aplikasi sistem komunikasi serat optik sistem komunikasi serat optik
Post on 13-Jan-2016
167 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Teknologi JarlokafDLC (Digital Loop Carrier)PON (Passive Optical Network)AON (Active Optical Network)
No Teknologi Konfigurasi Dasar Keterangan
1 Digital Loop Carrier (DLC)
Point to Point
DLC konvensional Banyak digunakan di dunia
Next Generation DLC
Relatif baru
2 Passive Optical Network (PON)
Point to Multipoint Mulai dioperasikan secara komersial th 74
Pencabangan sinyal optik pasif
Konfigurasi sama, perangkat berbeda
3 Active Optical Network (AON)
Point to multipoint melalui perangkat pencabangan aktif
Belum banyak digunakan
Konfigurasi DLC
CTCTCTCT RTRTRTRTLELELELE
Keterangan :
LE = Local ExchangeCT = Central TerminalRT = Remote Terminal
CAS, V5.x
DLCTopologi DLC : point-to-point (Single star)DLC terdiri dari dua perangkat utama :
CT (Central Terminal) di sisi sentralFungsi : Interfacing dengan sentral lokal, Multiplexer/Demultiplexer, Crossconnect dan Controller, Interfacing dengan ODN (E/O Converter/OLTE)
RT (Remote terminal) di sisi pelangganFungsi : Interfacing dengan ODN (E/O Converter/OLTE), Multiplexer/Demultiplexer, Interfacing dengan pelanggan
DLC pada umumnya digunakan untuk pelanggan yang terkonsentrasi atau untuk gedung bertingkat
Konfigurasi PON / AON
FIBERFIBER
OLTOLTOLTOLT
subscribersubscriber
subscribersubscriberONUONU
ONUONU
ONUONUONUONU
LELE
PS / ASPS / AS
Keterangan :
LE = Local ExchangeOLT = Optical Line TerminalONU = Optical Network UnitPON = Passive Optical NetworkAON = Active Optical NetworkPS = Passive SplitterAS = Active Splitter
CAS, V5.x
PONMerupakan sistem jarlokaf yang memiliki
topologi jaringan point-to-multipoint (Multiple star).
Untuk membentuk jaringan point-to-multipoint digunakan komponen pencabang pasif (passive splitter).
Diterapkan untuk pelanggan dalam cluster-cluster yang berukuran kecil (4 ~ 120)
Jaringan optik PON dapat digunakan bersama bersama-sama/diintegrasikan untuk jaringan distribusi/broadcast (CATV).
Fungsi Bagian Penyusun PONOLT (Optical Line Terminal) berfungsi untuk :
Interfacing dengan sentral lokalMultiplexing/DemultiplexingCross-connect & Controller Interfacing dengan ODN (E/O Converter/OLTE)
ODN ( Optical Distribution Network) berfungsi untuk :Transport dan distribusi data dari OLT ke ONU
PS (Passive Splitter) berfungsi untuk: Mendistribusikan daya optik ke semua cabang
ONU (Optical Network Unit) berfungsi untuk : Interfacing dengan ODN (E/O Converter/OLTE)Multiplexing/Demultiplexing Interfacing dengan terminal pelanggan
Modus Aplikasi JarlokafFiber To The Building (FTTB)
Fiber To The Zone (FTTZ)
Fiber To The Curb (FTTC)
Fiber To The Home (FTTH)
Modus Aplikasi Jarlokaf Cont..
