PERANGKAT DWDM ZTE PADA JARINGAN BACKBONE

Transkripsi

1 Makalah Seminar Kerja Praktek POWER KALKULASI PERANGKAT DWDM ZTE PADA JARINGAN BACKBONE RUAS SEMARANG-SOLO Dudik Hermanto (L2F ) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro ABSTRAK Pada 30 tahun belakangan ini, telah dikembangkan sebuah teknologi baru yang menawarkan kecepatan data yang lebih besar sepanjang 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 elektromagnetik terpandu yang disebut mode Serat optik terbagi menjadi 2 tipe yaitu single mode dan multi mode Sebagai sumber cahaya untuk sistem komunikasi serat optik digunakan LED atau Laser Diode (LD) Salah satu teknologi dari teknik transmisi menggunakan serat optik adalah DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) yang memanfaatkan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda sebagai kanalkanal informasi, sehingga setelah dilakukan proses multiplexing seluruh panjang gelombang tersebut dapat ditransmisikan melalui sebuah serat optik Teknologi DWDM adalah teknologi yang memanfaatkan sistem SDH (Synchronous Digital Hierarchy) yang sudah ada dengan memultiplekskan sumber-sumber sinyal yang ada Kata Kunci : Serat optik, DWDM, multiplexing 1 PENDAHULUAN 11 Latar Belakang Perkembangan teknologi telekomunikasi yang semakin pesat membawa akibat tingginya tuntunan masyarakat pengguna jasa telekomunikasi untuk mendapatkan layanan yang mudah dan cepat, terlebih dalam dunia bisnis dengan persaingan yang ketat Perusahaan-perusahaan maju akan berkembang dengan pesat apabila ditunjang dengan teknologi telekomunikasi yang handal Bagi PT Telkom keadaan ini merupakan tantangan untuk semakin meningkatkan kemampuan perusahaan Pembangunan sarana telekomunikasi yang telah dilaksanakan PT Telkom dari tahun ke tahun telah menghasilkan suatu jaringan telekomunikasi yang tersebar ke seluruh Indonesia Perkembangan Teknologi dalam bidang Telekomunikasi memungkinkan penyediaan sarana Telekomunikasi dalam biaya relatif rendah, mutu pelayanan yang tinggi, cepat, aman, mempunyai kapasitas yang besar dalam menyalurkan informasi Seiring dengan perkembangan Telekomunikasi digital maka kemampuan sistem transmisi dengan menggunakan Teknologi serat optik semakin dikembangkan dengan cepat, sehingga dapat menggeser penggunaan sistem transmisi konvensional dimasa mendatang, terutama untuk media transmisi jarak jauh (long distance circuit) Dampak dari perkembangann Teknologi digital adalah perubahan jaringan analog menjadi jaringan digital baik dalam sistem Switching maupun dalam sistem Transmisinya Katerpaduan ini akan meningkatkan kualitas dan kuantitas informasi yang dikirim, serta biaya operasi dan pemeliharaan lebih ekonomis Teknologi DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) memberi terobosan baru dalam sistem transmisi serat optik dimana beberapa panjang gelombang dapat dibawa dalam sehelai serat optik Teknologi DWDM beroperasi dalam sinyal dan domain optik dan memberikan fleksibilitas yang cukup tinggi untuk memenuhi kebutuhan akan kapasitas transmisi yang besar dalam jaringan Kemampuan ini diyakini akan terus berkembang yang ditandai dengan semakin banyaknya jumlah panjang gelombang yang mampu untuk ditransmisikan dalam satu fiber 12 Tujuan Tujuan dari Kerja Praktek di Divisi Transport PT TELKOM Netre IV Semarang adalah : a Mengetehui tentang teknologi DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) pada Sistem Komunikasi Serat Optik b Mengetahui Cara menghitung power ideal dari perangkat DWDM 13 Pembatasan Masalah Dalam melakukan penyusunan laporan kerja praktek ini, agar pembahasan menjadi terarah, penulis akan membatasi kajian mengenai masalah yang dibahas Adapun pembahasan yang penulis angkat adalah teknologi DWDM dan power kalkulasi perangkat DWDM

