engineer Gaptek

ATM Protocol Stacks

noreply@blogger.com (Anonymous) — Mon, 29 Aug 2016 03:02:00 -0700

Reference Model of ATM Stacks

Terminal devices can be manufactured by different vendors. To guarantee the intercommunication of these devices, the I.321 standard of ITU-T defines the reference model of the B-ISDN protocol. Any two systems can communicate with each other on the condition that they accord with this reference model or the related standards.

The reference model of the B-ISDN protocol has three planes and three layers. The planes are the user plane, control plane, and management plane. The layers are the physical layer, ATM layer, and ATM adaptation layer (AAL).

Model of ATM Stacks

The three planes function differently.

The user plane: It uses the hierarchical structure to transmit users' information and to control flow and errors.

The control plane: It uses the hierarchical structure to control calls and connections. This plane uses signaling to call and to set up or monitor or release connections. The control and the user planes differ only at the upper and the AAL layers; however, the ATM and the physical layers do not distinguish these two planes. So the ATM and the physical layers process the user plane the same as the control plane.

The management plane: It contains the layer-management and the plane-management. The layer-management uses the hierarchical structure to manage the entities and parameters at the protocol layer. Besides, the layer-management processes the OAM information that is related to each layer. Nevertheless, the plane-management does not have layers; it manages the whole system and harmonizes all the planes.

Functions of the ATM Layers

The ATM Layers

Each layer of the ATM cell functions as follows:

The physical layer provides transmission path for ATM cells. The ATM cells and their transmission overhead form a continuous bit stream at the physical layer. Meanwhile, the physical layer receives the continuous bit stream from the physical media, and picks out the valid cells to send to the ATM layer. From top to bottom, the physical layer is classified into the transmission convergence sublayer (TC) and the physical medium sublayer (PM).

The PM sublayer defines the physical medium interface, such as the 155M/622M based on the SDH, and so on.

The TC sublayer performs the following five functions: decouple the cell rate, form/check the HEC sequence, delimitate cells, adapt/form/restore transmission frames. Forming/restoring/adapting transmission frames are related to the transmission systems with frame structure, including the SDH/SONET or the PDH systems. When the ATM cells are transmitted in such systems, the cells must be encapsulated in the transmission frame.

The cell rate decoupling indicates to insert some idle cells into the ATM cells in order to adapt the cell rate at the ATM layer to the transmission line rate.

The ITU-T recommends delimitating the ATM cells in the HEC manner. That is, calculate every 32 bits by means of the CRC, and if the result equals to the following eight bits, then a cell header has been found out.

The header error control (HEC) is also carried out in the HEC manner. The HEC can correct one-bit error, detect multi-bit errors, and discard the cells with error header.

The ATM layer locates above the physical layer, and uses the service provided by the physical layer to communicate with the peer layer with the cell as the information unit. Meanwhile, it provides service for the AAL layer. The ATM layer is irrelevant to the type of physical medium and of the service transmitted by the physical layer. The ATM layer only identifies and processes the cell header.

The ATM layer has three functions: cell multiplex/demultiplex, header operations and generic flow control.

Multiplexing/demultiplexing cell is finished in the interface of the ATM layer and the TC sublayer. The ATM layer at the transmitting end multiplexes the cells of different VPI/VCI, and sends them to the physical layer. The ATM layer at the receiving end identifies the VPI/VCI of cells from the physical layer, and sends the cells to the different modules for processing. If the ATM layer identifies the signaling cell, it will send the cell to the control plane for processing; if the ATM layer identifies the management cell, such as the OAM cell, it will send the cell to the management plane for processing.

The ATM layer fills in the VPI/VCI and PT values at the user terminal, and interprets the VPI/VCI value at the network node. The VPI/VCI value of users' information can be set by the caller during setting up the connection. the network node is informed of this value through the SETUP message of the signaling, and then the network node recognizes the value, and the network devices assign the value finally.

The GFC bits in the cell header controls flow.

The ATM adaptation layer (AAL) locates above the ATM layer and is related to services. That is, the AAL layer adapts different services by different means. However, this layer has to segment the information from the upper layer into the 48-byte ATM data units; meanwhile, the AAL layer assembles and restores the ATM data units from the ATM layer, and transmits them to the upper layer. Information types are diversified at the upper layer. Therefore, the processing at the AAL layer is complicated, and the AAL layer is divided into two sublayers to process data packets, that is, the convergence sublayer (CS) and the segmentation and reassembly sub-layer (SAR).

AAL Types and B-ISDN Service

To improve the rate of the switching network, the ATM layer is simplified as much as possible. Nevertheless, the ATM layer cannot complete some functions that are closely related to the QoS, such as the cell loss, transmission error, delay, delay variation, and so on. All the mentioned functions are performed by the AAL layer. Different types of service are adapted differently. The ITU-T studies all services, and classifies the services into four types based on the source and destination timing, bit rate and connection mode. The four types are AAL1, AAL2, AAL3/4 and AAL5.

AAL Types and B-ISDN Service

The AAL1 protocol handles the constant-rate and connection-oriented service, it needs to transmit the timed messaged between the source and the destination. At present, the circuit switching service is a typical example of this kind of service, such as the voice service, the NISDN service, and so on.

The AAL2 is developed for the variable bit rate (VBR) service that is timed from end to end, such as the VBR stereo sets and televisions. This type of AAL has not been maturely defined yet. The ITU-T may reinforce the AAL1 function to realize the AAL2 type.

Because of using the X.25 or the frame relay technologies, the remote connection of the current LAN suffers the bottleneck to different extent. Therefore, the ATM technology is crucial to realize the remote connection of the LAN. That is an important way to use the ATM technology in its early phase. The data services can be classified into two kinds on the ATM network. That is, the connectionless data service for LAN connection and the connection-oriented data service. The AAL3/4 protocol is used to adapt these services.

The AAL5 supports the VBR service that requires no time synchronization between the receiving and transmitting ends. It also provides the service that is similar to that provided by the AAL3/4. The AAL5 is used to transmit the data from computers, UNI signaling information, and the frame relay on the ATM network. The AAL5 type is defined to reduce overhead. And the AAL5 service must be simple and valid.

