dalam satu frame transmisi. Dengan kata lain masing-masing koneksi memiliki bit rate dan delay yang konstan. Sebagai contoh, jaringan SDH memungkinkan beberapa Internet Service Provider (ISP) menggunakan satu serat optik secara bersama-sama, tanpa terganggu oleh traffic data masing - masing dan adanya tindakan saling curi kapasitas antar ISP. Hanya bilangan-bilangan integer tertentu berkelipatan 64 kbit/s yang dapat digunakan

dalam SDH. SDH juga merupakan system hirarki digital yang didasarkan pada

system multiplex synchronous dengan lajut bit yang tinggi.

SDH memiliki dua keuntungan pokok yaitu fleksibilitas yang demikian tinggi dalam hal konfigurasi kanal pada simpulsimpul jaringan dan meningkatkan kemampuan manajemen jaringan baik untuk payload traffic-nya maupun elemen-elemen jaringan. SDH juga memiliki beberapa keuntungan lain seperti [7] :

a. Self-Healing, yakni pengarahan ulang (rerouting) lalu lintas komunikasi secara otomatis tanpa interupsi layanan.

b. Provisi yang cepat.

c. Akses yang fleksibel, manajemen yang fleksibel dari berbagai lebar pita tetap ke tempat-tempat pelanggan.

d. Kemampuan memberikan informasi (detail alarm) dalam menganalisis masalah yang terjadi pada sistem.

e. Standar SDH juga membantu kreasi struktur jaringan yang terbuka, sangat dibutuhkan dalam lingkup yang kompetitif sekarang ini bagi perusahaan-perusahaan penyedia layanan telekomunikasi.

Akan tetapi, metode SDH pun memiliki kelemahan. Kemampuan multipleksing SDH yang fleksibel dan kompatibel dengan interface multivendor, menyebabkan jumlah interface yang terhubung yang terhubung pada SDH jauh lebih banyak dan beragam. Ditambah lagi pada sistem SDH terdapat koneksi add-and-drop dan cross-connect yang memungkinkan kanal-kanal berbeda kapasitas dijadikan satu multipleksing.

Tabel 2.4 dan tabel 2.5, menunjukkan kecepatan transmisi SONET dan SDH serta pada VC dan VT. Oleh karena itu, SDH menyediakan secara bertahap system transmisi dari system jaringan pita lebar. SDH dirancang untuk dapat mengangkut sinyal sinyal yang berbeda laju bit dan strukturnya tanpa harus mengubah keseluruhan jaringan setiap saat, ketika sebuah sinyal baru di masukkan ke jaringan [9].

Tabel 2.4 Kecepatan Transmisi untuk SONET dan SDH [9]

No. Level Optik

Sinyal SONET (Elektrik) Sinyal SDH (Elektrik) Kecepatan Bit (Mbps) 1 (OC-1) STS – 1 - 51,84 2 (OC-3) STS – 3 STM – 1 155,52 3 (OC-12) STS – 12 STM – 4 622,08 4 (OC-48) STS – 48 STM – 16 2.488,320 5 (OC-192) STS – 192 STM – 64 9.953,280

Tabel 2.5 Kecepatan pada VC dan VT [9]

No. Jenis VC Kecepatan Bit (Mbps) Jenis VT Kecepatan Bit (Mbps) 1 VC – 11 1,728 VT – 1,5 1,728 2 VC – 12 2,304 VT – 2 2,304 3 VC – 3 48,960 VT – 3 3,456 4 VC – 4 150,336 VT – 6 6,912

2.4.2 Arsitektur Jaringan SDH 4/4 4/4 4/1 4/4 4/1 4/4 4/4 ADM ADM ADM 4/1 ADM ADM ADM STM-N STM-N STM-N STM-N Transport Layer Access Layer E1

Gambar 2.6 Arsitektur Jaringan SDH [9]

Arsitektur jaringan SDH secara umum tidak berbeda dengan arsitektur jaringan SDH yang terlihat pada Gambar 2.6 , Level yang paling tinggi, jaringan transport SDH adalah N x STM-1 (N x 155 Mbps), sedangkan pada SONET adalah S x STS-1 (S x 51,84 Mbps), yang dihubungkan secara bersilangan oleh peralatan DXC 4/4 (Digital Cross Connect ). [9]

