TRANSMISI DATA MENGGUNAKAN TEKNOLOGI DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING (DWDM) Surawan Adi Putra 1, Dwi Astharini 1, Syarifuddin Salmani 2 1 Departemen Teknik Elektro, Universitas Al Azhar Indonesia, Jakarta, surawan_adi_putra@yahoo.com, astharini@uai.ac.id 2 PT.Telkom Indonesia Area Network Semanggi Divisi Regional II Jakarta, syarifuddin@telkom.net Abstraksi Saat ini perkembangan teknologi dibidang telekomunikasi begitu pesat. Salah satunya adalah berkembangannya teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM). DWDM merupakan teknologi terbaru dalam telekomunikasi dengan media kabel serat optik. Pada prinsipnya DWDM dapat dipandang sebagai sekumpulan kanal-kanal optis, yang masing-masing menggunakan panjang gelombang (wavelength) cahaya berbeda-beda. Syncronous Digital Hirarchy (SDH) merupakan suatu standar transmisi optik sinkron yang dapat digunakan sebagai interface untuk berbagai jenis sinyal dengan kecepatan tinggi secara efisien, termasuk sinyal kecepatan rendah yang telah ada.dalam paper ini kami akan memaparkan kinerja DWDM dalam transmisi data, mencangkup pembahasan mengenai kehandalan dan kelemahan DWDM dibandingkan dengan teknologi SDH. Kata kunci : fiber optik, SDH, DWDM. 1. PENDAHULUAN Perkembagan teknologi didunia sangat pesat terutama teknologi informasi dan telekomunikasi (TIK). Di Indonesia trend perkembangan teknologi informasi dan komunikasi dari tahun ke tahun terus meningkat. Banyaknya permintaan dari pengguna jasa terhadap TIK mendorong para pembuat teknologi TIK berlomba-lomba menciptakan teknologi terbaru dibidang TIK yang memiliki kualitas yang baik dan handal. Teknologi fiber optik merupakan teknologi dalam transmisi data yang sedang berkembang sangat pesat hampir diseluruh belahan dunia. Di Indonesia, fiber optik menjadi primadona dalam transmisi data. Kemampuannya yang begitu cepat dalam pengiriman data. Fiber optik juga dapat mentransmisikan sinyal gelombang dengan menggunakan frekuensi yang sangat tinggi, yaitu sekitar 192.1 THz sampai dengan 196 THz. 2. SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO) merupakan sistem komunikasi yang menggunakan serat optik sebagai media transmisinya, dimana sinyal data dikirimkan lewat sebuah media cahaya yang merambat melalui serat optik. Gambar 2.1 Struktur Serat Optik Serat optik adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sistem komunikasi serat optis memanfaatkan cahaya sebagai gelombang pembawa informsi yang akan dikirimkan. Pada bagian pengirim isyarat informasi diubah menjadi isyarat optis. Lalu diteruskan ke kanal informasi yang juga terbuat dari serat optis bertugas sebagai pemandu gelombang. Sesampainya di penerima berkas cahaya ditangkap oleh detektor cahaya, yang berfungsi mengubah besaran optis menjadi besaran elektris. Di sini cahaya mengalami pelebaran dan pelemahan, disebabkan karena ketakmurnian bahan serat, yang menyerap serta menyebarkan cahaya. 50
Loss Scattering Pertama Kedua Ketiga Absorpsi Elemen-Elemen Sistem Komunikasi Serat Optik 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 nm Gambar 2.2 Loss Pada Serat Optik Serat Optik dapat mentransmisikan sinyal gelombang dengan menggunakan frekuensi yang sangat tinggi, yaitu sekitar 192.1 THz sampai dengan 196 THz. Tingginya frekuensi menyebabkan panjang gelombang menjadi sangat pendek yaitu sekitar 1560.61 nm sampai 1529.55 nm. Ada beberapa keunggulan serat optik di bandingkan media transmisi lainnya, yaitu : Lebar bidang yang luas, sehingga sanggup menampung informasi yang besar. Bentuk yang sangat kecil dan murah. Tidak terpengaruh oleh medan elektris dan medan magnetis. Isyarat dalam kabel terjamin keamanannya. Karena di dalam serat tidak terdapat tenaga listrik, maka tidak akan terjadi ledakan maupun percikan api. Di samping itu serat tahan terhadap gas beracun, bahan kimia dan air, sehingga cocok ditanam dalam tanah. Substan sangat rendah, sehingga memperkecil jumlah sambungan dan jumlah pengulang. Namun disamping itu terdapat pula beberapa kelemahan fiber optik, diantaranya : Serat optik mudah patah, sehingga harus dilapisi oleh lapisan yang tebal. Sulit membuat terminal pada kabel serat. Penyambungan serat harus menggunakan teknik dan ketelitian yang tinggi. Gambar 2.3 Elemen Utama Sistem Komunikasi Serat Optik Diatas dapat kita lihat beberapa elemen utama SKSO diantaranya : Drive circuit : sebagai penyesuai sinyal input untuk mengendalikan sinyal input. Sumber cahaya. Connector : penghubung antara transmitter kepada receiver Splice. Serat Optik. Optical Receiver : penerima sinyal optik. Electonic. Optical Transmitter :pengirim sinyal optik. Optical Amplifier : penguat sinyal optik. Detektor Cahaya : pendeteksi cahaya. Amplifier : penguat. Prosesor. 3. SYNCRONOUS DIGITAL HIRARCHY (SDH) SDH merupakan suatu standar transmisi optik sinkron yang dapat digunakan sebagai interface untuk berbagai jenis sinyal dengan kecepatan tinggi secara efisien, termasuk sinyal kecepatan rendah yang telah ada. Pada level hirarki SDH dikenal dengan nama STM- N. SDH dikembangkan dengan tujuan utamanya untuk menciptakan standarisasi bit rate secara internasional sehingga bit rate(2 Mbps untuk Eropa dan 1,5 Mbps untuk Amerika Utara dan Jepang). 51
Pada SDH standar bit rate-nya sebesar155,52 Mbps dimana standar bit rate ini diperoleh dari: STM-1=9*270*8*800 =155.520.000 bps =155,52 Mbps Untuk bit rate sinyal STM-N merupakan kelipatan dari bit rate dasarnya sehingga N*155,52 Mbps. STM terdiri dari beberapa level, namun level-level yang telah di standarisasi adalah level STM-1,STM-4 dan STM-16. Level-level inilah yang secara umum digunakan pada jaringan transmisi internasional PDH mempunyai tiga standar dunia untuk struktur multiplexing dan transmisi kecepatan bit yang berbeda satu sama lainnya, yaitu standar Eropa, Amerika Utara, dan Jepang. Karena adanya ketidakseragaman dan keterbatasan transmisinya, maka muncul dan berkembanglah sistem transmisi SDH yang mampu mentransmisikan sinyal dari 155 Mbps (teoritis 155,52 Mbps) sampai 2,5 Gbps (teoritis 2488,22 Mbps). Synchronous Digital Hierarchy (SDH) merupakan hierarki pemultipleksan yang berbasis transmisi sinkron disalurkan melalui jaringan transmisi fisik. SDH pada kenyataannya merupakan kumpulan dari STM-n. STM-n (Synchronous Transport Module) terbentuk dari multiplexing sinkron DS-1, DS-2, DS- 3, DS-4E, DS-3E, DS-2E dan DS-1E. Indikasi ini menunjukan kelipatan frame dasar dari STM-1. STM berisi informasi payload dan informasi Section Overhead (SOH) dalam struktur frame blok yang berulang setiap 125 µs. Laju bit dalam SDH telah direkomendasikan dalam CCITT G.707, yang paling utama antara lain: STM-1 dengan laju bit 155.520 Mbps STM-4 dengan laju bit 622.080 Mbps STM-16 dengan laju bit 2488.320 Mbps OLTE Teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) merupakan teknologi terbaru dalam telekomunikasi dengan media kabel serat optik. Pada prinsipnya DWDM dapat dipandang