Flow for Processing the ATM Cells

Flow Processing ATM Cells

The ATM cells are processed as follows: The voice, video, data, image from the upper layer are first sent to the ATM adaptation layer (AAL) and then adapted by using the AAL1 or AAL5 type. That is, encapsulate the data from the upper layer in the AAL frame format first, and then segment the data into 48-byte ATM data units. These data units are sent to the ATM layer and get the 5-byte cell headers there. The VPI/VCI whose value is assigned during its connecting is identified in the cell header. The ATM layer multiplexes the cells with different VPI/VCI together and sends them to the physical layer. At the physical layer, the ATM cells are encapsulated into the transmission frame and then sent out through the physical interface.

Data Service on the ATM Network

The ATM network can bear the traditional data services at the data link layer or the network layer. These services must be properly encapsulated before being input into the ATM network. In this case, the services can be correctly identified and processed at the peer end. The RFC1483 protocol defines the encapsulation manners.

Data Service on the ATM Network

The TCP/IP network bears services that are accessed from the data link layer. Such an access is called bridging, that is, the RFC1483B access. The RFC1483B access indicates to use the RFC1483 protocol to encapsulate Ethernet frames at the data link layer and send the frames to the AAL layer for processing.

If ATM is used to directly bear the data packet at the network layer, the packets will be encapsulated by the RFC1483R protocol. This is what we called the IP over ATM (IPoA).

ATM Service Types

The ATM forum distinguishes the constant bit rate service (CBR) from the variable bit rate service (VBR) from the aspect of the flow control; furthermore, it divides the VBR service into the real time VBR (rt-VBR) and non-real time VBR (nrt-VBR) services. Besides, due to the increasing demand of data service, the network provides data service in the Best Effort manner, and further defines the available bit rate service (ABR) and the unspecified bit rate service (UBR). The ABR service guarantees a certain loss ratio, but the UBR service guarantees nothing.

ATM Service Types

We can tell differences of the above five service types from the following aspects:

The five types of service differ in traffic parameters that can be called source traffic parameters and define the flow properties of services. These parameters include the peak cell rate (PCR), sustainable cell rate (SCR), minimum cell rate (MCR), and maximum burst size (MBS).

The five types of service differ in the QoS at the ATM layer. We have some parameters to describe the QoS, they are the peak-to-peak cell delay variation (peak-to-peak CDV), the maximum cell transfer delay (max CTD), the cell loss ratio (CLR), the cell error ratio, the severely error cell block ratio (SECBR), and the cell mis-insertion rate (CMR).

Traffic Parameters

The traffic parameters contain the peak cell rate (PCR), sustainable cell rate (SCR), minimum cell rate (MCR) and maximum burst size (MBS). These parameters are also called the source traffic parameters since they describe the features of the service flow.

Traffic Parameters

PCR, SCR and MCR represent the maximum, average and minimum cell rate respectively.

Burst size (BS) is ratio of the service peak bit rate to the average bit rate. Hence, the bigger the burst size is, the more greatly the service speed changes.

CBR Service

The CBR service usually refers to the connection that needs continuous and static bandwidth in all its lifecycle. Quantity of the allocated bandwidth is quantized by the peak cell rate (PCR). Network can promise to reserve resources for the CBR service on the premise that users set up connections. In this case, the network can guarantee the QOS performance of the cells that comply with the consistency test. In the CBR service, the transmitting end can send cells at the PCR rate at any time, and last for any period of time.

CBR Service

The CBR is usually applied to the real time service that requires limitation on the delay variation strictly, for example, voice, video, and circuit emulation services. In the CBR service, the transmitting end can send cells in a certain period at the negotiated PCR rate or at the rate lower than the PCR rate, otherwiser the end will not send any cell at all.

VBR Service

The rt-VBR is applied to the real time service. It requires limitation on the delay and delay variation strictly. The rt-VBR is mainly applied to voice and video services. This kind of service can be described by the peak cell rate (PCR), sustainable cell rate (SCR), maximum burst size (MBS), and cell delay variation tolerance (CDVT). The transmitting end sends cells at a variable rate, so it is burst. The rt-VBR service can statistically multiplex the real time resource.

VBR Service

The nrt-VBR is applied to the burst non-real time service. The PCR, SCR and MBS can describe the nrt-VBR connection. As for the cells that follow the flow agreement, the nrt-VBR service can guarantee very low cell loss ratio, but it sets no limit on the delay. The nrt-VBR service can statistically multiplex the connections.

UBR Service

The unspecified bit rate (UBR) is applied to the non-real time service. That is, the UBR service does not require much of the delay and the delay variation, such as the traditional application of computer in communication as file transmission and email.

UBR Service

The UBR service does not guarantee the QoS, and the limit of the cell loss ratio and the cell transmission delay. The network can decide whether it needs to apply the PCR in the CAC and UPC. If the network does not require the PCR, the PCR value is meaningless. The congestion of the UBR connection can controlled at the upper layer or on the end-to-end basis.

ABR Service

In the ABR service, the transmission properties of the network that are set up during connection can be changed later. A certain flow control mechanism can feed back the rate of the transmitting end to control the rate for sending cells by this end. This feedback is realized by the resource management (RM) cell, a specified control cell. It can be expected that the cell loss ratio will be very low when the terminal system adjusts the flow based on the feedback, and later the system will get an impartial and available bandwidth. For a given connection, the ABR service sets no limit on the delay and delay variation. That is, the ABR does not provide the real time service.

ABR Service

When the connection is set up for the ABR service, the terminal system will specify the maximum bandwidth and the available minimum bandwidth that it needs. The maximum and minimum bandwidths are described by the peak cell rate (PCR) and minimum cell rate (MCR). The MCR value can equal to zero, and the bandwidth provided by network can change but cannot be less than MCR.

The nrt-VBR, ABR and UBR serve for the non-real time service. They differ mainly in the QoS guaranteed by the network and the realization methods of the network and terminal system. The application decides the service type.

Principles of the Routing Protocols

noreply@blogger.com (Anonymous) — Mon, 29 Aug 2016 01:36:00 -0700

The router is necessary in the internet, and the main function of the router is to interconnect different networks together.