Penjelasan singkat mengenai DXC ini adalah sebagai berikut, pada telekomunikasi digital, sinyal-sinyal digital diarahkan atau dirutekan ke lokasi sentral-sentral telepon yang disebut DXC. DXC ini berfungsi untuk menyediakan tempat bagi interkoneksi hubungan-hubungan jalur kawatnya (hardwire) serta pemeliharaan rutin maupun troubleshooting-nya. Setiap tipe sinyal digital ini memiliki penyakelar digitalnya sendiri-sendiri, misalnya pada sinyal digital DS-1

pada 1,544 Mbps disebut DXC-1, DS-4 pada 274,176 Mbps disebut DXC-4. DXC 4/4 berarti merupakan penghubung antar sesama jaringan pada pemultipleksan hirarki ke 4. [9]

Tugas utama jaringannya adalah menyediakan trunk kapasitas besar antara sentral-sentral telepon dengan DXC 4/4 untuk memungkinkan restorasi yang cepat terhadap koneksi-koneksi jika sebuah simpul jatuh atau gagal berfungsi (mengalami gangguan). Dengan menggunakan DXC 4/4 dan peralatan terminal jalur untuk n x STM-1 (n x 155 Mbps), lebar pita yang paling kecil ditangani oleh jaringan transport, granularitasnya (salah satu bagian kanal sebelum pemultipleksan) adalah STM-1 (ekivalen dengan kanal-kanal 63 x 2 Mbps atau 1890 x 64 kbps). [9]

Hirarki jaringan turun lebih bawah, DXC 4/1 (penghubung hirarki ke 4 dengan hirarki ke 1) memecah lebarpita STM-1 menjadi level VC-12 (yang membawa E1 atau T1). Setiap VC-12 dapat dirutekan secara individual ke simpul DXC 4/1 lainnya atau ke dalam jaringan akses. Melalui suatu kombinasi DXC 4/4 dan 4/1, granularitas dari jaringan transport menjadi E1 atau 2 Mbps (untuk Amerika T1 = 1,544Mbps). Sebuah DXC 4/1 digunakan untuk menyediakan

granularitas VC-12 (E1) di antara lapisan-lapisan transport dan lapisan akses. [9]

Jaringan akses SDH umumnya tersusun dalam ring-ring (bentuk-bentuk cincin) STM-1. ADM 4/1 (Add and Drop Multiplexer) untuk mendemultiplek aliran STM-1 ke aliran E1, atau memultipleks aliran E1 ke dalam aliran STM-1 (hirarki ke 4 dengan hirarki ke 1). Mengacu pada Gambar 2.6 tersebut, seperti telah disinggung di atas, jaringan SONET dibagi menjadi dua lapisan (layer),

lapisan transport dan lapisan akses. Lapisan transport terdiri dari peralatan-peralatan DXC yang berlokasi di sentral- sentral telepon serta koneksi-koneksi kapasitas tinggi di antara sentral-sentral telepon. Sedang lapisan akses terdiri dari peralatan ADM yang berlokasi di sentral- sentral telepon atau kabinet-kabinet di jalanan, yang merupakan penyedia lebarpita saluran bagi para pengguna. [9]

2.4.3 Komponen-Komponen Jaringan SDH

SDH dirancang untuk menampung berbagai sinyal yang berasal dari ketiga hirarki yang digunakan oleh Amerika Serikat, Eropa dan Jepang. Untuk selanjutnya ketiga hirarki ini disebut Pleisynchronous Digital Hierarchy (PDH). CCITT telah menetapakan bahwa laju bit 155,52 Mbit/s digunakan sebagai laju bit tingkat pertama untuk sistem SDH. Untuk tingkat-tingkat lain yang lebih tinggi, laju bitnya merupakan kelipatan dari laju bit tingkat pertama, dengan faktor kelipatannya adalah 4 dan 16. Komponen-komponen yang terdapat dalam jaringan SDH adalah Frame SDH STM-N, Virtual Container (VC), Tributary Unit (TU),

Tributary Unit Group (TUG), Administrative Unit (AU), Administrative Unit Group (AUG), Pointer dan Overhead.[8]

a. Frame SDH

Bingkai STM level ke N (N menunjukkan orde dari SDH, N = 1, 4, 16) merupakan sebuah bingkai dengan panjang N x 270 kolom (byte) dan 9 baris, seperti pada Gambar 2.7. Panjang 270 kolom tersebut sama dengan 125 µs dengan setiap byte mewakili satu kapasitas transmisi sebesar 64 kbit/s. Bingkai STM-N terdiri dari tiga ruang utama yang masing-masing fungsinya adalah sebagai tempat

Section Overhead (SOH), Administrative Unit Pointer (AU Pointer) dan muatan

informasi.

