teknologi dwdmilmuti.org/.../uploads/2018/05/rizkyugho_teknologi-dwdm.pdflink budget dwdm. kata...

Lisensi Dokumen:

Copyright © 2008-2017 ilmuti.org

Seluruh dokumen di ilmuti.org dapat digunakan, dimodifikasi dan disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial

(nonprofit), dengan syarat tidak menghapus atau merubah atribut penulis dan pernyataan copyright yang disertakan dalam setiap

dokumen. Tidak diperbolehkan melakukan penulisan ulang, kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari ilmuti.org

TEKNOLOGI DWDM

Rizky Yugho Saputra

[email protected] :: http://rizkyugho.blogspot.co.id/

Abstrak

Pada 30 tahun belakangan ini, telah dikembangkan sebuah teknologi baru yang

menawarkan kecepatan data yang lebih besar dan panjang jarak yang lebih jauh dengan

harga yang lebih rendah daripada sistem kawat tembaga. Teknologi baru ini adalah serat

optik, serat optik menggunakan cahaya untuk mengirimkan informasi (data). Cahaya

yang membawa informasi dapat dipandu melalui serat optik berdasarkan fenomena

fisika yang disebut total internal reflection (pemantulan sempurna). Secara tinjauan

cahaya sebagai gelombang elektromagnetik, informasi dibawa sebagai kumpulan

gelombang-gelombang elektro-magnetik terpandu yang disebut mode. Serat optik

terbagi menjadi 2 tipe yaitu single mode dan multi mode. Secara umum sistem

komunikasi serat optik terdiri dari : transmitter, serat optik sebagai saluran informasi

dan receiver. Pada transmitter terdapat modulator, carrier source dan channel coupler,

pada saluran informasi serat optik terdapat repeater dan sambungan sedangkan pada

receiver terdapat photo detector, amplifier dan data processing. Sebagai sumber cahaya

untuk sistem komunikasi serat optik digunakan LED atau Laser Diode (LD). Teknik

transmisi sangat penting diperhatikan untuk meningkatkan efisiensi serat optik berupa

spektrum dan kapasistas bandwidth. Teknik tranmisi data melalui serat optik pada

awalnya menggunakan teknik clock tunggal dan kemudian dikembangkankan dengan

teknik penjamakan salah satu diantaranya yaitu DWDM (Dense Wavelength Division

Multiplexing). Penerapan DWDM harus memperhatikan perencaan dan perhitungan

Link Budget DWDM.

Kata Kunci: Teknologi, Serat Optik, DWDM, Link Budget

http://www.ilmuti.org/



mailto:[email protected]

http://rizkyugho.blogspot.co.id/

Lisensi Dokumen:





Pendahuluan

Perkembangan teknologi saat ini begitu pesat di Indonesia, khususnya dalam bidang

teknologi informasi dan komunikasi. Perkembangan sistem komunikasi memicu

kebutuhan layanan masyarakat terus meningkat sehingga dibutuhkan sistem komunikasi

yang mampu melayani semua layanan. Maka, perlu adanya jaringan telekomunikasi

yang handal dan mampu memberikan performasi yang baik, sehingga mampu melayani

kebutuhan layanan masa kini, tidak hanya suara, melainkan data dan video.

Di dalam sistem telekomunikasi, keterbatasan utama yang sudah menjadi hal umum

adalah spektrum dan bandwidth. Namun adanya keterbatasan tidak selalu berdampak

buruk khususnya pada perkembangan di bidang telekomunikasi karena hal ini

mendorong lahirnya teknologi-tekologi terbaru sebagai responnya.

Dampak dari perkembangan teknologi digital salah satunya adalah perubahan pada

jaringan analog menjadi jaringan digital, baik dalam sistem switching maupun dalam

sistem transmisinya. Jaringan akses tembaga yang belum dapat menampung kapasitas

bandwidth yang besar serta kecepatan tinggi, membuat para penyelenggara

telekomunikasi meningkatkan kualitas layanan dengan membuat infrastruktur

menggunakan serat optik sebagai media transmisinya.

Teknologi serat optik menggunakan cahaya untuk mengirimkan informasi (data). Secara

umum sistem komunikasi serat optik terdiri dari : transmitter, serat optik sebagai saluran

informasi dan receiver). Teknik transmisi sangat penting diperhatikan untuk

meningkatkan efisiensi serat optik berupa spektrum dan kapasistas bandwidth. Teknik

tranmisi data melalui serat optik pada awalnya menggunakan teknik clock tunggal dan

kemudian dikembangkankan dengan teknik penjamakan salah satu diantaranya yaitu

teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM).