A route is the path information to guide IP packets to be transferred

The router

The router provides the mechanism for interconnection of the heterogeneous networks, thus implementing transmission of a data packet from one network to another network. The route refers to the path information for guiding the IP data packet transmission.

Routing in the Internet needs the routers. The router selects an appropriate path (through a network) according to the destination address of the packet header it receives, and transmits it to the next router. So when a router think about how to guide a ip packet to be transferred, it should know that is this destination network that can reach or not? the cost to the destination network and the next hop router from this router to the destination network. The last router on the path sends the data packet to the destination host. Data packet transmission in the network is like the relay in the athletic sports. Each router is responsible for forwarding the data packet of this station through the optimal path. With relays of the routers, the data packet will be transmitted to the destination through the optimal path. Sometimes, some routing policies are implemented, so the path taken by the data packet may not necessarily be the optimal route.

Based on the destination, the routes can be classified into:

Subnet route: destination is the subnet

Host route: destination is a host.

Besides, based on whether the destination is connected to the router directly, the routes can again be classified into:

Direct route: the network of the destination is connected to the router directly.

Indirect route: the network of the destination is not connected to the router directly.

The Routing Table Information

The routing table is the key for the router to forward the data packet. Each router keeps a routing table. Each routing item in the table points out from which physical port the data packet destined for a subnet or host will be sent to the next router of the route or to the destination host in the directly-connected network without passing any other router.

Routing Tables

The routing table contains the following key items:

Destination address: used to identify the destination address or destination network of the IP packet.

Network Mask: used together with the Destination address to identify the address of the network segment where the destination host or router is located. After the Destination is "Logic AND" the Mask, the address of the network segment where the destination host or router is located can be obtained. For example, if the Destination address and Mask of the host of router are 8.0.0.1 and 255.0.0.0 respectively, the address of the network segment where the host or router is located is 8.0.0.0. Mask consists of some consecutive "1s". The mask can be represented by dotted decimal or the number of consecutive "1s".

Interface: indicate from which interface of the router the IP packets will be forwarded.

Nexthop: indicate the interface address of the next router that the IP packet passes.

Protocol

Protocol field in the routing table: indicate the route origination (i.e. how the route is generated). The route has 3 origination :

(1). The route discovered by the link-layer protocol (Direct)

Small overhead, simple configuration, manual maintenance not needed, only the route of the network segment of this interface can be discovered.

(2). Static route configured manually (Static)

As a special route, the static route is configured by the administrator. An interworking network can be established by configuring the static route. However, such configuration has a problem: when a network fault occurs, the static route cannot repair it automatically and the administrator's intervention is needed. Characterized by no overhead and simple configuration, the static route is suitable for the network of simple topological structure.

(3). Route discovered by the dynamic routing protocol (RIP, OSPF ...)

When the network topological structure is very complex, the workload of manual configuration of the static route is so heavy that error will occur easily. In this case, the dynamic routing protocol can be used to discover and modify the route. Besides, manual maintenance is not needed, but the dynamic routing protocol brings large overhead and complex configuration.

Route Preference

Different routing protocols (including the static route) may discover different routes towards the same destination. However, these routes are not always optimal. In fact, the current route towards a destination at a time can only be decided by a unique routing protocol. Thus, a preference is assigned to each routing protocol (including the static route). In this way, when there are multiple routing information sources, the route discovered by the routing protocol of higher preference (the smaller the numerical value, the higher the preference) will become the optimal route and then will be added in the routing table.

Routing Protocol	Preference
DIRECT	0
OSPF	10
IS-IS	15
STATIC	60
RIP	100
IBGP	255
OSPF ASE	150
EBGP	255
Untrustworthy	255

Route Metric

The route metric identifies the cost for arriving at the destination address. Generally, the route metric value will be influenced by the line delay, bandwidth, line seizure ratio, degree of line reliability, hop count, MTU, etc. Different dynamic routing protocols will select one or several factor(s) to calculate the metric value. For example, the hop count is used to calculate the metric in RIP. The metric value is meaningful for comparison of the routing protocols of a type. The metric values of different routing protocols are not comparable and thus no conversion relationship exists. The metric value of the static route is 0.

Route Matching Fundamental

Longest matching means that when a IP packet is match more than one route in the routing table, the router will select the longest matching route ,for example, here is a packet to the 10.1.1.2,when the router received this packet ,and then check the routing table, there are two route matching this destination, one route is 10.1.1.0/24 and the another route is 10.0.0.0/8, so the router will select the route with 10.1.1.0/24 because this route match 24 bits while the route 10.0.0.0/8 only match 8 bits.

Preference is metric to select the best route discovery by different routing protocol when they are have the same longest matching route. Route will prefer the small preference value as the best route .for example ,one route to 10.1.1.0/24 discovery by OSPF with the preference 10 and another route to 10.1.1.0/24 discovery by RIP with the preference 100, the route will select the OSPF route as the best route.

Cost is used to select the best route when there are more than one path to the same destination discovery by the same routing protocol .the less cost is prefer as the best route .

Static Route Configuration

In the network with simple networking, only the static route configuration is needed for enabling the router to work normal. Setting and using the static route carefully can improve the network performance and ensures bandwidth for the key applications.

There is another static route, called "interface static route", which indicates the destination network directly connected to the router's interface. The preference of the interface static route is 0, indicating the route is directly connected to the network.

The static route also has the following attributes:

Reachable route: IP packet is sent to the next hop according to the route identified by the destination, which is the general function of the static route. All normal routes fall in this case.

Destination unreachable route: when the static route towards a destination is of the "reject" parameter, all IP packets to the destination will be rejected. Besides, with the ICMP message, the source host will be notified of the unreachable destination.

Destination blackhole route: when the static route towards a destination is of the "blackhole" parameter, all IP packets to the destination will be discarded. However, no message is sent to the source host, which is different from the "reject" parameter.

The parameters are described as follows:

<ip_address>[<mask>|<masklen>]: destination IP address and mask

The IP address is in the dotted decimal format. Mask can be represented by either the dotted decimal or the mask length (i.e. the number of "1s" in the mask).

<interface_name>|<gateway_address>: transmitting interface or the next hop address

In configuring the static route, either the transmitting interface (interface-name) or the next hop address (gateway-address) can be specified according to the actual conditions.