Ruang untuk muatan informasi terdiri dari 261 x N kolom dan 9 baris yang dapat menampung N x AUG. AUG dapat berisi satu AU-4 dengan muatan satu VC-4 atau tiga AU-3 dengan muatan tiga VC-3. Dengan demikian, pada STM tingkat pertama, bingkai STM-1 dapat menampung 1 x AUG, pada STM tingkat keempat, bingkai STM-4 dapat menampung 4 x AUG. VC yang bersesuaian dengan AU tidak memiliki phasa yang tetap terhadap bingkai STM-N, sehingga letak byte pertama dari VC ditunjukkan oleh AU pointer yang memiliki tempat yang sudah ditentukan dalam bingkai STM-N.

Struktur frame terendah yang didefinisikan dalam standar SDH adalah STM-1 (Synchronous Transport Module-Level 1) dengan laju bit 155,520 Mbit/s (155 Mbps). Ini berarti STM-1 terdiri dari 2430 byte dengan durasi frame 125 µs. Bit Rate atau kecepatan transmisi untuk level STM-N yang lebih tinggi juga telah distandarisasi sebagai kelipatan bulat (1, 4, 16 dan 64) dari N x 155,520 Mbps, seperti yang terdapat pada tabel 2.6.

Tabel 2.6 Standar Frame dan Kecepatan SDH [7]

No. Standar Frame Standar Kecepatan

1 STM – 1 155,520 Mbps (155 Mbps) 2 STM – 4 622,080 Mbps (622 Mbps) 3 STM – 16 2.488,320 Mbps (2,5 Gbps) 4 STM – 64 9.953,820 Mbps (10 Gbps )

a. SOH (Section Overhead)

Jumlah yang relatif besar dalam sebuah frame stm-1 octets 72 telah disediakan untuk berbagai tujuan pengelolaan dan pemantauan . ini disebut Section Overhead, dan SOH terdiri dari Regenerator Section Overhead (RSOH)

and Multiplex Section Overhead (MSOH). [9]

b. Administrative Unit (AU-4) dan Administrative Unit Group (AUG) AU merupakan suatu bagian sinyal transmisi yang terdiri dari VC orde lebih tinggi dan AU Pointer. AU merupakan hasil penyesuaian (aligning) dari VC dengan penambahan AU Poiter untuk menentukan posisi muatan informasi pada bingkai STM-N. Pada AU-4 yang merupakan hasil penyesuaian VC-4, bentuknya adalah 261 kolom dan 9 baris dengan penambahan 9 kolom pada awal bingkai dan hanya pada baris keempat saja, kolom tambahan ini berisi AU Pointer. Pada AU-3 yang merupakan hasil penyesuaian VC-AU-3, bentuknya adalah 87 kolom dan 9 baris dengan penambahan 3 kolom pada awal bingkai dan juga hanya pada baris keempat saja, yang berisi AU Pointer. Sedangkan AUG merupakan hasil multipleks AU, pada proses ini AU memiliki phasa yang sama dengan AUG sehinga tidak diperlukan byte-byte tambahan [9].

c. Virtual Container (VC)

Tabel 2.7 Lower Order Path Overhead (VC-1 atau 2) [10]

No Frame

STM-1 Penjelesan

1 V5

BIP-2 or Remote Error Indication (REI) or Remote Faiulure Indication (RFI) or Label or Remote Defect

Indication (RDI)Signal

2 J3 Path Trace - Connection Verification (E.164 number)

3 N2 Network Operator Byte – Low Order Tandem Connection

Overhead (TCOH)

4 K4 Automatic Protection Switching (APS) – Path Protection

Tabel 2.8 Higher Order Path Overhead (VC-3 atau 4) [10]