2 2 DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING 21 Sejarah Perkembangan WDM (Wavelength Division Multiplexing) Pada mulanya, teknologi WDM, yang merupakan cikal bakal lahirnya DWDM, berkembang dari keterbatasan yang ada pada 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 kehadirannya semakin signifikan yang menyebabkan terbatasnya jumlah panjanggelombang 2-8 buah saja di kala itu 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 Teknologi WDM pada dasarnya adalah teknologi transport untuk menyalurkan berbagai jenis trafik (data, suara, dan video) secara transparan, dengan menggunakan panjang gelombang (λ) 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) WDM sistem dibagi menjadi 2 segment, dense and coarse WDM Teknologi CWDM dan DWDM didasarkan pada konsep yang sama yaitu menggunakan beberapa panjang gelombang cahaya pada sebuah serat optik, tetapi kedua teknologi tersebut berbeda pada spacing panjang gelombangnya, jumlah kanal, dan kemampuan untuk memperkuat sinyal pada medium optik 22 Pengertian DWDM Dense Wavelength Multiplexing (DWDM) merupakan sutu teknik transmisi yang memanfaatkan cahaya dengan panjang gelombang yang berbedabeda sebagai kanal-kanal informasi, sehingga setelah dilakukan proses multiplexing seluruh panjang gelombang tersebut dapat ditransmisikan melalui sebuah serat optik λ1 λ2 λ3 λ4 λn MUX Fiber Optik DEMUX Gambar 1 Prinsip dasar sistem WDM Teknologi DWDM adalah teknologi yang memanfaatkan sistem SDH (Synchronous Digital Hierarchy) yang sudah ada 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 dalam satu fiber tunggal Artinya, apabila dalam satu fiber itu dipakai empat jenis panjang gelombang, maka kecepatan transmisinya menjadi 4 X 10 Gbps (kecepatan 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 Kemampuan ini diyakini akan terus berkembang yang ditandai dengan semakin banyaknya jumlah panjang gelombang yang mampu untuk ditransmisikan dalam satu fiber 23 Alasan Pemilihan DWDM Dengan memperhatikan faktor ekonomis, fleksibilitas dan kebutuhan pemenuhan kapasitas jaringan jangka panjang, maka solusi untuk mengimplementasikan DWDM merupakan cara yang paling cocok, terutama jika dorongan pertumbuhan trafik dan proyeksi kebutuhan trafik masa depan terbukti sangat besar Secara umum ada beberapa faktor yang menjadi landasan pemilihan teknologi DWDM ini, yaitu: 1 Menurunkan biaya instalasi awal, karena implementasi DWDM berarti kemungkinan besar tidak perlu menggelar fiber baru, cukup menggunakan fiber eksisting (sesuai ITU-T G652 atau ITU-T G655) dan mengintegrasikan perangkat SDH eksisting dengan perangkat DWDM 2 Dapat dipakai untuk memenuhi permintaan yang berkembang, dimana λ1 λ2 λ3 λ4 λn

3 teknologi DWDM mampu untuk melakukan penambahan kapasitas dengan orde n x 2,5 Gbps atau n x 10 Gbps (n = bilangan bulat) 3 Dapat mengakomodasikan layanan baru (memungkinkan proses rekonfigurasi dan transparency ) Hal ini dimungkinkan karena sifat dari operasi teknologi DWDM yang terbuka terhadap protokol dan format sinyal (mengakomodasi format frame SDH) 24 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 topologi 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 badwidth sangat cepat 25 Komponen-Komponen pada DWDM Pada teknologi DWDM, terdapat beberapa komponen utama yang harus ada untuk mengoperasikan DWDM dan agar sesuai dengan standar channel ITU sehingga teknologi ini dapat diaplikasikan beberapa jaringan optik seperti SONET, dan yang