sebagai sekumpulan kanal-kanal optis, yang masing-masing menggunakan panjang gelombang (wavelength) cahaya berbeda-beda. Sesuai dengan defenisi ITU, sistem DWDM merupakan sekumpulan panjang gelombang digunakan untuk multiplexing panjang gelombang. Seluruh panjang gelobang tersebut menggunakan jendela transmisi ketiga (third transmission windows) pada karakteristik serat optik, yaitu di band 1550 nm, atau tepatnya dari 1528,77 nm s/d 1560,61 nm. Jarak spasi antara pajang gelombang tersebut menggunakan 200,100 atau 50 GHz. Selain panjang gelombang payload (mengandung data transmisi), juga ditransmisikan panjang gelombang untuk keperluan kanal supervisori. Panjang gelombang supervisori tersebut boleh khusus, atau di antara band panjang gelombang tersebut. Komponen DWDM Optical Multiplexer Optical Amplifier Regenerator Optik/Elektrik Optical Amplifier Optical Multiplexer OLTE Penggunaan teknologi SDH dirancang untuk mampu mengatasi perubahan layanan berbasis pita sempit menjadi layanan pita lebar. Selain itu penggunaannya dapat meningkatkan kehandalan jaringan dan mengurangi kebutuhan kabel serat optik karena biasanya digunakan pada area bisnis serta membutuhkan layanan dengan laju bit yang tinggi. Pada saat ini penggunaan SDH di jaringan lokal hanya direkomendasikan hingga level STM-16. 4. DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING (DWDM) Gambar 4.2 komponen DWDM Jaringan DWDM mempunyai tiga komponen penting, yaitu : a) Optical Multiplexer Optical Multiplexer merupakan perangkat multiplexing optik yang terdapat pada sisi pengirim dan penerima. Pada sisi pengirim disebut multiplexer sedangkan pada sisi penerima disebut demultiplexer (yang mana membalikkan data dari multiplexer untuk dibaca sebagai data dalam bentuk digital). b) Optical Amplifier 52
Optical Amplifier merupakan perangkat penguat pada jaringan optic yang digunakan untuk menghasilkan gain sehingga dapat mentransmisikan data pada jarak yang jauh. Penguat optic ini berupa Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA). EDFA merupakan serta optic yang didoped idengan erbium. Penguatan yang dihasilkan bergantung pada level daya pompa pada EDFA. c) Regenerator Electric Regenerator Electric merupakan perangkat yang berfungsi memperbaiki clock dan amplituda dari sinyal data yang masuk dimana telah terjadi pelemahan dan distorsi pada sinyal tersebut. Pembangunan Jaringan DWDM Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam membangun jaringan DWDM, yaitu : a) Traffic Pattern Traffic Pattern adalah pola trafik yang diinginkan dalam desain nantinya, merupakan langkah pertama yang paling penting dalam perancangan DWDM. Untuk mendapatkan traffic pattern yang akurat, semua pihak yang akan memanfaatkan jaringan DWDM ini harus dikumpulkan, sampai didapat kata sepakat mengenai pattern yang dikehendaki. Traffic pattern haruslah mencakup: logical topology, protection, bandwidth, dan jenis interface. 5 PERBANDINGAN SDH TDM DAN DWDM. Pada teknologi SDH TDM sinyal sinyal asinkronus dan sinkronus digabung dan dimultiplexkan menjadi bit rate yang lebih tinggi untuk ditransmisikan dengan satu panjang gelombang pada fiber optik. Sinyal sumber kemungkinan harus dikonversikan dari elektrikal ke optikal, atau dari optikal ke elektrikal dan kembali lagi dari elektrikal ke optikal sebelum dimultiplexing. Pada teknologi WDM, berbagai sinyal optik dipetakan ke suatu panjang gelombang tersendiri dan dimultiplexingkan panjang gelombang panjang