No Frame

STM-1 Penjelesan

1 J1 Path Trace - Connection Verification (E.164 number)

2 B3 Path Bit Interleaved Parity (BIP-8) – Parity Computed Over

Previous Container

3 C2 Path Signal Label – Mapping Type in VC-n

4 G1 Path Status – Monitoring of Bidirectional Path Status

5 F2 Path User Channel – 64 Kbit/s user channel for operators

6 H4 Tributary Unit Multiframe Indicator – Start of multiframe

7 F3 Path User Channel - 64 Kbit/s user channel for operators

8 K3 Automatic Protection Switching (APS) –Path Protection

9 N1 Network Operator Byte – Higher Order Tandem Connection

Overhead (TCOH)

Menurut CCITT, ada dua jenis POH yaitu yang pertama POH (Path

Overhead) pada VC orde lebih rendah (VC-1 dan VC-2) dengan fungsi sebagai

sinyal pemantau VC dan alarm dan yang ke dua VC orde lebih tinggi (VC-3 dan VC-4) atau TUG dengan fungsi sebagai sinyal pemantau, alarm dan tanda proses multipleks [9]

VC merupakan suatu bingkai yang terdiri dari ruang untuk muatan informasi dan Path Overhead (POH). VC terdiri dari dua jenis seperti tabel 2.7 dan tabel 2.8 , yaitu lower order VC dan higher order VC [9].

 Lower Order VC (VC-n (n:1, 2)), bagian ini terdiri dari satu C-n (n:1, 2) dan POH

 Higher Order VC (VC-n (n:3, 4)), bagian ini terdiri dari satu C-n (n:3, 4) atau beberapa TUG (TUG-2 atau TUG-3) dan POH.

d. Tributary Unit (TU) dan Tributary Unit Group (TUG)

TU merupakan suatu bagian sinyal transmisi yang terdiri dari VC dan TU

Pointer. TU merupakan VC yang telah disesuaikan dengan penambahan TU Pointer. Pada TU-3 yang merupakan hasil penyesuaian VC-3, terjadi penambahan

satu kolom pada awal bingkai yang berisi TU Pointer sehingga bentuknya menjadi 86 kolom dan 9 baris. Pada TU-2 yang merupakan hasil penyesuaian VC-2, bentuknya adalah 12 kolom dan 9 baris dengan byte pertama merupakan TU Pointer. Pada TU-12 yang merupakan hasil penyesuaian VC-12, bentuknya adalah 4 kolom dan 9 baris dengan byte pertama merupakan TU Pointer. TUG nerupakan hasil dari multipleks beberapa TU, pada proses ini TU memiliki phasa yang sama dengan TUG sehingga tidak diperlukan byte-byte tambahan [9].

e. Overhead

Gambar 2.8 Section Overhead dari STM-1 [10]

Tabel 2.9 Regenerator Section Overhead (RSOH)

No Frame

STM-1 Penjelesan

1 A1 sampai

A2 Framing Bytes – Designate start of STM-1 Frame

2 B1 RS Interleaved Parity (BIP-8) – Parity Computed Over Previous

Frame

3 J0 RS Trace - Connection Verification (E.164 number)

4 E1 RS Orderwire – 64 Kbit/s voice connection for operators

5 F1 RS User Channel - 64 Kbit/s user connection for operators

6 D1 sampai D3

RS Data Communication Channel (DCC) – 192 Kbit/s OAM Channel (Operation, Administration, and Maintenance)

Tabel 2.10 Multiplex Section Overhead (MSOH)

No Frame

STM-1 Penjelesan

1 B2 sampai B2

MS Interleaved Parity (BIP-8) – Parity Computed Over Previous Frame

2 E2 RS Orderwire – 64 Kbit/s voice connection for operators

3 D4 sampai D12

MS Data Communication Channel (DCC) – 576 Kbit/s OAM Channel (Operation, Administration, and Maintenance)

4 M1 MS Remote Error Indication (REI) – Number of Errored BIP

until 24 blocks received at the remote end

5 K1 sampai K2

Automatic Protection Switching (APS) – MS Protection / Alarm Indication Signal (AIS) / Remote