FTTZTKO ditempatkan di luar bangunan (outdoor)
baik di dalam kabinet atau di manholeTerminal pelanggan terhubung ke TKO lewat
kabel tembaga hingga 1 ~ 3 kmFTTZ dapat dianalogikan sebagai pengganti RK
CTCTCT RTRTRT
terminalterminalpelangganpelanggan
DPDP
2f
KonfigurasiKonfigurasi DLCDLC
LELE
CTCTCT RTRTRT
terminalterminalpelangganpelanggan
DPDP
2f
KonfigurasiKonfigurasi DLCDLC
LELE
FTTCTKO ditempatkan di luar bangunan baik di dalam
kabinet, di atas tiang atau di dalam manholeTerminal pelanggan terhubung ke TKO lewat
kabel tembaga antara 0,2 ~ 0,5 KmFTTC dapat dianalogikan sebagai pengganti KP
(Kotak Pembagi)
Modus aplikasi FTTC dengan Konfigurasi PON
OLTOLTOLTOLT ONUONUONUONU
PSPS
2f 2f2f terminalterminalpelangganpelanggan
curbcurb
LE LE
ONUONUONUONU
PSPS
OLTOLT
2f
2f terminalterminalpelangganpelanggan
curbcurb
2f
LELE
FTTBTKO terletak di dalam gedung bangunan,
biasanya ditempatkan di basementTerminal pelanggan terhubung ke TKO lewat
kabel tembaga indoor (IKR)
Modus Modus AplikasiAplikasi FTTB (1) FTTB (1)
CTCT RTRTBasement
2fLELE
CTCT RTRTBasement
RTRTRTRTBasement
2fLELE
KonfigurasiKonfigurasi (1) DLC(1) DLC
ADMADM PMPM
ADMADM
ADMADM
ADMADM
KonfigurasiKonfigurasi (2) SDH ring(2) SDH ring
2f/4f
2f/4f 2f/4f
2f/4f
LELE
KonfigurasiKonfigurasi (1) DLC(1) DLC
ADMADMADMADM PMPMPMPM
ADMADM
ADMADM
ADMADMADMADM
KonfigurasiKonfigurasi (2) SDH ring(2) SDH ring
2f/4f
2f/4f 2f/4f
2f/4f
LELE
Konfigurasi (3) PON
Modus Aplikasi FTTB (2)Modus Aplikasi FTTB (2)
OLTOLT ONUONU
PS
2f
LE LE
OLTOLT
PSPS
ONUONU
ONUONU ONUONU
ONUONU
2f
2f2f
2f2f
4f
2f2f
2f2f
Konfigurasi (4) PON
LE LE
FTTHTKO ditempatkan di rumah pelangganTerminal pelanggan terhubung ke TKO lewat
kabel tembaga indoor (IKR) hingga beberapa puluh meter
FTTH dapat dianalogikan sebagai pengganti Terminal Block
Modus Aplikasi FTTH
OLTOLTOLTOLT ONUONU
PSPS
2f 2fLELE
OLTOLTOLTOLT ONUONU
PSPS
2f
2f
2f
LELE
Topologi JarlokafSingle Star (Point-to-point)Multiple starRing
Konfigurasi Single Star (P to P) Jarlokaf yang memiliki satu buah titik star kabel yaitu
pada perangkat Jarlokaf di sisi sentral.
Konfigurasi Multiple StarAdalah jarlokaf yang memiliki lebih dari satu buah titik
star kabel serat optik (P to P dan P to M)
Konfigurasi Ring Kabel Membentuk jaringan melingkar Untuk meningkatkan keandalan jaringan Untuk proteksi terhadap point-to-point link
Konfigurasi Ring Kabel Cont..
Konfigurasi Ring Kabel Cont..
Konfigurasi Ring SDH Membentuk jaringan melingkar Untuk meningkatkan keandalan jaringan Untuk proteksi terhadap point-to-point link Dengan Ring SDH (ADM) menghemat Kabel Serat Optik
Konfigurasi Ring SDH Cont..