In fact, all route items must have clear next hop address. When sending a packet, the IP searches the routing table for the matched route based on the destination of the packet. Only when the route specifies the next hop address, can the link layer find the relevant link layer address according to the next hop IP address and then forward the packet based on the link layer address.

The transmitting interface can be specified in the following cases:

For the interface that supports resolution from the network address to the link layer address (such as the Ethernet interface that supports ARP), the transmitting interface can be specified when: the ip-address and mask (or mask-length) specify a host address and the destination address is located in the network directly connected to the interface.

Configuration command and configuration mode

For the point-to-point interface, the next hop address can be specified by specifying the transmitting interface. In this case, the address of the peer interface connected to this interface is deemed to be the next hop address of the route. For example, the serial port that encapsulates the PPP can obtain the peer IP address through PPP negotiation. So only the transmitting interface instead of the next hop address needs to be specified.

The NBMA interface (such as the interface that encapsulates the X.25 or frame relay, dialing interface) supports point-to-multipoint. In this case, in addition to configuration of the IP route, secondary route should be established at the link layer, i.e. mapping from the IP address to the link layer address (such as dialer map ip, x.25 map ip or frame-relay map ip). So in configuring the static route, do not specify the transmitting interface but configure the next hop IP address.

<preference_value>:

Different preference configurations can be made through flexible application of the route management strategy. For example, in configuring multiple routes towards the network destination, load sharing can be implemented if the routes are assigned with the same preference; standby routes can be implemented if the routes are assigned with different preferences. Multiple preferences can be input in a command, but only the last preference is valid.

Other parameters:

parameters reject and blackhole: indicate the unreachable route and blackhole route respectively.

On the Router A router, configure a static route towards the destination network segment 129.1.0.0/16, whose next hop address is 10.0.0.2, the IP address of serial 2/0 interface of Router B router. If the link encapsulates PPP or HDLC, forwarding interface of the router can also be specified.

Configuration commands for the static route:

[RouterA]ip route-static 129.1.0.0 16 serial 2/0 or:

[RouterA]ip route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 or:

[RouterA]ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2.

Static Route

Default Route

The default route is also a static route. In brief, it is used when no matched route item can be found in the routing table. In other words, only if there is not an appropriate route, the default route is used. In the routing table, the default route is the route towards the network 0.0.0.0 (mask is 0.0.0.0). The display ip routing command can be used to check whether the default route has been set. If the packet destination matches no route item in the routing table, the default route will be used. If there is no default route and the packet destination is not in the routing table, the packet will be discarded and an ICMP packet will be sent back to the source end to indicate "destination or network unreachable".

The default route is very useful in network. In the typical network with as many as a hundred routers, using the dynamic routing protocol may seize very large amount of bandwidth resources. While using the default route implies replacing the high-bandwidth link with the appropriate-bandwidth link to satisfy the communication requirements of large number of subscribers.

In the Internet, 99.99% of the routers have a default route.

The default route is not always the static route manually configured. Sometimes, the default route can be generated by the dynamic routing protocol. For example, the OSPF routing protocol configured with the Stub area will generate a default route dynamically

On the router A, configure：

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2

Default Route

Route Self-Loop

"Route self-loop" refers to the case where a packet sent from a router is forwarded several times and then returns to the original router again because an error occurs to the routing tables of some routers. The cause may be that the static route is configured wrongly or the dynamic routing protocol calculates the route wrongly (although the probability is very small). When route self-loop occurs, the packet will be forwarded among the routers circularly and will not be discarded until TTL=0, thus greatly wasting the network resource. Therefore, "route self-loop" should be avoided as much as possible.

Route Self-Loop

As it shows in the above figure, we configure the static route on the Router A : ip route 20.0.0.0 8 10.0.0.2 , then configure the static route on the Router B: ip rout 20.0.0.0 8 10.0.0.1 . When the data packet which the desitation IP address is 20.0.0.0/8 reaches at Router A , the data packet will be sent to route B according to the static route configured on Router A. When Router B receives the data packet, it will be sent back to Router A again because of the static route configured on Router B . The data packet will be transmitted between Router A and Router B until the TTL=0, and the data packet will be discarded. That is the route self-loop.

The Asynchronous Transfer Mode (ATM) Principle

noreply@blogger.com (Anonymous) — Sun, 28 Aug 2016 04:32:00 -0700

The Asynchronous Transfer Mode (ATM) principle has dominated the telecom network for a long time as a mainstream datacom technology. Nowadays, the IP technology prevails over the telecom network. It is time for us to unveil the ATM principle thoroughly.

ATM (Asynchronous Transfer Mode) is an asynchronous transfer mode with cell as the unit. “Transfer mode” refers to the manner of information transmission, multiplex and switching in telecommunication network. Asynchronism means that the information cell flow from any user need not be periodical.

ATM, a kind of special packet transmission technology, provides the QOS guaranty, and meets the requirements for the real time service and non-real time service.

In 1987, ITU-T chose the asynchronous transfer mode (ATM) as the transfer mode in BISDN. The outstanding characteristic of ATM is that it can flexibly support all kinds of services that are existing and likely to exist in the future, reach the high network resource utilization ratio, and support the high-speed switching.

Differences Between ATM, Circuit Switching and Packet Switching

The circuit switching is connection-oriented. It implements switching based on the time slot, and monopolizes the bandwidth. Before making a call, dial the phone number to set up a connection of timeslot between two parties, then speak and hang up. This communication way is known as the connection-oriented switching. Moreover, a circuit exists between two parties of the communication, so it is also known as the circuit switching. In the circuit switching, the network resource may be allocated by the signaling system during setting up the connection. If the network resource is allocated to a connection, the resource cannot be occupied by any other connection, and it can be released only when the connection breaks. The PSTN that is based on the circuit switching also occupies 64k time slots at the tone silence period, and monopolizes the bandwidth.

The packet switching is connectionless-oriented. Connectionless means that no exclusive and independent link exists between two parties of the communication. The packet switching uses packet-switching technology. This technology binds the data to be transmitted into the packets that are actually bytes with special labels. Each packet has its destination address, source address, error control message, and so on. Such packets can search the destination itself. In the non-exclusive transmission, many applications can share a narrow bandwidth, and the utilization of the bandwidth is high.