Seperti gambar 2.8, tabel 2.9, dan tabel 2.10 SOH terdiri dari overhead bagian regenerator (Regenerator Section Overhead (RSOH)) dan overhead bagian multipleks (Multipleks Section Overhead (MSOH)) dimana tempat RSOH pada bingkai STM berada pada baris ke 1 sampai ke 3 dan MSOH terletak pada baris ke 5 sampai 9 [9].

f. Pointer

Pointer diperlukan sebagai penyesuai phasa antara VC dengan AU atau

TU saat VC dimultipleks ke AU atau ke TU, sehingga pointer pada SDH memiliki fungsi sebagai penunjuk posisi VC dalam AU atau TU dengan menyesuaikan laju bit VC terhadap laju kanal transportasi (AU atau TU), dengan demikian dapat juga dikatakan bahwa pointer digunakan untuk proses justifikasi. [9]

2.4.4 Prinsip Kerja SDH

Prinsip kerja SDH tidak lepas dari proses multipleksingnya, proses tersebut ditunjukkan dalam gambar 2.9 , sinyal tributary yang berasal dari sistem pleisynchronous ditampung dalam suatu elemen yang disebut Container (C). Jenis container yang digunakan tergantung pada laju bit dan struktur sinyal tributary tersebut. Container ini kemudian akan dimuat dalam sebuah subsinyal yang disebut

Path Overhead (POH). VC yang berisi sinyal plesynchronous ini disebut VC orde

lebih rendah (lower order VC, yaitu VC-1 dan VC-2). Muatan VC juga dapat berupa sinyal-sinyal yang berasal dari VC orde lebih tinggi (higher order VC, yaitu VC-3 dan VC-4). VC kemudian akan dikenakan proses penyesuaian. Pada VC orde lebih rendah, penyesuaian dilakukan dengan pemberian Tributary Unit

Pointer (TU Pointer) untuk menentukan posisi muatan pada VC orde lebih tinggi,

sehingga VC menjadi Tributary Unit (TU) yang akan dimultipleks menjadi

Tributary Unit Group (TUG).

Sedangkan pada VC orde lebih tinggi, penyesuaian dilakukan dengan memberikan Administrative Unit Pointer (AU Pointer) untuk menentukan posisi muatan pada bingkai STM, sehingga VC menjadi bentuk Administrative Unit

Group (AUG). Setelah AU dimultipleks ke AUG, sinyal dibawa oleh sebuah sinyal

pembawa yang disebut Synchronous Transport Module (STM) yang di dalamnya terdapat bit-bit informasi, disebut Section Overhead (SOH). [9]

2.4.5 Parameter Performance

Parameter performance meliputi dari ES (Errored Seconds), SES (Severely Errored Seconds) dan UAS (Unavailable Seconds) [11].

a. ES (Errored Seconds) adalah Satu atau beberapa blok errored dalam satu detik interval

b. SES (Severely Errored Seconds) adalah Setidaknya 30 persen dari semua blok errored dalam satu detik interval.

c. UAS (Unavailable Seconds) adalah Sebuah link jaringan tidak dapat digunakan pada salah satu atau kedua link yang terhubung dalam satu detik interval.

2.5 Small Form-Factor Pluggable (SFP)

Gambar 2.10 adalah Small Form-Factor Pluggable (SFP) merupakan

transceiver atau perangkat yang mempunyai fungsi sebagai transmitte dan receiver sekaligus yang bersifat hot-pluggable (perangkat yang bisa dipasang atau

dicabut tanpa mematikan sistem) yang digunakan untuk aplikasi telekomunikasi dan komunikasi data [12]. Perangkat ini berfungsi sebagai interface di

motherboard switch atau router dengan kabel serat optik . Untuk tiap merk pada

SFP yang digunakan, pada kondisi lapangan mempunyai spesifikasi yang berbeda – beda sesuai dengan perusahaan yang membuat SFP tersebut. Serta penggunaan SFP disesuaikan dengan kondisi panjang kabel yang digunakan, sehingga penggunaan end to end SFP harus memiliki spesifikasi yang sama dengan merk yang sama pula agar penggunaanya menjadi optimal [13].