TEKNOLOGI WDM DAN DWDM
Traditional Single-Channel Systems
Karakteristik: Sejumlah besar sinyal elektronis digital digabungkan
menggunakan time division multiplexing (TDM) dan dikirimkan ke sistem transmisi optik sebagai aliran tunggal
Aliran data tunggal ini dibawa dalam sebuah kanal optik pada kecepatan antara 155 Mbps sampai 1.2 Gbps
Panjang gelombang yang digunakan hampir selalu 1310 nm Setiap 30-50 km, sinyal diterima oleh repeater, lalu dirubah
menjadi elektris kemudian ditransmisikan lagi (setelah di-clock ulang)
Jika sistem akan di-upgrade (agar dapat bekerja pada kecepatan yang lebih tinggi) maka seluruh perangkat harus diganti (karena repeater merupakan perangkat yang sensitif terhadap kecepatan dan kode)
Amplified Single-Channel Systems
Gambar di atas menunjukkan struktur link komunikasi optik yang lebih baru (amplified) Panjang gelombang yang digunakan adalah 1550 nm dengan alasan
sbb: Untuk memanfaatkan pita rendah redaman pada serat Untuk memungkinkan penggunaan Erbium Doped Fibre Amplifiers
(EDFAs)/62 Jarak antar amplifiers bisa ditingkatkan menjadi antara 110 dan 150
km (untuk link jarak jauh hal ini merupakan penghematan biaya yang sangat signifikan)
Kecepatan pada umumnya dapat ditingkatkan menjadi 1.2 Gbps atau 2.4 Gbps.
Secara keseluruhan, aristektur tradisional maupun baru memiliki beberapa persamaan, tetapi terdapat 3 perbedaan yang siginifikan yaitu:: Karena masih menggunakan serat standard yang memiliki
dispersi besar pada pita 1550 nm, kita harus memfokuskan design pada pengendalian dispersi. Pada sistem yang lama, serat tidak terlalu mendipsersi sinyal karena masih menggunakan pita 1310 nm dan repeater juga ikut berperan menghilangkan dispersi. Tetapi apabila kita menggunakan pita 1550 nm, maka dispersi akan menjadi masalah yang besar. Amplifier akan menyebabkan akumulasi dispersi sepanjang link
Aristektur yang baru bersifat transparan baik terhadap format modulasi maupun kecepatan. Aristektur dapat di-upgrade untuk menggunakan kecepatan yang lebih tinggi maupun format modulasi yang berbeda tanpa harus mengganti perangkat di lapangan melainkan hanya perlu mengganti perangkat di setiap ujung
Setelah direncanakan dengan baik, link dapat di-upgrade untuk menggunakan teknologi WDM tanpa perlu merubah outside plant. Perhatian mendalam diperlukan ketika merencanakan kapasitas amplifier (power) karena penambahan WDM akan memerlukan level daya yang lebih tinggi. Meskipun demikian, masih ada kemungkinan untuk merencanakan link sedemikian rupa sehingga upgrading ke WDM tidak memerlukan penggantian perangkat luar (outside equipment)
A WDM link involves – Generation of multiple streams of light each at a
different – Combination of the streams and coupling into an optical
fiber (Single Mode) – Amplification of the optical signals as required – Separation of the multiplexed stream into its component
streams – Reception of the optical streams by wavelength specific
receivers
Multi Channels System
.
Early systems used 2 wavelengths which were widely spaced
WDM came to be called DWDM with advent of 16+ channels
– More channels on a wavelenght band with finer grain divisions
(< 200 GHz)More channels and faster line rates = more optical capacity – 1.6 Terabits/s capacity in today’s flagship Long Haul
DWDM systems, I.e. 160 ës @ 10 Gigabits/s each
Wavelength-Division Multiplexing (WDM)
WDM adalah proses menggabungkan (multiplexing) beberapa panjang gelombang yang frekuensinya berbeda ke dalam satu serat
Operasi ini menghasilkan banyak serat virtual yang masing-masing dapat membawa sinyal yang berbeda
Gambar di atas memperlihatkan skema dari suatu sistem bidirectional WDM Sistem ini memiliki n interface layanan dan n panjang gelombang yang
ditransmisikan pada kedua arah melalui satu buah serat Setiap panjang gelombang beroperasi pada frekuensi yang berbeda
Terdapat empat macam WDM yang tersedia:Metro WDM (< 200 km)Long-haul atau regional WDM ( 200 km s.d.
