SISTEM TRANSMISI DWDM PADA JARINGAN SDH (Studi Kasus : Penerapan Sistem DWDM dan SDH pada Jaringan Transmisi PT. XL Axiata tbk.)

Transkripsi

1 SISTEM TRANSMISI DWDM PADA JARINGAN SDH (Studi Kasus : Penerapan Sistem DWDM dan SDH pada Jaringan Transmisi PT. XL Axiata tbk.) Oleh : Medi Kartika Putri NIM : Tugas Akhir Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh Ijasah sarjana Teknik Elektro FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA 2012

2 SISTEM TRANSMISI DWDM PADA JARINGAN SDH (Studi Kasus : Penerapan Sistem DWDM dan SDH pada Jaringan Transmisi PT. XL Axiata tbk.) Oleh : Medi Kartika Putri NIM : Skripsi ini telah diterima dan disahkan sebagai salah satu syarat guna mencapai SARJANA TEKNIK dalam Konsentrasi Teknik Telekomunikasi FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA Disahkan oleh : Pembimbing I Pembimbing II Ir. Budihardja Murtianta, M.Eng Hartanto Kusuma Wardana, M.T Tanggal : Tanggal : ii

3 INTISARI Kebutuhan akan layanan informasi saat ini meningkat cepat, dengan berbagai tipe layanan yang beragam seperti voice, data, dan video. Hal itu mengakibatkan munculnya permintaan pasar yang menuntut penyedia layanan telekomunikasi untuk meningkatkan kapasitas dan kualitas dalam sistem transmisinya. Untuk dapat memenuhi permintaan layanan tersebut, maka dibutuhkan suatu sistem transmisi dengan media yang memiliki kapasitas dan kualitas yang tinggi seperti serat optik. Dalam studi pustaka ini dijelaskan sistem transmisi serat optik dengan menggunakan Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) pada Synchronous Digital Hierarchy (SDH) serta perhitungan power budget-nya dalam jaringan transmisi PT. XL AXIATA Tbk. Power budget (anggaran daya) digunakan untuk menghitung banyaknya rugirugi (loss) pada jalur transmisi serta untuk mempertahankan daya sinyal optik yang diterima receiver agar lebih besar dari sensitivitas receiver tersebut. Perhitungan dan analisis power budget ini sangat diperlukan dalam penerapan sistem tranmisi agar dapat diperkirakan perlu atau tidaknya suatu penguat dalam suatu sistem komunikasi serat optik. Berdasarkan studi kasus pada jaringan transmisi PT. XL AXIATA Tbk. didapat jarak transmisi maksimum antar sublink dengan memperhitungkan jumlah sambungan, jumlah konektor dan loss margin dari sistem, adalah sebesar 131 km. Pada jaringan transmisi serat optik Jakarta Semarang Surabaya diperlukan pemasangan 2 buah penguat dikarenakan ada 2 buah sublink yang memiliki jarak antar sublink lebih dari 131 km yaitu Purwakarta Cirebon (160 km) dan Purwodadi Surabaya (245 km). Berdasarkan hasil perhitungan, penguat optik akan diletakkan di kota Haurgelis yang berjarak sejauh 75 km dari kota Purwakarta, dan di kota Bojonegoro, yang berjarak 115 rm dari Kota Purwodadi. iii

4 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan nikmat- Nya yang tidak pernah berkesudahan dalam kehidupan penulis, khususnya dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bantuan dan bimbingan berbagai pihak baik langsung maupun tidak langsung, untuk itu penulis menyampaikan rasa terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Ir. Budihardja Murtianta, M.Eng dan Hartanto Kusuma Wardana, M.T selaku dosen pembimbing yang telah mengajar dan memberi banyak ilmu pada penulis serta telah meluangkan waktu dan tenaganya untuk membimbing penulis, bahkan memberi dukungan dalam pengerjaan skripsi penulis. 2. Bp. Handoko selaku dekan Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. 3. Ungkapan terima kasih dan penghargaan yang sangat spesial penulis haturkan dengan rendah hati dan rasa hormat kepada kedua orang tua penulis yang tercinta, Ayahanda Djati Eko Wibowo (alm) dan Ibunda Eko Sutarti yang dengan segala pengorbanannya, doa restu, nasihat dan petunjuk dari mereka kiranya merupakan dorongan moril yang paling efektif bagi kelanjutan studi penulis hingga saat ini, serta adik-adik penulis Medi dan Pipit yang selalu iv