Lisensi Dokumen:





Pembahasan

Serat optik sebagai media transmisi berkecepatan tinggi untuk meningkatkan layanan

yang baik kepada pelanggan berusaha terus dikembangkan kualitasnya. Salah satu yang

dikembangkan adalah kapasitas transmisinya, yang saat ini telah berkembang sampai

dengan Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM).

A. Teknologi Wavelength Division Multiplexing (WDM)

Pada mulanya, teknologi WDM, yang merupakan cikal bakal lahirnya DWDM,

berkembang dari keterbatasan yang ada pada sistem serat optik, dimana

pertumbuhan trafik pada sejumlah jaringan backbone mengalami percepatan yang

tinggi sehingga kapasitas jaringan tersebut dengan cepatnya terisi. Hal ini menjadi

dasar pemikiran untuk memanfaatkan jaringan yang ada dibandingkan membangun

jaringan baru.

Konsep ini pertama kali dipublikasikan pada tahun 1970, dan pada tahun 1978

sistem WDM telah terealisasi di laboratorium. Sistem WDM pertama hanya

menggabungkan 2 sinyal. Pada perkembangan WDM, beberapa sistem telah sukses

mengakomodasikan sejumlah panjang-gelombang dalam sehelai serat optik yang

masing-masing berkapasitas 2,5 Gbps sampai 5 Gbps. Namun penggunaan WDM

menimbulkan permasalahan baru, yaitu ke-nonlinieran serat optik dan efek dispersi

yang semakin kehadirannya semakin signifikan yang menyebabkan terbatasnya

jumlah panjang-gelombang 2-8 buah saja di kala itu.

Wavelength Division multiplexing (WDM) adalah salah satu teknologi

multiplexing 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.




Lisensi Dokumen:





Gambar 1. Prinsip dasar WDM

Teknologi WDM pada dasarnya adalah teknologi transport untuk menyalurkan

berbagai jenis trafik (data, suara, dan video) secara transparan, dengan

menggunakan panjang gelombang yang berbeda-beda dalam suatu fiber tunggal

secara bersamaan. Implementasi WDM dapat diterapkan baik pada jaringan long

haul (jarak jauh) maupun untuk aplikasi short haul (jarak dekat).

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.

Sistem WDM populer menjadi popular di dunia telekomunikasi karena mereka

memungkinkan 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




Lisensi Dokumen:





diberikan dapat diperluas hanya dengan upgrade ke multiplexer dan demultiplexers

di kedua ujungnya.

Prinsip kerja WDM

WDM mempunyai karakteristik yaitu panjang gelombang diskrit dari sebuah

orthogonal set dari gelombang pembawa dapat dipisahkan, dirutekan, dan di switch

tanpa adanya interferensi satu sama lain. Untuk mengimplementasikan teknologi

WDM diperlukan beberapa macam komponem pasif dan aktif untuk

mengkombinasikan, distribusi, isolasi, dan penguatan daya optik pada panjang

gelombang yang berbeda. Komponen pasif tidak mempunyai kontrol eksternal pada

pengoperasiannya, sehingga terdapat keterbatasan dalam fleksibilitas aplikasi.

Sedangkan komponen aktif yang terdiri dari tunable optical fiber, tunable source,

dan penguat optik, mempunyai derajad fleksibilitas yang tinggi karena dapat

dikontrol secara elektronik atau optik.

Gambar 2. Teknologi jaringan WDM

Pada gambar diatas menunjukan sistem komunikasi optik menggunakan teknologi

WDM. Beberapa panjang gelombang dimasukan ke Multiplexer untuk

dikombinasikan sehingga menghasikan sinyal output berupa spektrum kontiyu,

kemudian dipasangkan dan dilewatkan pada serat optik tunggal. Dan pada penerima

terdapat Demultiplexer yang digunakan untuk memisahkan kembali sinyal tersebut

ke dalam kanal deteksi yang tepat untuk memproses sinyal.




Lisensi Dokumen:





Salah satu kelemahan dari Teknologi WDM ini adalah sistem yang mahal dan

rumit untuk dijalankan. Namun, standardisasi baru dan lebih memahami dinamika

sistem WDM telah membuat WDM lebih murah untuk menyebarkan.

Pada perkembangan selanjutnya, jumlah panjang gelombang yang dapat

diakomodasikan oleh sehelai serat optik bertambah mencapai puluhan buah dan

kapasitas untuk masing-masing panjang gelombang pun meningkat pada kisaran 10

Gbps, kemampuan ini merujuk pada apa yang disebut DWDM.

B. Teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)

Hadirnya teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) merupakan

salah satu teknologi pembaharuan dari teknologi sebelumnya yaitu teknologi

WDM. DWDM itu sendiri merupakan sutau teknik transmisi yang yang

memanfaatkan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda sebagai

kanal-kanal informasi, sehingga setelah dilakukan proses multiplexing seluruh

panjang gelombang tersebut dapat ditransmisikan melalui sebuah serat optik.

Teknologi DWDM adalah teknologi dengan memanfaatkan sistem Synchoronous

Digital Hierarchy (SDH) yang sudah ada (solusi terintegrasi) dengan

memultiplekskan sumber-sumber sinyal yang ada. Menurut definisi, teknologi

DWDM dinyatakan sebagai suatu teknologi jaringan transport yang memiliki

kemampuan untuk membawa sejumlah panjang gelombang (4, 8, 16, 32, dan

seterusnya) dalam satu fiber tunggal. Artinya, apabila dalam satu fiber itu dipakai

empat gelombang, maka kecepatan transmisinya menjadi 4×10 Gbs (kecepatan

awal dengan menggunakan teknologi SDH).

Teknologi DWDM beroperasi dalam sinyal dan domain optik dan memberikan

fleksibilitas yang cukup tinggi untuk memenuhi kebutuhan akan kapasitas transmisi

yang besar dalam jaringan. Kemampuannya dalam hal ini diyakini banyak orang

akan terus berkembang yang ditandai dengan semakin banyaknya jumlah panjang

gelombang yang mampu untuk ditramsmisikan dalam satu fiber.




Lisensi Dokumen:





Prinsip Kerja Teknologi DWDM

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 demultiplexser untuk disebarkan

kembali sesuai tujuan masing-masing sinyal yang akan diterima oleh receiver.

Gambar 3. Prinsip Kerja Jaringan DWDM

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 optik yang banyak digunakan adalah Erbium Doped

fibre Amplifier (EDFA (1530-1565 nm)) dan masih banyak lagi jenis penguat

lainnya contoh raman amplifier dll. Penggunaan penguat optik sangat penting

peranannya di dalam perkembangan teknologi DWDM tersebut sebagai penguat

sinyal optik dan proses 3R (Reshaping, Regenerating, Retiming) untuk menjaga

kualitas sinyal yang maksimal.




Lisensi Dokumen:





Gambar 4. Penguat Optik

Keunggulan DWDM

Secara umum keunggulan teknologi DWDM adalah sebagai berikut:

Tepat untuk diimplementasikan pada jaringan telekomunikasi jarak jauh (long

haul) baik untuk sistem point-to-point maupun ring topology.

Lebih fleksibel untuk mengantisipasi pertumbuhan trafik yang tidak

terprediksi.

Transparan terhadap berbagai bit rate dan protokol jaringan

Tepat untuk diterapkan pada daerah dengan perkembangan kebutuhan

Bandwidth sangat cepat.

C. Perbandingan Teknologi

Dengan adanya perkembangan teknologi jaringan transport berbasis serat optik

yang sebelumnya hanya mampu mentransmisikan data pada orde mega bit per

second (Mbps), sekarang ini sudah mampu untuk ditransmisikan pada orde giga bit

per second (Gbps) bahkan lebih cepat lagi bisa mencapai tera bit per second (Tbps)

sehingga dapat memberikan fleksibilitas yang tinggi dalam memenuhi kebutuhan

kapasitas transmisi pada jaringan. Teknologi jaringan transport ini berawal dari

teknologi Synchoronous Digital Hierarchy (SDH) dan Plesiochronous Digital

Hierarchy (PDH) yang kemudian disusul oleh teknologi jaringan yang beroperasi

dalam sinyal dan domain (optik) panjang gelombang yaitu Dense Wavelength

Division Multiplexing (DWDM).




Lisensi Dokumen:





Kemunculan teknologi DWDM tersebut dengan segera menjadi daya tarik sendiri

bagi perusahaan-perusahaan penyedia jasa telekomunikasi (carriers). Hal ini

dikarenakan teknologi DWDM memungkinkan carriers untuk memiliki sebuah

jaringan tanpa perlu susah payah membangun sendiri infrastruktur jaringannya,

cukup menyewa beberapa panjang-gelombang sesuai kebutuhan dengan daerah

tujuan yang sama ataupun berbeda. Metoda penyewaan panjang-gelombang ini pula

yang saat ini banyak dilakukan oleh carriers, khususnya yang tergolong baru, di

kawasan Eropa, dimana trafik telepon dan internet di kota-kota besar di kawasan

tersebut menunjukkan pertumbuhan yang sangat tinggi.