800 km) User service interfaces biasanya berupa interface OC-
48/STM-16 Interface lain yang di-support:Ethernet, Fast Ethernet,
Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, ESCON, Sysplex Timer dan Sysplex Coupling Facility Link, serta Fibre Channel
Di sisi klien bisa terdapat terminal SONET/SDH, add/drop multiplexer (ADMs), ATM switches, dan routers
Extended long-haul WDM (800 km s.d. 2000 km)
Ultra-long-haul WDM (> 2000 km)
Dasar-dasar WDM
Hubungan antara panjang gelombang dengan frekuensi WDM dinyatakan oleh persamaan c = x f, dimana c adalah kecepatan cahaya pada vacuum (3.10-8 m/s), l adalah panjang gelombang yang diukur dalam kondisi cacuum dan f adalah frekuensi Tidak seperti panjang gelombang, frekuensi distandardkan karena
tidak tergantung pada medium transmisi WDM dapat dianggap sebagai bentuk frequency-division multiplexing
(FDM) yang dikombinasikan dengan timed-division multiplexing (TDM) seperti yang dapat dilihat pada gambar di atas
Dalam sistem WDM, panjang gelombang (nm), frekuensi dalam satuan gigahertz.
Pita (Jendela)Transmisi SeratFibre Transmission Windows (Bands)
• Untuk alasan sejarah, bisa dikatakan ada tiga pita pada spektrum transmisi serat optik• Pita panjang gelombang yang digunakan sistem sangat penting dalam mendefinisikan
karakteristik serat optik
Karakteristik seratmasa kini
Pita frekuensi optik yang digunakan di dalam beragam sistem WDM adalah sbb: O-band (original) - meliputi rentang 1260 nm-1360 nm E-band (extended) - meliputi rentang 1360 nm-1460 nm S-band (short wavelength) - meliputi rentang 1460 nm-1530
nm C-band (conventional) - meliputi rentang 1530 nm-1565 nm L-band (long wavelength) - meliputi rentang 1565 nm-1625 nm U-band (ultra- long wavelength) - meliputi rentang 1625 nm-
1675 nmSMF standard (ITU G.625) direkomendasikan untuk
digunakan pada sistem WDM O-bandSerat low-water-peak (ITU G.652.C) direkomendasikan
untuk digunakan pada sistem WDM E-bandSerat nonzero dispersion-shifted (ITU G.655)
direkomendasikan untuk digunakan pada sistem WDM S-, C- dan L-band
Unidirectional WDM Sistem unidirectional WDM mencampur (multiplex) sejumlah panjang gelombang
untuk ditransmisikan secara satu arah pada satu serat Perangkat di ujung WDM bertanggung jawab untuk menguraikan
(demultiplexing) panjang gelombang dan mengarahkannya ke penerima yang tepat
Sistem unidirectional WDM biasa digunakan penyedia jaringan yang mengirimkan trafik multicast ke stasiun penerima downstream
Bidirectional WDM Sistem bidirectional WDM mengirim dan menerima sejumlah panjang
gelombang pada serat yang sama Perangkat ujung WDM bertanggung jawab untuk multiplexing dan
demultiplexing panjang gelombang dari dan ke tujuan pengirim dan penerima masing-masing
Ada beberapa teknik yang dapat digunakan untuk memperoleh transmisi dua arah full-duplex melalui satu serat Pada dasarnya sinyal yang berpropagasi berlawanan (counter-propagating