lainnya Komponen-komponen dari DWDM adalah sebagai berikut: 1 Transmitter merupakan komponen yang menjembatani antara sumber sinyal informasi dengan multiplekser pada sistem DWDM Sinyal dari transmitter ini akan dimultipleks untuk dapat ditransmisikan 2 Receiver merupakan komponen yang menerima sinyal informasi dari demultiplekser untuk kemudian dipilah berdasarkan macam-macam informasi 3 DWDM terminal multiplekser terminal mux sebenarnya terdiri dari transponder converting wavelength untuk setiap sinyal panjang gelombang tertentu yang akan dibawa Transponder converting wavelength menerima sinyal input optik (sebagai contoh dari sistem SONET atau yang lainnya), mengubah sinyal tersebut menjadi sinyal optik dan mengirimkan kembali sinyal tersebut menggunakan pita laser 1550 nm Terminal mux terdiri dari multiplekser optikal yang mengubah sinyal 1550 nm dan menempatkannya pada suatu fiber 4 Amplifier Komponen ini merupakan amplifier jarak jauh yang menguatkan sinyal dengan banyak panjang gelombang yang ditransfer sampai sejauh 140 km atau lebih Diagnosa optik dan telemetri dimasukkan di sekitar daerah amplifier ini untuk mendeteksi adanya kerusakan dan pelemahan pada fiber Pada proses pengiriman sinyal informasi pasti terdapat atenuasi dan dispersi pada sinyal informasi yang dapat melemahkan sinyal Oleh karena itu harus dikuatkan Sistem yang biasa dipakai pada fiber amplifier adalah EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier), namun karena bandwidth dari EDFA ini sangat kecil yaitu 30 nm (1530 nm 1560 nm) Kemudian digunakan DBFA (Dual Band Fiber Amplifier) dengan bandwidth 1528 nm sampai 1610 nm Kedua jenis amplifier ini termasuk jenis EBFA (Extended Band Filter Amplifier) dengan penguatan yang tinggi, saturasi yang lambat dan noise yang rendah Teknologi amplifier pada optik yang lain adalah sistem Raman Amplifier yang merupakan pengembangan dari sistem EDFA 5 DWDM Terminal Demux Terminal ini mengubah sinyal dengan banyak panjang gelombang menjadi sinyal dengan hanya 1 panjang gelombang dan mengeluarkannya ke dalam beberapa fiber yang berbeda untuk masing-masing client untuk dideteksi Teknologi terkini dari demultiplekser ini yaitu Fiber Bragg Grating dan dichroic filter untuk menghilangkan noise dan crosstalk 26 Channel Spacing Channel spacing merupakan perbedaan frekuensi antara 2 kanal yang berdekatan Channel spacing menentukan kinerja dari DWDM Standar channel spacing dari ITU adalah 50 GHz sampai 200 GHz Interval 50 GHz digunakan untuk multipleksing 8 panjang gelombang, 100 GHz untuk multipleksing 16/32/40 panjang gelombang dan 200 GHz untuk multipleksing 80 panjang gelombang Pada perkembangan selanjutnya, sistem DWDM berusaha untuk menambah kanal sebanyak-banyaknya untuk memenuhi kebutuhan lalu lintas data informasi Salah

4 satunya adalah dengan memperkecil channel spacing tanpa adanya suatu interferensi pada sinyal pada satu serat optik tersebut Dengan demikian, hal ini sangat bergantung pada sistem yang digunakan Salah satu contohnya adalah pada demultiplekser 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 yang sebelumnya sudah dijelaskan yaitu FBG (Fiber Bragg Grating) mampu memberikan channel spacing tertentu seperti pada gambar berikut: (Optical Booster Amplifier), maka diperlukan adanya perhitungan power ideal untuk perangkat DWDM yang terpasang sebagai acuan untuk melakukan adjustment pada modul tersebut 32 Konfigurasi Perangkat DWDM ZTE Ruas Semarang-Solo ch1 ch2 ch8 SEMARANG PURWODADI SOLO Ch1 Ch2 Ch8 OMU KM KM Ch1 Ch2 Ch8 ODU ch1 ch2 ch8 Ch1 Ch LACT Ch1 Ch2 Ch8 ODU 71 KM 78 KM Ch8 OMU Gambar 3 Konfigurasi perangkat