TUGAS AKHIR STUDI PERBANDINGAN DWDM (DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) DAN CWDM (COARSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING)

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR STUDI PERBANDINGAN DWDM (DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) DAN CWDM (COARSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) PADA SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK O L E H PUTRA ANDICA SIAGIAN DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 STUDI PERBANDINGAN DWDM (DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) DAN CWDM (COARSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) PADA SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK Oleh : PUTRA ANDICA SIAGIAN Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro Disetujui oleh: Pembimbing, IR. M. ZULFIN, MT NIP Diketahui oleh: Pelaksana Harian Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU PROF. DR. IR. USMAN BAAFAI NIP DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

3 ABSTRAK Wavelength Division Multiplexing (WDM) menjadi suatu solusi untuk dapat memultipleks sinyal ke dalam saluran serat optik tunggal dan dapat mengurangi jumlah amplifier dalam saluran transmisi sistem komunikasi serat optik. Dengan adanya teknologi WDM ini, data dalam bentuk audio maupun video bisa ditransmisikan dalam jumlah yang banyak dan dengan kecepatan transfer data yang sangat cepat tanpa harus merubah sinyal cahaya ke sinyal elektrik. Diawali dengan teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), kemudian Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM). Oleh karena itu, perlu dibandingkan antara DWDM dan CWDM pada sistem komunikasi serat optik agar didapatkan hasil yang lebih baik yang dapat digunakan dalam area tertentu dan fungsi tertentu dengan kualitas yang baik, peralatan yang sederhana, dapat ditingkatkan kapasitas transmisinya dan dengan harga yang relatif murah.

4 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat, hidayah dan karunia-nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. Tugas Akhir ini yang berjudul STUDI PERBANDINGAN DWDM (DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) DAN CWDM (COARSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) PADA SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK penulis persembahkan kepada yang teristimewa Ayahanda Almarhum AIPTU. Oskar Siagian dan Ibunda Almarhumah Yurhaini SPd, yang telah membesarkan, mendidik dan memberikan kasih sayang yang tidak akan pernah habis kepada penulis sampai akhir hayat mereka. Juga kepada adik-adik penulis yang tersayang, Johan Ardhana Siagian dan Ridho Mauliddin Siagian yang selalu memberikan doa dan motivasi kepada penulis. Khairina Achmad yang selalu memberikan dukungan dan nasehat kepada penulis dengan doa dan kasih sayang yang tulus. Selama penulisan Tugas Akhir ini hingga menyelesaikannya, penulis banyak mendapat bantuan dan dukungan serta masukan dari banyak pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan ribuan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof. DR. Ir. Usman Baafai dan Rahmad Fauzi ST, MT, selaku Pelaksana Harian Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,.

5 2. Bapak Ir. M. Zulfin, MT selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak membantu dalam penulisan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir. Masykur Sjani sebagai Dosen Wali penulis yang telah memberikan dukungan moril kepada penulis. 4. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Elektro, khususnya pada Konsentrasi Teknik Telekomunikasi yaitu Bapak Ir. Arman Sani MT, Bapak Maksum Pinem ST, MT dan Bapak Ali Hanafiah ST, MT. yang telah memberikan banyak inspirasi, pelajaran moral dan spiritual serta masukan dan motivasi bagi penulis untuk selalu menjadi lebih baik. 5. Seluruh Karyawan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. 6. Sahabat-sahabat seperjuangan untuk mencapai tujuan bersama menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, khususnya stambuk 2005 yaitu Dedi (Uda ), Harry, Sujek, Megi, Dedi M, Muti, Rizky, Lutfi, Ricky, Prindi, Rudi, Gifari, Harpen, Putra, Khairil, Azwar, Iqri, Umar, Diana, Ami, Tachi, Dewi, Yona, Zainul, Nisa, Chici, Aprik, Daniel, Eternal, Mika, Samuel, Lemuel, Erisa, Once, Kristina dan teman-teman yang belum disebut namanya yang selama ini menjadi teman diskusi di kampus. 7. Seluruh Keluarga Besar Siagian, Bapak Tua dan Mak Tua, Bapak Uda dan Inang Uda, Amangboru dan Namboru. Juga kepada Uak Yahmin BA, dan Uak Dra. Eva Yunismeini MPd. juga Bang Ari, Puspa, Novi, dan Ihsan yang telah banyak memberikan nasehat dan dukungan moril maupun materil kepada penulis.