signal) pada satu serat harus dipisahkan oleh suatu perangkat yang sesuai
Spasi antar Kanal (Channel Spacing) Spasi antar kanal adalah jarak panjang gelombang minimum
antara dua kanal berbeda yang digabungkan (multiplexed) pada satu serat
Spasi antar kanal menjamin kanal-kanal yang bertetangga tidak akan overlap (overlaping menyebabkan kopling daya antar kanal yang bertetangga)
Spasi antar kanal merupakan fungsi kepresisian laser Semakin presisi penalaan, akan semakin kecil spasi antar kanal yang
diperlukan Kepresisian laser memiliki hubungan yang linier dengan harganya
Spasi yang dapat digunakan dipengaruhi oleh karakteristik serat yang ada
Faktor lain yang mempengaruhi spasi antar kanal adalah kemampyuan amplifier optik untuk menguatkan rentang kanal
Semakin dekat panjang gelombang ditempatkan, akan semakin penting untuk menjamin agar sinyal tengah (centers) dapat dibedakan dengan sinyal lain di dalam serat yang sama
Rentang nilai spasi antar kanal mulai dari 200 GHz (1,6 nm), 100 GHz (0,8 nm), 50 GHz (0,4 nm), 25 GHz (0,2 nm), sampai 12,5 GHz (0,1 nm)
ITU telah mempublikasikan suatu wavelength grid sebagai standard interoperable yang dapat dijadikan sebagai patokan
Coarse WDM Coarse WDM (CWDM) cocok untuk pengangkutan layanan data,
voice, video, storage, dan multimedia jarak dekat (short-haul) Maksimum 50 km
Bit rate laser WDM secara langsung menentukan kapasitas panjang gelombang dan bertanggung jawab untuk merubah sinyal data elektrik menjadi panjang gelombang
CWDM menggunakan laser dengan bit rate sampai 2,5 Gbps (OC-48/STM-16) dan dapat di-multiplex sampai 18 panjang gelombang Dapat menyediakan maksimum 45 Gbps pada satu serat
Gambar di bawah menunjukkan skema CWDM
Dense WDM Dense Wavelength-Division Multiplexing (DWDM) cocok untuk
pengangkutan layanan data, voice, video, storage, dan multimedia jarak dekat (short-haul) maupun jarak jauh (long-haul) Sangat cocok untuk inti metro atau long-haul dimana permintaan akan
kapasitas sangat tinggi Jika di dalam perencanaan ternyata diperlukan lebih dari 18
panjang gelombang , maka sistem DWDM akan menjadi pilihan dibandingkan dengan CWDM
Sistem DWDM tipikal biasanya menggunakan laser dengan bit rate sampai 10 Gbps (OC-192/STM-64) dan dapat dilakukan multiplex hingga 240 panjang gelombang Dengan demikian tersedia kapasitas sampai 2,4 Tbps untuk satu serat DWDM yang lebih baru dapat mendukung sampai 300 kanal panjang
gelombang 40 Gbps yang menghasilkan bandwidth sebesar 12 Tbps di dalam satu serat
Transceiver DWDM mengkonsumsi lebih banyak daya dan mendisipasikan panas yang lebih banyak daripada CWDM DWDM memerlukan sistem pendingin
Spasi frekuensi yang biasa digunakan pada DWDM adalah 200, 100, 50, 25, atau 12,5 GHz dengan jumlah kanal 300 atau lebih pada jarak beberapa ribu kilometer disertai penguatan (amplification) dan regenerasi (regeneration).