ATM integrates the advantages of the circuit switching and the packet switching, and it is a connection-oriented packet switching.

Connectionless Network and Connection-Oriented ATM Network

The connectionless-oriented packet switching encapsulates users' information into packets for switching in the packet-switching mode. Each packet has a header that is used for selecting routes and controlling errors and flow. Switching devices check the address carried by each header, and choose a route based on the current network status to send the packets to the lower-level devices. Therefore, different packets of the same service follow different paths. The length and time interval of each packet can be changed. Hence, the packet switching can provide multi-rate switching. The packet switching network cannot guarantee the reliable QoS by such a segment-by-segment forwarding.

ATM is connection-oriented. On the one hand, each ATM terminal user needs to set up the connection when he communicates with another user. On the other hand, the ATM transmission uses the cells that have a fixed length of 53 bytes, so it has the features of the packet switching that enables each connection to share the bandwidth. ATM can carry multiple information media in a single backbone network, bear multiple communication services, and guarantee QoS.

Connectionless Network

Connection-oriented ATM network

Organizations for Establishing the ATM Standards

ITU-T

Absorbs itself in standardizing ATM on the public network. Its representative standards include the Q.2931/Q.2971, BISUP, and I.610.

ATM Forum

Absorbs itself in standardizing ATM on the private network and promoting the ATM products and usage. Its representative standards include the UNI3.1, UNI4.0, ILMI, PNNI, MPOA, VTOA, LANE, and TM4.0.

IETF

Absorbs itself in standardizing the IP over ATM and solving the bottleneck of traditional routers. Its representative standards include the RFC1483, RFC1577, IP Switch, and MPLS

ATM Cell Structure

ATM is a switching and multiplexing technology based on cells. The ATM cells are the basic carriers for ATM to transmit information, and the cells resemble the packets in the packet switching but have their own features. An ATM cell is of fixed length of 53 bytes that is small. Such a cell consists of two parts: the header and the payload. The header has 5 bytes and the payload has 48 bytes.

GFC (generic flow control): It is of 4 bits and only used on the UNI interface. The four bits by far are configured as 0000; however, GFC will be probably used to control the flow or identify the access mode on the network where media are shared in the future.

VPI (virtual path identifier): It is of 12 bits on the NNI and of 8 bits on UNI.

VCI (virtual channel identifier): It is of 16 bits to identify the virtual channel in the virtual path. And VPI/VCI together identifies a virtual connection.

PT (payload type): It is of 3 bits to indicate whether the payload is the data cell or the management cell.

CLP (cell loss priority): It is of 1 byte to be used to control the congestion.

The cell has two priority levels when transmitted on the ATM network. Their priority level is identified by the CLP in the cell header. If the CLP equals 0, it indicates the higher priority level; if the CLP equals 1, it indicates the lower priority level. When the network is congested, the cells with the lower priority are discarded first to alleviate the congestion, and to guarantee the transmission quality of the cells with higher priority.

HEC (header error control): It is of 8 bits to detect error headers. It can correct 1-bit error in the header. HEC can delimit the cell by using the HEC field and the relativity of the 4 bytes before HEC to locate the header. Because the VPI/VCI has different values in different links, HEC must be recalculated in each link.

Compared with the packet header in the packet-switching, the ATM cell header has simplified functions. the functions of the ATM cell header are greatly simplified. For example, it does not detect and correct errors of links section by section. Due to the link quality improvement, the end-to-end error control is only processed by the terminal if it is necessary. HEC only takes charge of controlling the error in the cell header. In addition, the header only uses VPI/VCI to identify a connection and does not need the source address, destination address, and the serial number of packets. The cell sequence is guaranteed by each Network Element (NE).

ATM Cell Structure

ATM Connection: connection-oriented switching

ATM is the connection-oriented switching. Such connections are identified by VPI and VCI. The VPI and VCI values are locally valid. That is, VPI and VCI are only valid between two interfaces that are directly connected through physical media. The same value can be reused in other interfaces. Each VPI/VCI is processed at the corresponding VP/VC switching node. The same VPI/VCI value at the different VP/VC links does not represent the same virtual connection.

Viewed from routes, VPI and VCI are the routing addresses along which the cell is transmitted on the ATM network. Multiple routing addresses identify a connection. When receiving a cell, the switching network checks the mapping table based on VPI and VCI carried by the cell header and defines the output VPI and VCI. As shown in the figure, the cell VPI/VCI=1/40 sent by User A is switched to VPI/VCI=2/44 after passing Switch B, to VPI/VCI=3/44 after passing Switch C, and to VPI/VCI=4/50 after passing Switch D. It at last is sent to User E. Here, (1, 40) (2, 44) (3, 44) (4, 50) identify a connection between A and E.

The VPI and the VCI are only locally valid.

VP and VC

The most important parts in the header are VPI and VCI, namely, virtual path identifier and virtual channel identifier.

The ATM network operation resembles the connecting calls. Before communication, the connection must be set up between the source end and the destination end. This is a virtual connection, that is, the VCC that can be identified by VPI/VCI.

The most important features of ATM are the processes of multiplexing, switching and transmitting cells. Such processes are carried out in VCs that are identified by VCI. VC is a kind of logic connection between the two ends of a link on the ATM network, and it is the communication channel for transmitting the ATM cells between two ends or more. VC can be used to transmit information from a user to another user, from a user to the network, and from a network to anther network.

Virtual paths (VP) are a group of VCs that share the same VPI on a given reference point. In transmission, VCs combine together to form a VP. Therefore, the cells of different users on the ATM network are transmitted in different VPs and VCs. And different VPs/VCs are identified by VPI and VCI.

The virtual identifier VPI/VCI

VP Switching and VC Switching

The ATM switching is classified into the VP switching and VC switching.

In the VP switching, only the VPI value is changed, and the VCI value is transparently transmitted. Therefore, in application, VP serves as a big pipe and VC as a small pipe.