DWDM ZTE ruas Semarang-Solo Gambar 2 Channel spacing DWDM Fiber Bragg Grating 3 POWER KALKULASI PERANGKAT DWDM ZTE 31 Latar Belakang Sejak lebih kurang 6 (enam) tahun yang lalu perangkat Backbone Jawa DWDM ZTE beroperasi, lebih tepatnya sejak bulan Januari 2005, untuk meningkatkan layanan sekaligus kinerja perangkat tersebut sudah beberapa kali piranti software maupun hardware diupgrade dari tipe M900 ke M920 dan 318 ke 319-R1, 319-R2 Untuk teknologinya yang semula masih menggunakan DWDM yang konvensional menjadi sedikit lebih pintar menjadi DWDM ROADM (Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexer) Mengingat begitu pentingnya fungsi perangkat tersebut yaitu untuk melayani transport backbone di Pulau Jawa ini Maka dipandang perlu untuk melakukan strategi pemeliharaan preventive pada perangkat tersebut Salah satunya adalah harus memperhatikan nilai output/input power ideal pada masing-masing modul, seperti: (Optical Booster Amplifier), (Optical Pre Amplifier), OMU(Optical Multiplexer Unit) dan ODU (Optial Demultiplexer Unit) harus sesuai dengan rekomendasi pabrikan Oleh karena pentingnya mengetahui nilai power ideal untuk perangkat DWDM terutama modul Keterangan gambar: 1 (Optical Tranponder Unit) atau Optical Transponder Unit merupakan perangkat yang mengkonversi sinyal listrik menjadi sinyal optik dalam panjang gelombang tertentu 2 OMU (Optical Multiplexer Unit) OMU atau Optical Multiplexer Unit merupakan perangkat yang menggabungkan sinyal optik pada setiap channel menjadi satu berkas gelombang optik 3 (Optical Booster Amplifier) atau Optical Booster Amplifier merupakan jenis penguat yang dipasang pada sisi pemancar digunakan untuk menguatkan sinyal yang dipancarkan dengan tujuan agar bisa menempuh jarak yang jauh Terdapat berbagai tipe, salah satunya adalah 2520 (artinya gain maksimal adalah 25dB dan output maksimalnya adalah 20 ) 4 (Optical Pre Amplifier) atau Optical Pre Amplifier merupakan penguat yang digunakan untuk menguatkan kembali sinyal yang diterima Sinyal yang melalui sebuah saluran akan mengalami pelemahan seiring dengan meningkatnya jarak, oleh karena itu sinyal perlu dikuatkan dan diregenerasi kembali

5 5 LACT (Line Attenuator Control Terminating) LACT merupakan jenis yang dapat diubah-ubah nilai atenuasinya Penggunaan LACT bisa menghemat biaya untuk pembelian serta pemasangan biasa 6 ODU (Optical Demultiplexer Unit) ODU atau Optical Demultiplexer Unit merupakan perangkat yang bekerja berkebalikan dengan OMU Jika OMU menggabungkan beberapa sinyal optik pada beberapa kanal menjadi satu berkas gelombang optik maka ODU berfungsi memecah kembali sinyal yang telah dimultiplex 33 Langkah-Langkah Kalkulasi Perangkat DWDM 1 Mencari daya perangkat untuk satu channel Ps = Pmax 10 log (N) Ps = daya untuk satu channel Pmax = Daya keluaran maksimum N = Tipe OMU yang dipasang 2 Mencari Daya untuk N channel Pn = Ps + 10 log (N) Pn = Daya untuk N channel N = Jumlah lambda yang beroperasi 3 Mencari daya masukan Pi = Pn gain Pi = daya masukan 4 Mencari daya keluaran OMU Pn OMU = Pi OMU + 10 log N IL N = jumlah lambda yang beroperasi IL Pi OMU = insertion loss (biasanya 6 db) = daya masukan OMU (biasanya -3) 5 Mencari nilai Dikarenakan daya keluaran OMU biasanya lebih besar dibanding daya masukan maka perlu dipasang Besarnya nilai adalah sebagai berikut: Att = Pn OMU Pi 7 Mencari Daya Masukan dan keluaran Pi = Pn SM-I Loss FO Pn = Pi + gain Pi = daya masukan Pn = daya keluaran 34 Hasil Perhitungan Kalkulasi Ruas Semarang Solo Dari hasil perhitungan, didapat nilai power ideal dari modul dan yang terpasang di ruas Semarang-Solo adalah sebagai berikut: Tabel 1 ideal modul dan hasil perhitungan ruas Semarang-Solo POWER IDEAL LOKASI NE Input Output Semarang ,3 5, (1) Purwodadi 2520 (2) (1) -8,3 5, (2) -0,4 13, Solo ,4 6,6 35 Current Performance Modul dan Current performance dari modul dan yang terpasang di ruas Semarang - Solo dapat diketahui dengan bantuan software NMS (Network Monitoring System) Berikut merupakan tampilan software NMS : Gambar 4 Tampilan software NMS 6 Mencari Loss Fiber Optik Loss FO = jarak x loss FO per km (0,3 db per km)