5 menghibur dengan kelucuannya bahkan kenakalannya, terimakasih juga buat doanya yang menguatkan dan mendukung. 4. Semua dosen FTEK yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, mereka telah banyak memberi ilmu, membantu penulis selama penulis berkuliah. 5. Mbak Tien dan Mas Witjak yang telah banyak membantu proses administrasi selama penulis berkuliah. 6. Sahabat penulis Arnis, Arina, Heri Maz Bego, Devina, Syaiful Saipek atas semangat dan dukungannya, teman-teman 2005 atas kebersamaan dan dukungannya selama penulis menselesaikan skripsi, dan semua teman-teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. Kalian semua telah memberi penulis begitu banyak kenangan yang berharga. 7. Serta semua pihak yang telah banyak membantu hingga terselesaikannya skripsi ini. Penulis menyadari bahwa sekeras apapun berusaha tentunya masih ada keterbatasan dari skripsi ini. Untuk itu penulis senantiasa menerima komentarkomentar, saran yang positif ataupun kritik yang membangun dari para pembaca untuk perbaikan ke depan. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pihak-pihak yang berkepentingan. Salatiga, Desember 2011 Penulis v

6 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL i HALAMAN PENGESAHAN ii INTISARI iii KATA PENGANTAR iv DAFTAR ISI vi DAFTAR GAMBAR.. x DAFTAR TABEL xii DAFTAR SINGKATAN xiv DAFTAR SIMBOL. xv BAB I PENDAHULUAN Tujuan Latar Belakang Masalah Batasan Tugas Akhir Sistematika Penulisan 5 BAB II SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK Prinsip Kerja Sistem Transmisi Serat Optik Serat Optik vi

7 Prinsip Perambatan Cahaya dalam Serat Optik Numerical Aperture Serat Optik Ragam Tunggal Teknik Multiplexing Dasar Sistem Transmisi Panjang Gelombang, Frekuensi, dan Spasi Kanal Optical Power and Loss Modulasi dan Demodulasi. 32 BAB III SISTEM TRANSMISI SDH Komponen-Komponen Dasar SDH Container Virtual Container Tributary Unit Tributary Unit Group Administrative Unit Administrative Unit Group STM-N Multiplexing SDH Struktur Frame SDH Section Overhead (SOH) Path Overhead (POH).. 47 vii

8 Payload Pointer Elemen Jaringan SDH Terminal Multiplexer Regenerator Add/Drop Multiplexer (ADM) Digital Cross Connect BAB IV TEKNIK DWDM Konsep Dasar WDM, DWDM dan TDM Time Division Multiplexing (TDM) Wavelength Division Multiplexing (WDM) dan Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) Komponen-Komponen DWDM Multiplexer Transmitter Wavelength Converter Elemen Jaringan DWDM Optical Line Terminal Optical Add/Drop Multiplexer Optical Cross Connect Penerapan Sistem DWDM dalam Jaringan Transmisi viii

9 Bab V Studi Kasus Penerapan Sistem DWDM dan SDH pada Jaringan Transmisi PT. XL Axiata tbk Pengumpulan Data Jaringan Transmisi PT. XL Axiata tbk Analisa Penerapan Sistem DWDM pada Jaringan Transmisi PT. XL Axiata tbk Bab VI KESIMPULAN 79 DAFTAR PUSTAKA 81 ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 (a) Time Division Multiplexing (b) Wavelength Division Multiplexing 2 Gambar 2.1 Sistem Transmisi Sederhana 8 Gambar 2.2 Blok Diagram Sistem Komunikasi Menggunakan Serat Optik 9 Gambar 2.3 Kopler Cahaya ke Serat Optik 10 Gambar 2.4 Sinar datang, dipantulkan, dan diteruskan pada batas diantara 2 medium 14 Gambar 2.5 Sinar dibiaskan menjauhi garis normal, jika n 1 > n 2 15 Gambar 2.6 Sinar dibiaskan mendekati garis normal, jika n 1 < n 2 15 Gambar 2.7 Spektrum Elektromagnetik untuk Telekomunikasi 16 Gambar 2.8 Rugi-rugi fiber pada spektrum 0,7-1,6 µm 17 Gambar 2.9 Medan listrik pada gelombang yang merambat pada arah z 18 Gambar 2.10 Pelemahan gelombang berjalan 20 Gambar 2.11 Penerima optis dengan detektor cahaya yang diletakkan pada bidang fokus lensa : (a) Cahaya datang sejajar dengan sumbu lensa (b) Cahaya datang dibiaskan di ujung permukaan detektor (c) Cahaya datang dibiaskan di luar permukaan detektor 23 Gambar 2.12 Numerical Aperture (NA) 23 Gambar 2.13 Sinar datang dan perambatan didalam serat 24 Gambar 2.14 Bentuk rambatan cahaya pada Step Index Single Mode 25 x