Gambar 2.10 Small Form-Factor Pluggable (SFP) [12]

Tabel 2.11, tabel 2.12, tabel 2.13 dan tabel 2.14 adalah spesifikasi SFP STM-1,STM-4,STM-16 yang nantinya akan terhubung dengan perangkat melalui

fiber optic sebagai media transmisinya.

Tabel 2.11 Features dari STM-1,STM-4, dan STM-16 [12]

No Product Description Distance

(km) Fiber Type Temperature Range (◦C) Digital Optical Monitoring Support

1 SFP OC-3/STM-1 Multimode 2 Multi

Mode

dari -5 to

+85 Yes

2 SFP OC-3/STM-1 Short Reach 2 Single

Mode dari -5 to +85 Yes 3 SFP OC-3/STM-1 Intemediate-Reach 15 Single Mode dari -5 to +85 Yes 4 SFP OC-3/STM-1 Long-Reach (40) 40 Single Mode dari -5 to +85 Yes 5 SFP OC-3/STM-1 Long-Reach (80) 80 Single Mode dari -5 to +85 Yes

6 SFP OC-12/STM-4 Multimode 0,5 Multi

Mode dari -5 to +86 Yes 7 SFP OC-12/STM-4 Short Reach 2 Single Mode dari -5 to +87 Yes 8 SFP OC-12/STM-4 Intemediate-Reach 15 Single Mode dari -5 to +88 Yes 9 SFP OC-12/STM-4 Long-Reach (40) 40 Single Mode dari -5 to +89 Yes 10 SFP OC-12/STM-4 Long-Reach (80) 80 Single Mode dari -5 to +90 Yes 11 SFP OC-48/STM-16 Short Reach 2 Single Mode dari -5 to +91 Yes 12 SFP OC-48/STM-16 Long-Reach 15 Single Mode dari -5 to +92 Yes 13 SFP OC-48/STM-16 Intemediate-Reach 80 Single Mode dari -5 to +93 Yes

Tabel 2.12 Level Signal Transmitter dan Receiver dari STM-1 [12]

Tabel 2.13 Level Signal Transmitter dan Receiver dari STM-4 [12]

Tabel 2.14 Level Signal Transmitter dan Receiver dari STM-16 [12]

No Product Description Transmitter Wavelength Range (nm) Transmitter Power Range (dBm) Receiver Power Range (dBm) Optical Path Penalty (dB) 1 SFP OC-3/STM-1 Multimode 1270 to 1380 dari -14 sampai -20 dari -5 sampai -30 Tidak Ada 2 SFP OC-3/STM-1 Short Reach 1260 to 1360 dari -8 sampai -15 dari -8 sampai -23 1 3 SFP OC-3/STM-1 Intemediate-Reach 1261 to 1360 dari -8 sampai -15 dari -8 sampai -28 1 4 SFP OC-3/STM-1 Long-Reach (40) 1263 to 1360 dari 0 sampai -5 dari -10 sampai -34 1 5 SFP OC-3/STM-1 Long-Reach (80) 1480 to 1580 dari 0 sampai -5 dari -10 sampai -34 1 No Product Description Transmitter Wavelength Range (nm) Transmitter Power Range (dBm) Receiver Power Range (dBm) Optical Path Penalty (dB) 1 SFP OC-12/STM-4 Multimode 1270 to 1380 dari -14 sampai -20 dari -6 sampai -26 Tidak Ada 2 SFP OC-12/STM-4 Short Reach 1261 to 1360 dari -8 sampai -15 dari -8 sampai -23 1 3 SFP OC-12/STM-4 Intemediate-Reach 1293 to 1334 dari -8 sampai -15 dari -8 sampai -28 1 4 SFP OC-12/STM-4 Long-Reach (40) 1280 to 1335 dari 2 sampai -3 dari -8 sampai -28 1 5 SFP OC-12/STM-4 Long-Reach (80) 1480 to 1580 dari 2 sampai -3 dari -8 sampai -28 1 No Product Description Transmitter Wavelength Range (nm) Transmitter Power Range (dBm) Receiver Power Range (dBm) Optical Path Penalty (dB) 1 SFP OC-48/STM-16 Short Reach 1266 to 1360 dari -3 sampai -10 dari -3 sampai -18 1 2 SFP OC-48/STM-16 Long-Reach 1260 to 1360 dari 0 sampai -5 dari 0 sampai -18 1 3 SFP OC-48/STM-16 Intemediate-Reach 1500 to 1580 dari 3 sampai -2 dari -9 sampai -28 2