VP Switching and VC Switching

ATM Connection Modes

· PVC (permanent virtual channel): The NMS sets up PVCs. Whether any service passes or any terminal device is accessed, the PVCs are always enabled till they are released by NMS. PVCs are just like lease lines in the telephony network.

SVC (switching virtual channel)：SVCs are set up and released by signaling. They are just like subscriber lines in the telephony network

Note: artikel ini sengaja disajikan dalam bahasa Inggris atas permintaan salah seorang pembaca

Fiber to the Home (FTTH)

noreply@blogger.com (Anonymous) — Fri, 26 Aug 2016 02:40:00 -0700

Fiber to the Home (FTTH) merupakan suatu format penghantaran isyarat optik dari pusat penyedia (provider) ke kawasan pengguna dengan menggunakan serat optik sebagai medium penghantaran. Perkembangan teknologi ini tidak terlepas dari kemajuan perkembangan teknologi serat optik yang dapat mengantikan penggunaan kabel konvensional. Dan juga didorong oleh keinginan untuk mendapatkan layanan yang dikenal dengan istilah Triple Play Services yaitu layanan akan akses internet yang cepat, suara (jaringan telepon, PSTN) dan video (TV Kabel) dalam satu infrastruktur pada unit pelanggan.

Penghantaran dengan menggunakan teknologi FTTH ini dapat menghemat biaya dan mampu mengurangkan biaya operasi dan memberikan pelayanan yang lebih baik kepada pelanggan. Ciri-ciri inheren serat optik membenarkan penghantaran isyarat telekomunikasi dengan lebar jalur yang lebih besar dibandingkan dengan penggunaan kabel konvensional.

Ilustrasi Arsitektur umum jaringan FTTH

Dari gambar mengilustrasikan arsitektur umum dari suatu jaringan FTTH. Biasanya jarak antara pusat layanan dengan pelanggan dapat berkisar maksimum 20 km. Dimana pusat penghantaran penyelenggara layanan (service provider) yang berada di kantor utama disebut juga dengan central office (CO), disini terdapat peralatan yang disebut dengan OLT. Kemudian dari OLT ini dihubungkan kepada ONU yang ditempatkan di rumah-rumah pelanggan (customer's) melalui jaringan distribusi serat optik (Optical Distribution Network, ODN). Isyarat optik dengan panjang gelombang (wavelength) 1490 nm dari hilir (downstream) dan isyarat optik dengan panjang gelombang 1310 nm dari hulu (upstream) digunakan untuk mengirim data dan suara.

Sedangkan layanan video dikonversi dahulu ke format optik dengan panjang gelombang 1550 nm oleh optik pemancar video (optical video transmitter). Isyarat optik 1550 nm dan 1490 nm ini digabungkan oleh pengabung (coupler) dan ditransmisikan ke pelanggan secara bersama. Singkatnya, tiga panjang gelombang ini membawa informasi yang berbeda secara simultan dan dalam berbagai arah pada satu kabel serat optik yang sama.

Komponen Utama:

1. Terminal Saluran Serat Optik (Optical Line Terminal, OLT) biasa ditempatkan pada pusat penyedia layanan provider (CO) untuk menghantarkan isyarat layanan kepada setiap pengguna dalam jaringan rangkaian sistem, dan OLT juga merupakan titik aggregasi suara dari PSTN, data dari penghala dan video melalui berbagai bentuk sebagai medium penghantaran.

2. Unit Jaringan Serat Optik (Optical Network Unit, ONU) adalah peralatan yang digunakan diakhir jaringan untuk memberikan layanan-layanan yang disediakan kepada pelanggan^.

Layanan data (internet), suara (telepon) dan video (TV Kabel) diberikan dari ONU kepada pelanggan pengguna melalui penghantaran media yang sesuai.

Secara umum, teknologi FTTH terdiri daripada tiga jenis topologi jaringan, jaringan titik ke titik, jaringan serat optik aktif dan jaringan serat optik pasif.

Jaringan titik ke titik (Point to Point)

Point to Point

Point to Multi Point

Jaringan titik ke titik (P2P) merupakan rancangan jaringan FTTH yang paling ringkas, dimana isyarat dihantar terus dari CO kepada setiap pelanggan dengan satu serat optik dan laser yang terpisah berdasarkan IEEE 802.3ah. Serat optik bentuk tunggal digunakan untuk isyarat bolak-balik dengan satu kabel serat optik sampai pertukaran setempat (Local Exchange) dan kemudian dipisah untuk masing-masing pelanggan pengguna akhir (End User).

Jaringan serat optik aktif (active optical network, AON)

Active Optical Network

Jaringan serat optik aktif merupakan rangkaian titik ke banyak titik (Point to Multi Point, P2MP), penggunaan teknologi ini terbatas karena biayanya sangat tinggi. Peralatan-peralatan aktif yang digunakan dalam jaringan AON termasuk optical switch, memerlukan tenaga listrik.

Jaringan serat optik pasif (passive optical network, PON)

Pasive Optical Network

Jaringan serat optik pasif juga merupakan jaringan P2MP hampir sama dengan AON. Perbedaannya dimana pada titik komponen aktif digantikan oleh pencerai optik pasif (passive optical splitter). Jika dibandingkan dengan jaringan jenis AON, pemasangan jaringan jenis PON adalah lebih mudah dan murah serta tidak menggunakan komponen elektronik aktif sehingga mengurangi biaya pemeliharaan peralatan.

Pencerai optik pasif

Pencerai optik pasif atau juga disebut dengan splitter yang digunakan dalam jaringan P2MP memiliki satu masukan dan banyak (multiple) keluaran dan bersifat pasif karena tidak memerlukan sumber energi eksternal. Rugi-rugi atau kehilangan daya optik pada pencerai serat optik pasif ini disebut juga splitter rasio, biasanya dinyatakan dalam decibel (dB) dan ini terjadi terutama bergantung kepada jumlah keluaran dari pencerai tersebut, sebagai contoh, masukan sinyal optik dibagi rata di kaskade atau cabang-cabang; misalnya sebuah splitter 1x2 hanya memiliki dua cabang maka kemungkinan kehilangan sisipan (insertion loss) adalah 3 dB (50% pada setiap keluaran); jika pada splitter 1x4, maka akan ada dua cabang ditambahkan ke masing-masing kaki 1x2, kehilangan akan bertambah lagi 3 dB sehingga menjadi 6 dB; jika dalam splitter 1x8 dua cabang atau 1x2 split akan ditambahkan ke masing-masing kaki 1x4, sehingga kembali ditambahkan 3 dB sehingga total kehilangan menjadi 9 dB, dan begitu seterusnya.