6 8. Seluruh teman-teman Alumni SMA N. 1 Kota Tanjungbalai dan tokohtokoh agama yang selalu bertukar pikiran dengan penulis demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. 9. Serta semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Berbagai usaha telah penulis lakukan demi terselesaikannya Tugas Akhir ini dengan baik, tetapi penulis menyadari akan kekurangan dan keterbatasan penulis. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis. Medan, 26 Juni 2010 Penulis, PUTRA ANDICA SIAGIAN NIM

7 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penulisan Batasan Masalah Metodologi Penulisan Sistematika Penulisan... 4 BAB II SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK 2.1 Pendahuluan Gelombang Elektromagnetik Prinsip Gelombang Elektromagnetik Spektrum Gelombang Elektromagnetik Spektrum Elektromagnetik Panjang Gelombang Cahaya Optik Refraksi (pembiasan) Cahaya Difraksi Cahaya... 20

8 2.3.3 Dispersi Cahaya Multipkexing Time Division Multiplexing (TDM) Frequency Division Multiplexing (FDM) Wavelength Division Multiplexing (WDM) Sistem Simplex dan Duplex Single Mode Fiber Arrayed Wave Gratings (AWG) Splicing (Penyambungan) Fusion Splices (Penyambungan Lebur) Mechanical Splices (Penyambungan Mekanis) Connector BAB III SISTEM WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING (WDM) 3.1 Pendahuluan Perutean Panjang Gelombang Teknologi WDM Add Drop Multiplekser Interference Filter pada WDM Sistem DWDM Prinsip Kerja DWDM Komponen penting pada DWDM Pemantulan dan Pentransmisian FBG Channel Spacing Sistem CWDM... 53

9 3.6.1 Prinsip Kerja CWDM Perbedaan Antara CWDM dan DWDM Daya terima yang terdapat pada Sistem DWDM dan CWDM BAB IV STUDI PERBANDINGAN DWDM (DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) DAN CWDM (COARSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) PADA SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK 4.1 Umum Channel Spacing (Spasi Kanal) Band Frekuensi Tipe Fiber Area Implementasi Perangkat Laser Filter BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

10 DAFTAR GAMBAR 1. Gambar 2.1 Spektrum Gelombang Elektromagnetik Gambar 2.2 Spektrum Gelombang Gambar 2.3 Panjang Gelombang Gambar 2.4 Refraksi Cahaya Gambar 2.5. Refraksi Mendekati dan Menjauhi Garis Normal Gambar 2.6 Difraksi Cahaya Gambar 2.7 Dispersi Cahaya Gambar 2.8 Multiplexing Gambar 2.9 Time Division Multiplexing (TDM) Gambar 2.10 Cara kerja transmisi Simplex, half duplex, dan full duplex Gambar 2.11 Single Mode Fiber Gambar 2.12 Modul AWG (Arrayed Waveguide Gratings) Gambar 2.13 Penyambungan Lebur Gambar 2.14 Penyambungan Mekanis Gambar 2.15 Connector Gambar 3.1 Sistem Wavelength Division Multiplexing Gambar 3.2 Interference Filter pada WDM Gambar 3.3 Demultiplekser 40 Kanal dengan Pemisahan ke Dalam Blok Blok Kanal Gambar 3.4 Star coupler Gambar 3.5 Karakteristik Tipe Fiber berdasarkan standar ITU Gambar 3.6 Fiber Bragg Gratings... 48

11 22. Gambar 3.7 Optical circulator dan FBG Gambar 3.8 Proses Pemantulan dan Pentransmisian gelombang Cahaya Pada FBG Gambar 3.9 Channel Spacing DWDM Fiber Bragg Grating Gambar 3.10 Jarak Antar Kanal Pada DWDM Gambar 3.11 Jarak Antar Kanal pada CWDM Gambar 3.12 Transmisi untuk 4 kanal pada CWDM dan 8 kanal pada DWDM... 60

12 DAFTAR TABEL 1. Tabel 2.1 Spektrum dan Panjang Gelombang Tabel 2.2 Indeks Bias beberapa Medium yang berbeda Tabel 3.1 Perbedaan antara DWDM dan CWDM Tabel 3.2 Perbandingan Spasi Lamda dan Spasi Frekuensi Tabel 4.1 Rekapitulasi Perhitungan f.. 65