BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Informasi terbaru menunjukkan bahwa jaringan multimedia dan highcapacity Wavelength Division Multiplexing (WDM) membutuhkan bandwidth yang tinggi. Serat optik adalah satu-satunya media yang menawarkan bandwidth besar dengan performansi yang baik [1]. Sejak tahun 1980-an, komunikasi menggunakan media serat optik menjadi salah satu alternatif yang lebih baik untuk perkembangan komunikasi yang sangat pesat. Hal ini juga dapat digunakan untuk memenuhi tuntutan aplikasi broadband. Pada awal perkembangannya, serat optik tidak bisa digunakan untuk aplikasi komersial karena memiliki redaman (attenuation) yang sangat tinggi hingga 1000 db/km. Akan tetapi, saat ini berbagai jenis serat optik tersedia dengan redaman rendah (0.2 db/km) yang dapat dimanfaatkan secara efisien dalam berbagai aplikasi multiterabit [2]. Wavelength Division Multiplexing (WDM) adalah teknik yang yang tepat untuk pemanfaatan efisiensi dari bandwidth dan memungkinkan transmisi paralel berbagai saluran optik pada frekuensi yang berbeda dalam satu serat yang sama. Awal mula dari sistem WDM telah dikenal pada akhir 1980-an menggunakan dua saluran kanal dengan dua daerah operasi kerja yang berbeda yaitu, 1310 nm dan 1550 nm [1]. Pada awal tahun 1990-an, generasi kedua WDM diperkenalkan, dimana lebih dari 6 kanal optik dapat di proses. Sistem ini disebut dengan narrow-band WDM system karena kanal yang terletak pada panjang gelombang dengan rapat spasi (yaitu, 400 GHz). Pada tahun 1990-an, sistem Dense Wavelength Divsion Multiplexing (DWDM) yang telah dikembangkan mampu memproses 20 sampai dengan 50 kanal dengan interval 100 sampai 200 GHz [3]. Degradasi sinyal bersama dengan jarak transmisi dalam sistem komunikasi berbasis optik timbul karena berbagai faktor seperti non linear effect dan kesalahan lainnya. Jumlah pengguna dapat ditingkatkan dengan meningkatkan power budget, atau mengurangi rugi-rugi dalam jaringan dengan menggunakan regenerator optoelektronik. Tetapi regenerator tersebut dapat menjadi cukup kompleks, 1

2 memakan waktu, dan mahal untuk sistem DWDM karena berbagai tingkat pengolahan, yaitu demultiplexing, konversi optic-electro-optic (OEO), dan multiplexing. Hal tersebut akan mengurangi kehandalan sebuah sistem atau jaringan yang menggunakan regenerator sebagai perangkat aktif. Oleh karena itu, pembaharuan dari jaringan WDM multi kanal akan membutuhkan penguat optik yang secara langsung memperkuat daya sinyal optik tanpa melalui konversi opticelectro-optic (OEO) [4]. Penguat optik sebagian besar digunakan pada aplikasi WDM karena semua saluran dengan panjang gelombang yang berbeda dapat diperkuat secara bersamaan. Sebuah penguat optik dapat meningkatkan level daya sinyal sebagai pre-amplifier (dengan menempatkannya setelah pemancar), sebagai in-line amplifier (dengan menempatkannya sepanjang link pada intermediate point), dan sebagai post-amplifier (dengan menempatkannya sebelum penerima). Terdapat berbagai efek non linieritas [seperti self-phase modulation (SPM), cross phase modulation (XPM), gain saturation dan yang lainnya]. Oleh karena itu timbul banyak permintaan untuk penguat optik dengan kinerja lebih baik dalam hal efek non linieritas, performansi transien, power crosstalk, gain flatness, gain bandwidth yang lebih besar dan sebagainya untuk sistem DWDM [5]. Dengan terus meningkatnya beban pada jaringan, maka Hybrid Optical Amplifier (HOA) diusulkan. penguat hybrid merupakan sebuah teknologi yang menjanjikan dan memberikan performansi yang lebih baik karena dapat menangani jaringan dengan beban yang besar. Penguat hybrid digunakan untuk mengoptimalkan peningkatan gain-bandwidth dari sistem berbasis WDM, untuk mengurangi kerugian karena induksi non linieritas dan untuk mencegah penggunaan biaya tinggi yang dibutuhkan untuk memperbaiki gain flatness. Hal ini juga menawarkan lebih banyak keuntungan dibanding regenerator elektronik, termasuk data rate sistem dapat diubah sesuai dengan kebutuhan, dapat dimungkinkan untuk mengirimkan data dalam banyak saluran (multiple channles), dan tidak perlu memodifikasi in-line transmission link atau komponen untuk mendapatkan keuntungan tersebut [4]. Tugas Akhir ini membahas konfigurasi penguat hybrid yang optimal dan melakukan uji performansi beserta simulasi transmisi data berbasis U-DWDM dengan menggunakan penguat optik hybrid (Raman-EDFA). Dari hasil simulasi, 2