Jumlah cabang keluaran	Kehilangan sisipan (dB)
2	3
4	6
8	9
16	12
32	15
64	18

Pencerai optik dapat dikemas dalam berbagai bentuk dan ukuran serta bergantung kepada teknologi yang digunakan, paling umum dibuat dengan menggunakan kaedah gelombang pandu planar, namun ada juga dengan menggunakan teknologi fused-biconic taper (FBT).

Teknologi akses PON

Dalam pembangunan jaringan dengan teknologi PON, dimana isyarat hilir dari OLT dikirim ke pencerai serat optik untuk digunakan bersama oleh setiap ONU. Semakin panjang jarak feeder serat optik maka pelemahan optik akan semakin tinggi, namun split ratio maksimum berkurang. Sedangkan untuk isyarat hulu dihantar dari ONU ke OLT. Terdapat 4 jenis teknologi berbagai akses penghantaran isyarat untuk digunakan secara bersama pada suatu teknologi jaringan PON tunggal diantaranya seperti

Akses Berbagai Pembahagian Waktu (Time Division Multiple Access, TDMA)
Akses Berbagai Pembahagian Pembawa Sub (Subcarrier Division Multiple Access, SCMA)
Akses Berbagai Pembahagian Panjang Gelombang (Wavelength Division Multiple Access, WDMA) dan
Akses Berbagai Pembahagian Kode Optik (Optical Code Division Multiple Access, OCDMA)

Akses PON

Protokol PON

Berikut ini protokol PON yang telah sepakati oleh IEEE dan ITU,

Protokol PON	APON/BPON	EPON/GEPON	GPON
Standar	ITU-T G.983	ITU-T G.984	IEEE 802.3ah
Penghantaran	ATM	ATM,TDM, Ethernet	Ethernet
Biaya	Rendah	Sedang	Paling rendah
Lebar jalur hulu	155 Mbps	1.5 Gbps	1.25 Gbps
Lebar jalur hilir	622 Mbps	2.5 Gbps	1.25 Gbps

Penerapan aplikasi FTTH di Indonesia

Sekarang dengan begitu pesatnya perkembangan kebutuhan akan Layanan Internet dan aplikasi multimedia lainnya, teknologi FTTH saat ini telah menjadi salah satu solusi untuk dapat memberikan layanan Triple Play yang terdiri dari Data (Internet atau Intranet), Voice/Suara (VoIP) dan Video (Interaktive TV dan Multimedia) di dalam satu infrastruktur yang praktis.

Sebagai perbandingan sejak tahun 2007 di Jepang, hampir 70% masyarakat Jepang adalah pengguna internet, dan bersamaan dengan itu, minat masyarakat menjadi pelanggan FTTH juga meningkat pesat seiring dengan menurunnya minat akan Digital Subscriber Line (DSL) Sedangkan di Indonesia keinginan masyarakat akan internet masih rendah, dan tentunya alih teknologi kepada FTTH itu sendiri belum berpengaruh signifikan.

Saat ini di kota-kota besar Indonesia seperti Jakarta, kebutuhan akan akses internet yang cepat sudah cukup tinggi dibandingkan dengan kota-kota lainnya, sehingga keinginan untuk beralih ke FTTH tentunya sudah menjadi gaya hidup tersendiri.

Pemasangan jaringan instalasi serat optik merupakan bahagian yang paling mahal dalam investasi teknologi ini. Beberapa metode instalasi yang telah diperkenalkan sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor lain seperti, anggaran yang disediakan, pilihan topologi jaringan, teknologi akses dan protokol, budaya masyarakat sekitar serta estetika. Berikut ini ada tiga metoda yang telah diimplementasikan dalam pemasangan instalasi jaringan serat optik:

• Instalasi bawah tanah (direct burial)

• Instalasi dalam pipa (duct installation)

• Instalasi udara (aerial installation)

Link budget

Link budget merupakan perhitungan keadaan sebenarnya yang harus dilakukan dalam menentukan beberapa masukan untuk sistem parameter yang akan digunakan dalam aplikasi FTTH. Beberapa pertimbangan yang diperlukan dalam perhitungan ini antaranya besaran sinyal optik dan noise. Faktor ini sangat penting untuk dihitung agar jaringan serat optik benar-benar telah sesuai dengan spesifikasi standar seperti yang direkomendasikan dari ITU dan IEEE.

Perkembangan FTTH

Pada saat ini HFC tetap merupakan pilihan biaya yang paling kecil sampai dibutuhkan pembaharuan yang penting. Dengan kata lain layanan yang tersedia sekarang tidak membutuhkan kapasitas yang besar yang tersedia pada FTTH. Dilihat dari cara yang berbeda, layanan yang membutuhkan performance tinggi belum dimunculkan. Untuk operator sebagai bisnis utama dalam voice, data dan video interaktif/layanan multimedia, menyampaikan FTTH akan membentuk pasar dan usaha baru. Suatu teknologi akan membutuhkan kapasitas yang lebih besar dari struktur jaringan saat ini yang dapat menyediakan video digital.

Sekarang ini digital video dapat dikompres menjadi hanya membutuhkan 1,5 sampai 6 Mbps (sesuai dengan kualitas gambar) dan perkembangan dari HDTV (High Definition Television) kompres diperkecil sehingga bit rate untuk HDTV menjadi 20 Mbps. Digital video akan membutuhkan teknologi FTTH untuk mendukung bandwidth yang tinggi. Perkembangan dalam teknologi mikro juga dapat menurunkan biaya dari decompressor chip membuat digital video lebih bagus pada pemakai. Dan meningkatnya kebutuhan pada 10 sampai 15 tahun mendatang, FTTH adalah yang terbaik dan mungkin hanya satu-satunya teknologi yang mudah berkembang untuk menyediakan transfer rate yang tinggi menyerupai standard dari 155,52 Mbps sebagai STM-1. FTTH juga menawarkan solusi yang terbaik dalam hal pembiayaan.