2.6 Variable Optical Attenuator

Variable Optical Attenuator (VOA) telah menjadi komponen yang sangat

penting , terutama dalam sistem optik multichannel dan jaringan , di mana optik sinyal yang berbeda dapat berjalan melalui jalur transmisi optik dan diproses sebelum yang digabungkan bersama-sama. Optical powers bagian dari Saluran atau channel yang berbeda harus menyamakan kedudukan pada suatu titik acuan dalam rangka untuk memastikan kinerja sistem yang sama untuk masing-masing jalur optic.

Sebuah pemerataan dari kekuatan optik berkaitan dengan penyesuaian yang sangat tepat dari power signal optic. Hal ingin sangat dinginkan untuk mengatur power agar dapat dikendalikan. Variable optical attenuators (VOAs) melayani tujuan yang sangat baik , dan mereka dapat diproduksi sebagai komponen optic terpisah atau menggabungkan bersama dengan perangkat lainnya, seperti optical couplers atau optical filters. Pada prinsip umumnya Variable

optical attenuators (VOAs) adalah mengubah polarization baik dari cahaya

polarization yang datang maupun sebuah signal loss dalam perangkat [14].

2.6.1 Poses Simulasi VOA

Fungsi dari Comprehensive offset adalah meningkatkan hasil kalibrasi jalur optic di dalam pengetesan. Penyeimbangnya dari factor attenuator atau redaman, dan output power level dapat diatur dengan bebas dalam melakukan kalibrasi, agar mengetahui loss dari konektor dan kabel fiber optic, serta gelombang dan penyeimbang [15]. Kalibrasi ini sangat mudah digunakan dari power meter dan redaman yang disamakan. Semua kekuasaan offset terkait dapat ditentukan oleh firmware fungsi yang membaca sebuah nilai dari referensi kekuasaan meter. Perbedaan antara nilai kekuatan dengan membaca referensi meter dan kekuasaan yang sebenarnya harga attenuator secara otomatis akan tersimpan di dalam offset .

2.6.2 Total loss

Perubahan dari level power sebelah ditambah dengan redaman antara 2 jaringan terhubung dengan fiber optic seperti gambar 2.11 dan gambar 2.12, dapat dihitung total loss nya dengan rumus sebagai berikut [15] :

𝑇𝐿 𝑑𝐵 = 10 log𝑃𝑎

𝑃𝑏= 𝑃𝑎 𝑑𝐵𝑚 − 𝑃𝑏 [𝑑𝐵𝑚]

Keterangan :

1. Pa : fiber optic terhubung tanpa menggunakan attenuator 2. Pb : fiber optic terhubung dengan menggunakan attenuator

Gambar 2.12 Fiber optic terhubung tanpa menggunakan attenuator [15]

Gambar 2.13 Fiber optic terhubung dengan menggunakan attenuator [15]

2.6.3 VOA dalam Jaringan Fiber Optik

Gambar 2.14 VOA dalam Jaringan Fiber Optik [16]

Sebuah type aplikasi dari Variable Optical Attenuators (VOAs) dalam jaringan fiber optic, seperti gambar 2.13. Pertama VOAs dapat digunakan untuk menyamakan kekuatan gelombang yang berbeda, seperti ilustrasi pada gambar 2.13. Transmitter dari sumber dimana sensitive pada temperature dan saat proses berjalan, dan juga bervariasi dengan waktu karena penuaan laser. VOA dapat digunakan untuk mengkompensasi variasi kekuatan dari satu sumber laser atau dapat digunakan untuk menyamakan kekuatan tingkat yang berbeda dari sumber cahaya (yang sesuai untuk gelombang) jalur sebelum mereka digabungkan oleh

Selain itu, VOA dapat digunakan untuk membatasi kekuasaan atau serat optik yang terhubung ke bawah, serta mencegah efek ambang batas nonlinier dalam serat atau untuk alasan keamanan. Misalnya, untuk sesuai dengan, standar keselamatan level batas atas 17 dbm ( misalnya, 50 mw ) yang terjadi pada jumlah yang dapat ditransmisikan kekuasaan dalam serat optic [16].