3 dilakukan analisis dan penelusuran terkait spektrum amplifikasi dan spektrum gain beserta nilai Q Factor, Bit Error Ratio (BER) dan analisis Eye diagram Rumusan Masalah Level daya informasi yang di transmisikan melalui serat optik selalu mengalami penurunan terhadap panjang lintasannya. Penyebab utama penurunan level daya adalah rugi-rugi dalam serat optik. Rugi-rugi yang terjadi dalam serat optik merupakan masalah utama dalam pentransmisian informasi jarak jauh. Peningkatan rugi-rugi yang terjadi pada saluran serat optik dapat mengakibatkan rendahnya daya sinyal yang diterima oleh detektor optik. Daya sinyal yang kurang dari nilai minimum sensitivitas penerimaan akan mengakibatkan sinyal tidak dapat diterima oleh detektor optik. Daya sinyal optik yang hilang akibat rugi-rugi dapat diperbaiki atau ditingktkan dengan memasang penguat pada saluran, sehingga jarak transmisi sinyal dapat diperpanjang. Dengan terus meningkatnya beban pada jaringan, maka Hybrid Optical Amplifier (HOA) diusulkan. penguat hybrid merupakan sebuah teknologi yang menjanjikan dan memberikan performansi yang lebih baik karena dapat menangani jaringan dengan beban yang besar. Diperlukan optimasi sebagai langkah awal untuk melakukan uji performansi Hybrid Optical Amplifier pada sistem Long Haul Ultra-Dense Wavelength Division Multiplexing. Optimasi yang dilakukan guna memaksimalkan kinerja sistem yang diujikan, meliputi Gain Flattening Filter (FFr), FRA multi-pumps, dan optimasi Hybrid Optical Amplifier itu sendiri. Dari hasil simulasi, dilakukan analisis dan penelusuran terkait spektrum amplifikasi dan spektrum penguatan beserta nilai Q Factor, Bit Error Ratio (BER) dan Eye diagram Batasan Masalah Dalam pembahasannya, penelitian Tugas Akhir ini dibatasi oleh hal-hal berikut: 1. Batasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini adalah melakukan uji performansi dari sebuah sistem transmisi data menggunakan konfigurasi penguat hybrid (Raman-EDFA) yang disusun secara serial pada sistem Long Haul Ultra-DWDM. 3

4 2. Dilakukan optimasi pada penguat hybrid guna mendapatkan konfigurasi penguat dengan kinerja yang optimal, terdiri dari optimasi Gain Flattening Filter (GFFr), FRA multi-pump (Multi-parameters Optimization), dan optimasi Hybrid Optical Amplifier (HOA). 3. Uji performansi dilakukan menggunakan software Optiwave Optisystem Dari hasil simulasi dilakukan analisis terhadap Q Factor dengan batasan nilai minimum Q Factor 6 untuk link komunikasi optik berbasis DWDM 5. Dari hasil simulasi dilakukan analisis terhadap BER dengan batasan nilai BER maksimum 10-9 untuk link komunikasi optik berbasis DWDM 6. Dari hasil simulasi dilakukan analisis terhadap Eye diagram berdasarkan nilai BER dan Q Factor yang didapat Tujuan Penelitian Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah mendapatkan konfigurasi penguat hybrid yang optimal dan melakukan uji performansi Hybrid Optical Amplifier (HOA) pada sistem Long Haul Ultra-Dense Wavelength Division Multiplexing. Dari hasil simulasi, dilakukan analisis dan penelusuran terkait spektrum amplifikasi dan spektrum penguatan beserta nilai Q Factor, Bit Error Ratio (BER) dan Eye diagram pada sistem yang diujikan Metodologi Penelitian Metodologi dalam proses penyelesaian permasalahan penelitian ini adalah dengan simulasi dan analisa komputasi Sistematika Penulisan Untuk memudahkan pembahasan, penulisan Tugas Akhir ini terbagi menjadi 5 bagian dengan sistematika sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Berisi latar belakang penulisan tugas akhir, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian dan metodologi penelitian beserta sistematika penulisan tugas akhir. 4

5 BAB II DASAR TEORI Berisi uraian teori dari pokok bahasan masalah yang terkait dalam penelitian tugas akhir seperti prinsip dasar penguat optik, karakteristik berbagai jenis penguat optik disertai uraian teori Link Analysis dan pokok bahasan yang berhubungan langsung dalam sistem kerja yang disimulasikan. BAB III KONFIGURASI SISTEM Berisi uraian dan penjelasan mengenai perancangan sistem beserta diagram alir dan parameter yang digunakan dalam simulasi dilengkapi dengan tabel. BAB IV OPTIMASI DAN ANALISA SISTEM Berisi penjelasan proses optimasi dan simulasi disetai dengan gambar dan uraian parameter parameter yang berpengaruh terhadap sistem dengan melakukan anlisis hasil dari simulasi. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dari uraian pada bab bab yang telah dibahas sebelumnya dan saran yang konstruktif serta membangun guna membantu penyempurnaan selanjutnya. 5