11 Gambar 2.15 Multiplexing 3 Input 27 Gambar 2.16 Proses PCM 32 Gambar 3.1 Pembentukan Frame STM-N 40 Gambar 3.2 Struktur Frame SDH 44 Gambar 3.3 Section Overhead STM-1 46 Gambar 3.4 Struktur Byte POH VC-3 dan VC-4 48 Gambar 3.5 Struktur Byte POH VC-11 dan VC12 49 Gambar 4.1 (a) Time Division Multiplexing (b) Wavelength Division Multiplexing 54 Gambar 4.2 AWG 57 Gambar 4.3 OADM 60 Gambar 4.4 OADM tipikal 61 Gambar 4.5 PxP OXC dengan M panjang gelombang 63 Gambar 5.1. Topologi Jaringan Serat Optik DWDM Link Jakarta - Semarang 69 Gambar 5.2. Topologi Jaringan Serat Optik DWDM Link Semarang - Surabaya 69 Gambar 5.3 Peta Jaringan Serat Optik DWDM Link Jakarta Semarang Surabaya 75 Gambar 5.4. Topologi Jaringan Serat Optik DWDM Link Jakarta Semarang Surabaya 77 xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Standar Bit Rate SDH 3 Tabel 2.1 Indeks bias beberapa jenis bahan 13 Tabel 2.2 Standar Frekuensi dengan Panjang Gelombang Bersesuaian 28 Tabel 2.3 Nilai Digital Tiap Segmen 34 Tabel 2.4 Nilai Digital Tiap Interval 35 Tabel 5.1 Jarak Serat Optik Jakarta Semarang 68 Tabel 5.2 Jarak Serat Optik Semarang Surabaya 68 Tabel 5.3 Parameter Perencanaan Jaringan Serat Optik Jakarta Semarang 70 Tabel 5.4 Parameter Perencanaan Jaringan Serat Optik Semarang Surabaya 71 Tabel 5.5 Jumlah Sambungan Serat Optik dan Jumlah Konektor 78 xii

13 DAFTAR SINGKATAN 3R ADM AIS ATM AU AUG AWG BER DFB DWDM DXC EDFA FBG ITU ITU T Reshape, Retime, Retransmit Add / Drop Multiplexers Alarm Indication Signal Asynchronous Transfer Mode Administrative Unit Administrative Unit Group Array Waveguide Gratings Bit Error Rate Distributed Feed Back Dense Wavelength Division Multiplexing Digital Cross Connects Erbium Doped Fiber Amplifier Fiber Bragg Gratings International Telecommunication Union International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector LED LTE OADM Light Emitting Diode Line Terminating Equipment Optical Add/Drop Multiplexer xiii

14 ODU OEO OLT OMU ONU ONT OXC PDH Pita C / C band Pita L / L band SDH SOH SONET STM STS TDM TDMA TM TU TUG VC WDM Optical Demultiplexed Unit Optical to Electrical to Optical Optical Line Terminal Optical Multiplexed Unit Optical Network Unit Optical Network Termination Optical Cross Connector Plesiochronous Digitah Hierarchy Pita Conventional / Conventional Band Pita Long / Long Band Synchronous Digital Hierarchy Section Overhead Synchronous Optical Network Synchronous Transfer Mode Synchronous Transport Signal Time Division Multiplexing Time Division Multiple Access Terminal Multiplexer Tributary Unit Tributary Unit Group Virtual Container Wavelength Division Multiplexing xiv

15 DAFTAR SIMBOL Satuan v (kecepatan) c (kecepatan cahaya pada ruang hampa) m/s m/s n (indeks bias medium) - θ i (sudut datang) θ r (sudut pantul) θ t (sudut transmisi) derajat derajat derajat n 1 (indeks bias daerah kedatangan) - n 2 (indeks bias daerah transmisi) - θ (sudut penerimaan maksimum) d (diameter permukaan photodetector) f (panjang fokus lensa) derajat meter meter NA (Numerical Aperture) - n 0 (indeks bias bahan diantara lensa dan photodetector) - θ c (sudut kritis) derajat n 1 (indeks bias sepanjang poros serat, pada pandu gelombang serat optik) - n 2 (indeks bias di luar inti atau indeks selubung, pada pandu gelombang serat optik) - α 0 (sudut yang dapat diterima) f (lebar pita) P (daya) derajat Hz Watt xv

16 λ (panjang gelombang) v (frekuensi optik) meter Hz n (indeks bias medium) - n 0 (indeks bias di ruang hampa) - xvi