VOAs juga bisa mendapatkan keuntungan datar dan saluran dengan panjang gelombang dengan amplifier optik , seperti terlihat pada gambar 2.13. didalam jaringan fiber optik , amplifier optik seperti Erbium Doped Fiber

Amplifiers (EDFAs) bekerja untuk memperkuat sinyal cahaya yang lemah.

Namun, beberapa gelombang tiba pada saluran kelenjar yang dapat melalui jalur yang berbeda dan mengalami kerugian.Optik, sebagai penguat memiliki saluran yang tergantung pada satu sama lain dengan kekuatan yang ada karena cross-gain modulasi. Untuk mendapatkan keuntungan yang datar, saluran dengan panjang gelombang lebih dari transmisi fiber yang sebelumnya Demultiplexed oleh

Demultiplexer (DUX), Dan kemudian menyamakan kedudukan dengan kekuatan

mereka adalah sebuah array dari voas sebelum masuk ke dalam amplifier optik .Meskipun kenaikan tersebut juga bervariasi dengan panjang gelombang , variasi tersebut dapat dengan mudah dapat dikompensasi oleh attenuators sehingga output yang identik untuk mendapatkan kekuasaan atas semua itu diperkuat [16]

VOAs mampu menyeimbangkan sinyal dalam Optical Add/Drop

Multiplexer (OADMs), seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.13. Dalam sebuah

oadm , tingkat kekuatan sinyal yang akan ditambahkan tidak bisa terlalu tinggi , jika tidak akan kewalahan saluran yang ada, serta sinyal dengan kekuatan yang masih tinggi harus attenuated sebelum memasuki jaringan local. Salah satu

attenuator sangat penting digunakan untuk menambahkan atau mengurangi level signal agar tidak terlalu tinggi. Selain itu, total daya adalah beragam ketika salah satu atau lebih saluran yang ditambahkan atau turun. Oleh karena itu , sebuah attenuator diperlukan untuk menstabilkan kekuatan digabungkan ke transmisi serat [16].

Keunggulan dari Varible Optical Attenuator (VOA) adalah antara lain sebagai berikut [17] :

a. Dapat memperlebar jarak redaman b. Ukuran yang padat

c. Stabilitas tinggi dan dapat diandalkan d. Dapat melakukan sebagai diagnosa e. Mudah digunakan

f. Attenuation akurasi tinggi g. Mengurangi angka kerugian

Aplikasi – aplikasi yang digunakan oleh VOA adalah antara lain, sebagai berikut [17] :

a. System CATV

b. Jaringan DWDM, CWDM, WDM, SDH, dan PDH c. Optical add/drop multiplexing

d. System pengetesan komunikasi optic e. Sebagai Alat pabrikasi optic

f. Sebagai pengukuran parameter optic

2.6.4 Jenis Jenis Attenuator

Jenis – jenis attenuator terbagi menjadi 2 yaitu optical attenuator dan fixed attenuator.

a. Optical Attenuator

Optical Attenuator adalah adalah alat yang mengurangi kekuatan optik

serat dengan jumlah tetap atau disesuaikan. Prinsip dasar dari attenuator adalah pada umumnya dikendalikan oleh offset input dan output fiber optik, atau jarak udara antara input dan output fiber optic. Tekhnik lain yang digunakan dalam menggunakan dari lanjutan optical attenuator, adalah Menggunakan temperature, memutar, kekencangan yang terhubung pada serat optic dengan perangkat. Pemilihan optical attenuator tergantung pada suatu faktor multitode, termasuk wavelength, tingkat attenuation, dan stabilitas suhu [18].

Gambar 2.15 Optical Attenuator [18]

b. fixed Attenuators

Sekali tingkat yang diinginkan dari attenuation ditentukan, fixed attenuator dapat diatur untuk memberikan output daya yang tepat. Fixed attenuator

digunakan untuk mengurangi dari daya transmitter dari fiber optic. Fixed

attenuator mencakupi mengatur kekuatan antara 1 serat optic dan melebihi 1 serat optic yang terhubung ke system, serta mengurangi penyerapan receiver [18].