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 : 612005020

Tugas Akhir

Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh

Ijasah sarjana Teknik Elektro

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA

SALATIGA

2012

ii

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 : 612005020

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 :

iii    

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 rugi-

rugi (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.

iv

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

v

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 komentar-

komentar, 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

vi

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…………………………………………………………. 1

1.1. Tujuan………………………………………………………………… 1

1.2. Latar Belakang Masalah……………………………………………… 1

1.3. Batasan Tugas Akhir………………………………………………… 4

1.4. Sistematika Penulisan………………………………………………… 5

BAB II SISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIK….…………………………… 8

2.1. Prinsip Kerja Sistem Transmisi Serat Optik ………………………… 8

2.2. Serat Optik ……….………………………………………………….. 12

vii

2.2.1. Prinsip Perambatan Cahaya dalam Serat Optik …..………. 12

2.2.2. Numerical Aperture ..……………………………………… 21

2.2.3. Serat Optik Ragam Tunggal ………….…………………… 24

2.3. Teknik Multiplexing………..………………………………………… 25

2.4. Dasar Sistem Transmisi...…..………………………………………… 27

2.4.1. Panjang Gelombang, Frekuensi, dan Spasi Kanal……….… 27

2.4.2. Optical Power and Loss…………….……………………… 30

2.4.3. Modulasi dan Demodulasi…….…………………………… 32

BAB III SISTEM TRANSMISI SDH…………………………………………….. 36

3.1. Komponen-Komponen Dasar SDH …….…………………………… 37

3.1.1. Container…… …………………………………………….. 37

3.1.2. Virtual Container ….……………………………………… 38

3.1.3. Tributary Unit ……………..……………………………… 38

3.1.4. Tributary Unit Group..……..……………………………… 38

3.1.5. Administrative Unit.………..……………………………… 39

3.1.6. Administrative Unit Group...……………………………… 39

3.1.7. STM-N……………………..……………………………… 39

3.2. Multiplexing SDH …………………………………………………… 39

3.3. Struktur Frame SDH……………….………………………………… 43

3.3.1. Section Overhead (SOH) …………………………………. 44

3.3.2. Path Overhead (POH) ……….……………………………. 47

viii

3.3.3. Payload ……………………………………………………. 50

3.3.4. Pointer …………………………………..………………… 50

3.4. Elemen Jaringan SDH…………………………..……………………. 51

3.4.1. Terminal Multiplexer……………..…..……………………. 51

3.4.2. Regenerator…………………………..……………………. 51

3.4.3. Add/Drop Multiplexer (ADM) …..…..……………………. 51

3.4.4. Digital Cross Connect………………..……………………. 52

BAB IV TEKNIK DWDM……………………………….……………………….. 53

4.1. Konsep Dasar WDM, DWDM dan TDM …………………………… 53

4.1.1. Time Division Multiplexing (TDM)..……………………… 53

4.1.2. Wavelength Division Multiplexing (WDM) dan Dense

Wavelength Division Multiplexing (DWDM)…………….. 54

4.2. Komponen-Komponen DWDM ...…………………………………… 56

4.2.1. Multiplexer……………….………………………………… 56

4.2.2. Transmitter………………………………………………… 57

4.2.3. Wavelength Converter………...…………………………… 58

4.3. Elemen Jaringan DWDM …………….……………………………… 59

4.3.1. Optical Line Terminal…..….……………………………… 59

4.3.2. Optical Add/Drop Multiplexer…………...………………… 59

4.3.3. Optical Cross Connect……..……………………………… 62

4.4. Penerapan Sistem DWDM dalam Jaringan Transmisi………...……… 63

ix

Bab V Studi Kasus Penerapan Sistem DWDM dan SDH pada Jaringan Transmisi PT.

XL Axiata tbk.……………… …………………………………………….. 67

5.1. Pengumpulan Data Jaringan Transmisi PT. XL Axiata tbk. ..……….. 67

5.2. Analisa Penerapan Sistem DWDM pada Jaringan Transmisi PT. XL

Axiata tbk. ….……………….……………………………………….. 75

Bab VI KESIMPULAN…………………………………………………………… 79

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………… 81

x

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 n1 > n2 15

Gambar 2.6 Sinar dibiaskan mendekati garis normal, jika n1 < n2 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

xi

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

xii

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

xiii

DAFTAR SINGKATAN

3R Reshape, Retime, Retransmit

ADM Add / Drop Multiplexers

AIS Alarm Indication Signal

ATM Asynchronous Transfer Mode

AU Administrative Unit

AUG Administrative Unit Group

AWG Array Waveguide Gratings

BER Bit Error Rate

DFB Distributed Feed Back

DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing

DXC Digital Cross Connects

EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier

FBG Fiber Bragg Gratings

ITU International Telecommunication Union

ITU–T International Telecommunication Union – Telecommunication

Standardization Sector

LED Light Emitting Diode

LTE Line Terminating Equipment

OADM Optical Add/Drop Multiplexer

xiv

ODU Optical Demultiplexed Unit

OEO Optical to Electrical to Optical

OLT Optical Line Terminal

OMU Optical Multiplexed Unit

ONU Optical Network Unit

ONT Optical Network Termination

OXC Optical Cross Connector

PDH Plesiochronous Digitah Hierarchy

Pita C / C band Pita Conventional / Conventional Band

Pita L / L band Pita Long / Long Band

SDH Synchronous Digital Hierarchy

SOH Section Overhead

SONET Synchronous Optical Network

STM Synchronous Transfer Mode

STS Synchronous Transport Signal

TDM Time Division Multiplexing

TDMA Time Division Multiple Access

TM Terminal Multiplexer

TU Tributary Unit

TUG Tributary Unit Group

VC Virtual Container

WDM Wavelength Division Multiplexing

xv    

DAFTAR SIMBOL

Satuan

v (kecepatan) m/s

c (kecepatan cahaya pada ruang hampa) m/s

n (indeks bias medium) -

θi (sudut datang) derajat

θr (sudut pantul) derajat

θt (sudut transmisi) derajat

n1 (indeks bias daerah kedatangan) -

n2 (indeks bias daerah transmisi) -

θ (sudut penerimaan maksimum) derajat

d (diameter permukaan photodetector) meter

f (panjang fokus lensa) meter

NA (Numerical Aperture) -

n0 (indeks bias bahan diantara lensa dan photodetector) -

θc (sudut kritis) derajat

n1 (indeks bias sepanjang poros serat, pada pandu gelombang serat optik) -

n2 (indeks bias di luar inti atau indeks selubung, pada pandu gelombang serat optik) -

α0 (sudut yang dapat diterima) derajat

∆f (lebar pita) Hz

P (daya) Watt

xvi    

λ (panjang gelombang) meter

v (frekuensi optik) Hz

n (indeks bias medium) -

n0 (indeks bias di ruang hampa) -