gelombang tersebut melalui satu fiber optik. Selain itu, teknologi WDM memungkinkan untuk membawa berbagai protokol selain SDH (seperti IP, ATM, dll), sedangkan teknologi SDH tidak dapat.perbandingan teknologi WDM dan TDM dapat dilihat seperti gambar berikut: b) Kapasitas Pentingnya menentukan kapasitas yang akan digunakan misalnya 30 Gbps, besarnya kebutuhan tergantung pada permintaan konsumen. c) Physical Topology Hal yang perlu diperhatikan adalah mendapatkan gambar jaringan fiber yang akurat. Informasi yang dibutuhkan disini adalah: seluruh jaringan fiber optic yang ada, lokasi simpul-simpulnya dimana saja, jaraknya berapa, lossnya berapa (dalam db), jenis fiber opticnya apa, karena ini menentukan karakteristik loss dan dipersion. Untuk 3 node, maka topology physical menggunakan ring topology, dengan jalur fisik optic yang berbeda, misalnya ada yang lewat ajlur barat dan timur, untuk antisipasi putusnya satu jalur fiber. Gambar 5.1. Interface TDM dan WDM Solusi teknologi DWDM mampu meningkatkan kemampuan kapasitas jaringan eksisting tanpa perlu mengeluarkan biaya penanaman kabel kembali, dan secara sigifikan mampu mengurangi biaya peningkatan jaringan. Dengan teknologi SDH yang menggunakan fiber optik, untuk suatu network elemen (NE) SDH membutuhkan perangkat terminal, repeater-repeater, dan sepasang core serat optik (Tx dan Rx). Dengan peningkatan kapasitas network, maka semakin banyak NE SDH, hal itu berarti semakin banyaknya komponen-komponen SDH yang harus terpasang. 53
Tetapi dengan penerapan DWDM pada teknologi SDH, maka mampu mengurangi perangkat repeaterrepeater SDH, dan penghematan pemakaian core optik untuk penggunaan NE SDH yang lebih banyak. SDH NE Regenerator SDH NE SDH. Penerapan DWDM pada teknologi SDH mampu mengurangi perangkat repeater-repeater SDH, dan penghematan pemakaian core optik untuk penggunaan NE SDH yang lebih banyak. DWDM juga mampu meningkatkan kemampuan kapasitas jaringan eksisting tanpa perlu mengeluarkan biaya penanaman kabel kembali, dan secara sigifikan mampu mengurangi biaya peningkatan jaringan. 7. DAFTAR PUSTAKA [1]Dutton J.R Harry. 1998. Understanding Optical Communications. USA: IBM Corporation. Gambar 5.2 Perangkat SDH tanpa WDM SDH NE Optical Terminal MUX WLT/OLT Optical Amplifier WLP/OLR Optical Terminal MUX WLT/OLT SDH NE [2].2006. Dense Wavelenght Division Multiplexing (DWDM). Jakarta : PT.Telekomunikasi Indonesia. [3]. 2006. Synchronous Digital Hierarchy Basic II. Jakarta ; Sendang Praptomo. [4] ZTE University. 2007. DWDM Theory. China : Linli. [5]Seno, Tony. 2008. Beberapa Pertimbangan Desain jaringan DWDM, (http://tonyseno.blogspot.com/2008/01/beberapapertimbangan-desain-jaringan.html, diakses 13 Agustus 2008, 14:23 wib). Gambar 5.3 Perangkat SDH dengan WDM Keuntungan-keuntungan dalam penerapan DWDM antara lain : 1. Penghematan penggunaan sumber daya core optik, terutama jaringan kabel optik yang hanya memiliki kapasitas core yang kecil. 2. Kemampuan penyaluran transport network yang sangat tinggi, sehingga mampu menekan biaya investasi dan pemeliharaan perangkat. 3. Transparansi format dan bit rate (tidak merubah format/bit rate, hanya menyalurkan) sehingga penyaluran data, gambar dan suara tetap menggunakan jaringan transport yang umum. [6] Wikipedia. 2009. Fiber Optic, (http://wikipedia.com/2009/fiber-optic.html, diakses 25 Mei 2009, 16.35 wib. 6. KESIMPULAN Dapat disimpulkan bahwa teknologi DWDM merupakan teknologi pembaharuan dari teknologi 54