Sistem Metro DWDM yang sudah digelar biasanya menggunakan spasi frekuensi 100 GHz atau 200 GHz
Standard ITU G.694.1 menyatakan bahwa spasi kanal 50 GHz atau 100 GHz sedangkan grid frekuensinya ditetapkan pada 193,1 THz
Sistem DWDM memiliki granularitas antar panjang gelombang yang lebih halus (spasi tipikal 100 GHz) dibandingkan CWDM
Grid ITU untuk produk DWDM beroperasi didalam pita C (C-band) antara 1530 nm dan 1565 nm atau di dalam pita L (L-band) antara 1565 nm dan 1625 nm
Perlu dicatat bahwa tidak semua jaringan serat yang sudah digelar dapat digunakan untuk transmisi DWDM karena serat yang sebelumnya biasanya dioptimalkan untuk bekerja pada O-band (pita 1310 nm)
Seluruh serat yang sudah digelar harus ditest sebelum digunakan untuk transmisi DWDM
Karakteristik WDM dan Pengaruh Buruknya (impairments) terhadap Transmisi Bit Error Rate (BER) menunjukkan perbandingan antara bit yang mengalami
kesalahan dengan total bit yang dikirimkan Nilai tipikal untuk SONET adalah 10-12 sedangkan untuk perangkat transport sistem long-haul
masa depan adalah 10-15
Gambar di bawah ini menunjukkan eye pattern untuk gelombang OC-192/STM-64 Eye pattern digunakan untuk verifikasi sinyal (memenuhi kriteria kinerja atau tidak)
Pola mata yang terbuka menunjukkan distorsi sinyal yang minimal Distorsi akibat intersymbol interference dan noise muncul sebagai penutup (closure) eye
pattern
Optical Signal-to-Noise Ratio (OSNR) Noise bisa muncul pada sistem yang melibatkan penguatan optik akibat
adanya amplified spontaneous emission (ASE) yang terbangkitkan selama proses penguatan dan relatif broadband
Ini merupakan sumber noise utama Tetapi noise juga bisa muncul pada sistem yang tidak melibatkan proses
penguatan Akibat adanya perangkat aktif (laser dll) dan perangkat pasif lain (tap, serat dll.)
OSNR menyatakan perbandingan antara daya sinyal terhadap daya noise yang dinyatakan dalam decibels (dB)
Nilai BER eksak untuk OSNR tertentu tergantung pada penerima OSNR dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut
OSNR = 10 log10 (Ps/Pn)Ps = Level daya sinyal Pn = Level daya noise
OSNR end-to-end sistem dipengaruhi oleh efek kumulatif dari Noise Figure (NF) masing-masing amplifier
NF adalah perbandingan antara OSNR input dengan OSNR output pada sebuah amplifier optik
Perhitungan NF digunakan untuk membantu perencanaan rute yang diperlukan di dalam jaringan DWDM dan untuk perhitungan OSNRNF = SNRINPUT/SNROUTPUT
NF dinyatakan dalam decibel
OSNR untuk satu tahap amplifier ditentukan oleh persamaan berikut:OSNR = (PIN)/(NFSTAGEhf)PIN = Daya input amplifier (dBm)NFSTAGE= NF amplifier (dB)h = konstanta Planck (6,6260 x 1034) = Konstanta frekuensi optik (193 THz)f = Konstanta bandwidth yang merupakan ukuran NF (0,1 nm)
Untuk penguatan N tahap, OSNR dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut:1/OSNR = (1/OSNR1)+ (1/OSNR2)+..+ (1/OSNRN)
OSNR final untuk sistem dengan N tahapan dapat didekati dengan asumsi berikut:
NF setiap amplifier dianggap sama Span loss dianggap sama untuk semua span Noise adalah nonpolarisasi
Pada multispan system, sangatlah baik bila digunakan span loss terburuk untuk perhitungan OSNR
OSNR final dihitung menggunakan persamaan berikut:OSNRFINAL = PIN – PS – NF – 10log10(N) – 10 loh10(hf)
PIN = Daya input amplifier (dBm)PS = Total span loss (dB)NF = NF amplifier (dB)N = jumlah spanh = konstanta Planck (6,6260 x 1034) = Konstanta frekuensi optik (193 THz)f = Konstanta bandwidth yang merupakan ukuran NF (0,1 nm atau 12,5
GHz)
Dengan memasukkan nilai konstanta Planck (h), dan f maka persamaan sebelumnya dapat dinyatakan sebagai berikut:OSNRFINAL = PIN + 58 – PS – NF – 10log10(N)
PIN = Daya input amplifier (dBm)
PS = Total span loss (dB)
NF = NF amplifier (dB)
N = jumlah span
top related