Keadaan ini memicu bermunculannya carriers baru yang dengan segera memiliki

jaringan yang luas di benua tersebut dengan akses ke seluruh penjuru dunia, meski

beberapa carriers yang tergolong mapan lebih memilih untuk membangun sendiri

infrastrukturnya dengan alasan kemudahan dalam pengawasan, keamanan dll.

Perbedaan strategi tersebut nantinya bakal mewarnai persaingan dalam penguasaan

teknologi, manajemen jaringan dsb, meski tidak mesti terjadi perusahaan yang lebih

memilih membangun sendiri infrastrukturnya (digger) akan menjadi lebih

berkembang (bigger) dan perusahaan yang lebih memilih untuk menyewa panjang

gelombang (leaser) menjadi kalah (loser).

Sementara bagi produsen perangkat telekomunikasi sendiri, kemunculan teknologi

ini seakan memberi angin segar bagi perusahaan baru untuk turut bermain di dalam

bisnis bernilai milyaran dollar ini. Sebagai contoh adalah Ciena, yang menjadi

pemain papan atas untuk produk DWDM.

Pada dasarnya, teknologi WDM (awal adanya teknologi DWDM) memiliki prinsip

kerja yang sama dengan media transmisi yang lain, yaitu untuk mengirimkan

informasi dari suatu tempat ke tempat yang lain. Namun, dalam teknologi ini pada

suatu kabel atau serat optik dapat dilakukan pengiriman secara bersamaan banyak

informasi melalui kanal yang berbeda. Setiap kanal ini dibedakan dengan

menggunakan prinsip perbedaan panjang gelombang (wavelength) yang dikirimkan




Lisensi Dokumen:





oleh sumber informasi. Sinyal informasi yang dikirimkan awalnya diubah menjadi

panjang gelombang yang sesuai dengan panjang gelombang yang tersedia pada

kabel serat optik kemudian dimultipleksikan pada satu fiber. Dengan teknologi

DWDM ini, pada satu kable serat optik dapat tersedia beberapa panjang gelombang

yang berbeda sebagai media transmisi yang biasa disebut dengan kanal.

Berikut merupakan gambar pengiriman informasi pada WDM:

Gambar 5. Pengiriman informasi pada WDM

Sebagai perbandingan dengan DWDM, gambar transmisi dengan TDM adalah sbb:

Gambar 6. Transmisi TDM

TDM menggunakan teknik pengiriman tetap pada satu channel dengan

mengefisiensikan skala waktu untuk mengangkut berbagai macam informasi.

Teknologi DWDM merupakan pemecahan dari masalah-masalah yang ditemukan

pada WDM, dimana dari segi infrastruktur sendiri praktis hanya terjadi

penambahan peralatan pemancar dan penerima saja untuk masing-masing panjang-

gelombang yang dipergunakan. Inti perbaikan yang dimiliki oleh teknologi DWDM

terletak pada jenis filter, serat optik dan penguat amplifier. Jenis filter yang umum

dipergunakan di dalam sistem DWDM ini antara lain Dichroic Interference Filters

(DIF), Fiber Bragg Gratings (FBG), Array Waveguide Filters (AWG) and Hybrid




Lisensi Dokumen:





Fused Cascaded Fiber (FCF) dengan Mach-Zehnder (M-Z) interferometers.

Komponen berikutnya adalah serat optik dengan dispersi yang rendah, dimana

karakteristik demikian sangat diperlukan mengingat dispersi secara langsung

berkaitan dengan kapasitas transmisi suatu sistem. Sementara penguat optik yang

banyak dipergunakan untuk aplikasi demikian adalah EDFA dengan karakteristik

flat untuk semua panjang-gelombang di dalam spektrum DWDM. Teknik lain yang

yang telah sukses diujicobakan adalah dengan memperpendek jarak antar kanal,

yang biasanya berkisar 1 nm menjadi 0,3 nm. Hal ini terutama berguna pada sistem

yang spektrum penguatan dari penguat optiknya kurang merata.