6 Berikut merupakan current performance modul dan di lokasi Semarang, Purwodadi dan Solo: Tabel 2 Current Performance Modul dan LOKASI Semarang Purwodadi Solo Current Performance NE Output Input ,57 12, ,87 3, (1) -10,13 14, (2) -9,23 15, (1) -13,35 0, (2) -4,83 9, ,1 13, ,21 12,79 36 Analisa Perbandingan Current Performance dengan ideal Tabel 3 Perbandingan Current performance dan power ideal modul dan Current Ideal LOKA Performance NE SI Input Output Input Output SMG PWD SOLO (1) 2520 (2) 1412 (1) 1412 (2) ,57-10,87-10,13-9,23-13,35-4,83-11,1-4,21 12,43 3,13 14,87 15,77 0,65 9,17 13,9 12, , ,3-0, ,4 13 5, ,7 13,6 23 6,6 Dari Tabel 3 di atas, terlihat bahwa untuk modul 2520, 1412 yang terpasang di Semarang dan 2520 yang terpasang di Purwodadi, nilai current performance hampir sama dengan power ideal dari perangkat tersebut Untuk modul lain yang terpasang di Purwodadi dan Solo, nilai current performance memang jauh berbeda dengan power ideal tapi nilainya masih di bawah power ideal Nilai current performance yang berada di bawah power ideal berarti input power dari modul tersebut belum dimaksimalkan Jika nilai current performance berada di atas nilai power ideal berarti input power modul harus diturunkan karena hal ini bisa membuat modul rusak 4 KESIMPULAN Dari uraian di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1 Dense Wavelength Multiplexing (DWDM) merupakan sutu teknik transmisi 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 optiksumber cahaya yang biasa digunakan dalam Serat Optik adalah LD (Laser Diode) dan LED (Light Emithing Diode) 2 Keunggulan dari teknologi DWDM adalah sebagai berikut: tepat untuk diimplementasikan pada jaringan telekomunikasi jarak jauh (long haul) baik untuk sistem point-to-point maupun ring topologi 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 badwidth sangat cepat 3 kalkulasi pada suatu jaringan DWDM bertujuan untuk mengetahui power ideal dari suatu perangkat DWDM 4 Pada jaringan DWDM ruas Semarang - Solo, perangkat yang terpasang adalah 2520, , dan 1712

7 5 Dari hasi power kalkulasi pada perangkat DWDM dan pengamatan nilai current performance perangkat, diketahui bahwa input power dari perangkat masih belum sesuai dengan hasil power kalkulasi 6 Nilai input power perangkat yang nilainya di bawah nilai power ideal menunjukkan bahwa input power belum dimaksimalkan sehingga perlu dilakukan adjustment agar kinerja perangkat lebih maksimal DAFTAR PUSTAKA [1] Mulyono, Dwi Agus 2010 Formula Kalkulasi pada Perangkat BB Jawa DWDM ZTE, PT TELKOM [2] Andika, Gilang 2006 Teknologi WDM pada Serat Optik [3] Bass, Michael Fiber Optic Handbook, Mc Graw-Hill,2002 [4] Alwayn, Vivek Optical Network Design and Implementation, Cisco Press, 2004 [5] Wavelengthdivision multiplexing BIODATA Dudik Hermanto (L2F008027) Lahir di Temanggung, 22 November 1990 Menempuh pendidikan di SDN I Jumo, SMPN 1 Jumo, SMAN 1 Temanggung, dan sekarang tercatat sebagai Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP, Angkatan 2008, Konsentrasi Elektronika dan Telekomunikasi Menyetujui Dosen Pembimbing Yuli Christyono, ST, MT NIP