D. Penerapan DWDM Terkini

Pada awal perkembangan DWDM dikhususkan untuk jaringan backbone provider

dengan kapasitas yang besar. Namun dengan perkembangan teknologi terbaru

sekarang bisa di implementasikan dalam cakupan transimisi antar jaringan

pelanggan. Sebagai contoh salah satu Provider besar di Indonesia telah

menggunakan basis Alcatel Lucent PSS (Photonic Service Switch) sebagai

multiplexer-nya. Teknologi terbaru DWDM 100G berbasis Alcatel-Lucent 1830

Photonic Service Switch (PSS) ditawarkan kepada pelanggan sebagai solusi

pengganti teknologi Metro Ethertnet yang semakin banyak penggunaanya sehingga

kebutuhan bandwidth semakin bertambah. Metro Ethernet mempunyai beberapa

keterbatasan pada saat jam sibuk dan trafik data penuh, sering kali didapatkan

packet loss pada sistem pelanggan. Sedangkan DWDM mempunyai beberapa

keuntungan yang didapatkan baik dari sisi operator maupun pengguna layanan,

diantaranya kemudahan penambahan kapasitas yang terintegrasi dengan teknologi

terbaru dibandingkan pendahulunya jaringan berbasis Metro Ethernet.

Pada perkembangan selanjutnya, system DWDM berusaha untuk menambah

channel yang sebanyak-banyaknya untuk memenuhi kebutuhan lalu lintas data




Lisensi Dokumen:





informasi. Salah satunya adalah dengan memperkecil channel spacing tanpa adanya

suatu interferensi dari pada sinyal pada satu fiber optic tersebut. Dengan demikian,

hal ini sangat bergantung pada sistem komponen yang digunakan. Salah satu

contohnya adalah pada demultiplexser DWDM yang harus memenuhi beberapa

kriteria diantaranya adalah bahwa demux harus stabil pada setiap waktu dan pada

berbagai suhu, harus memiliki penguatan yang relatif besar pada suatu daerah

frekuensi tertentu dan dapat tetap memisahkan sinyal informasi sehingga tidak

terjadi interferensi antar sinyal. Sistem Fiber Bragg Grating (FBG) mampu

memberikan spacing channel tertentu seperti pada gambar berikut:

Gambar 7. Channel Spacing DWDM




Lisensi Dokumen:





Penutup

Kesimpulan

1. Teknologi DWDM berkembang dari Teknologi WDM seiring pertumbuhan trafik

pada sejumlah jaringan backbone mengalami percepatan yang tinggi.

2. Teknologi DWDM beroperasi dalam sinyal dan domain optik dan memberikan

fleksibilitas yang cukup tinggi untuk memenuhi kebutuhan akan kapasitas transmisi

yang besar dalam jaringan.

3. Jenis perbaikan yang dimiliki oleh teknologi DWDM dari teknologi sebelumnya

terletak pada jenis filter, serat optik dan penguat amplifier.

4. Teknologi DWDM dapat mentransmisikan banyak panjang gelombang(λ) dalam

satu fiber

5. Dalam perkembangan teknologi DWDM, penggunaan penguat optik sangat penting

peranannya sebagai penguat sinyal optik dan proses Reshaping, Regenerating,

Retiming untuk menjaga kualitas sinyal yang maksimal.

Referensi

scribd.com/document/79584530/DWDM

anggrianakp.blog.st3telkom.ac.id/2016/01/03/tugas-besar-siskom-teknologi-dwdm/

ahambali.staff.telkomuniversity.ac.id/wp-content/uploads/sites/85/2014/05/WDM

maxchristian.files.wordpress.com/2011/12/dwdm1

achmadjaelani89.wordpress.com/2016/03/05/dwdm-and-cwdm/

almuhibbin.com/2013/09/dasar-dwdm-dense-wavelength-division.html




Lisensi Dokumen:





Biografi

Nama saya Rizky Yugho Saputra, biasa dipanggil Rizky atau Yugho. Kegiatan sehari-

hari saya masih bekerja di sebuah perusahaan manufacturing yang memproduksi bahan

bangunan seperti : besi, baja, baja ringan, gypsum, dan aksesoris lainnya. Tempat saya

bekerja di daerah Jatiuwung, Kota Tangerang. Saya juga tengah melanjutkan

pendidikan di sebuah Perguruan Tinggi dengan mengambil jurusan Teknik

Informatika dengan konsentrasi Software Engineering. Untuk kontak saya bisa di 0813

980 45 910 (Telp, SMS, WA) atau di akun medsos saya, rizkyugho (FB, Twitter, Instagram).




teknologi dwdmilmuti.org/.../uploads/2018/05/rizkyugho_teknologi-dwdm.pdflink budget dwdm. kata...

Documents