Sistem Komunikasi Serat Optik

noreply@blogger.com (Anonymous) — Sat, 20 Aug 2016 20:10:00 -0700

Komunikasi dapat diartikan sebagai pengiriman informasi dari satu pihak ke pihak yang lain. Pengiriman informasi ini dilakukan dengan memodulasikan informasi pada gelombang elektromagnetik yang bertindak sebagai pembawa (carrier) sinyal informasi tersebut. Selanjutnya setelah tiba di tujuan, maka untuk memperoleh informasi yang asli dilakukan demodulasi. Pada masa era informasi saat ini, komunikasi serat optik semakin banyak digunakan. Bukan hanya sebagai pengganti dari jenis sistem transmisi sebelumnya, tetapi dikarenakan sistem transmisi serat optik ini memberikan keuntungan yang jauh efektif dan efisien dibandingkan dengan jenis yang lain. Jenis serat optik ini juga tidak bersifat menghantarkan arus listrik, sehingga dapat digunakan didaerah - daerah terisolasi listrik.

Karena memiliki kapasitas dengan informasi yang tinggi, maka jalur-jalur saluran dapat diringkas menjadi kabel-kabel yang jauh lebih kecil, sehingga dapat mengurangi arus traffic pada jalur-jalur kabel yang sudah sangat padat. Pada sistem komunikasi serat optik ini sinyal awal yang berbentuk sinyal listrik pada transmitter akan dirubah oleh transducer menjadi gelombang cahaya yang kemudian di transmisikan melalui kabel serat optik menuju penerima (receiver) yang terletak pada ujung kabel lainnya. Pada penerima sinyal optik ini akan dirubah kembali oleh transducer menjadi sinyal listrik.

Struktur Dasar Kabel Serat Optik

Serat optik terbuat dari bahan dielektrik yang berbentuk seperti kaca (glass). Didalam serat inilah energi listrik diubah menjadi cahaya yang akan ditransmisikan sehingga dapat diterima di ujung unit penerima (receiver) melalui transducer. Pada Gambar 2.1 dapat dilihat struktur dasar kabel serat optik.

Struktur Dasar Kabel Serat Optik.

Struktur serat optik terdiri dari

1) Inti (core)

Bagian yang paling utama dinamakan bagian inti (core), dimana gelombang cahaya yang dikirimkan akan merambat dan mempunyai indeks bias lebih besar dari lapisan kedua. Terbuat dari kaca (glass) yang berdiameter antara 2μm-125μm, dalam hal ini tergantung dari jenis serat optiknya.

2) Cladding

Cladding berfungsi sebagai cermin yaitu memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya. Dengan adanya cladding ini cahaya dapat merambat dalam core serat optik. Cladding terbuat dari bahan gelas dengan indeks bias yang lebih kecil dari core. Cladding merupakan selubung dari core. Diameter cladding antara 5μm-250μm, hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core (yaitu mempengaruhi besarnya sudut kritis).

3) Jaket (coating)

Coating berfungsi sebagai pelindung mekanis pada serat optik dan identitas kode warna terbuat dari bahan plastik. Berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan.

Jenis-jenis Serat Optik

Berdasarkan keperluan yang berbeda-beda, maka serat optik dibuat dalam dua jenis utama yang berbeda, yaitu single-mode fibers dan multi-mode fibers.

1. Serat Optik Single-mode Fibers

Single-mode Fibers mempunyai inti sangat kecil (yang memiliki diameter sekitar 9x10-6 meter atau 9 mikro meter). Gambar 2.2 menunjukkan bagaimana perambatan gelombang terjadi pada sistem single-mode fibers.

Cahaya yang merambat secara paralel di tengah membuat terjadinya sedikit dispersi pulsa. Single-mode fibers mentransmisikan cahaya laser inframerah (panjang gelombang 1300 - 1550 nm). Jenis serat ini digunakan untuk mentransmisikan satu sinyal dalam setiap serat. Serat ini sering dipakai dalam pesawat telepon dan TV (televisi) kabel.

Perambatan Gelombang pada Single-mode Fibers

2. Serat Optik Multi-mode Fibers

Multi-mode Fibers mempunyai ukuran inti lebih besar (berdiameter sekitar 6,35x10-5meter atau 63,5 mikro meter) dan mentransmisikan cahaya inframerah (panjang gelombang 850-1300 nm) dari lampu light-emitting diodes (LED) dan pada Gambar 2.3 dapat dilihat bagaimana perambatan gelombang terjadi pada sistem multi-mode fibers .

Serat ini digunakan untuk mentransmisikan banyak sinyal dalam setiap serat dan sering digunakan pada jaringan komputer dan Local Area Networks (LAN).

Perambatan Gelombang pada serat optic Multi-mode Fibers

Berdasarkan susunan indeks biasnya, serat optik Multimode memiliki dua profil yaitu:

1. Graded Index.

Serat optik mempunyai indeks bias cahaya yang merupakan fungsi dari jarak terhadap sumbu/poros serat optik, sehingga cahaya yang menjalar melalui beberapa lintasan pada akhirnya akan sampai pada ujung lainnya pada waktu yang bersamaan.

2. Step Index.

Serat optik mempunyai indeks bias cahaya sama. Sinar yang menjalar pada sumbu akan sampai pada ujung lainnya dahulu (dispersi). Hal ini dapat terjadi karena lintasan yang melalui poros lebih pendek dibandingkan sinar yang mengalami pemantulan pada dinding serat optik, sehingga terjadi pelebaran pulsa atau dengan kata lain mengurangi lebar bidang frekuensi. Oleh karena hal ini, maka yang sering dipergunakan sebagai transmisi serat optik Multimode adalah Graded Index.

Konsep Dasar Sistem Transmisi Serat Optik

Prinsip dasar dari sistem komunikasi serat optik adalah pengiriman sinyal informasi dalam bentuk sinyal cahaya. Pemancar kabel serat optik dan penerima merupakan komponen dasar yang digunakan dalam sistem komunikasi serat optik. Pemancar berfungsi untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik, kabel serat optik berfungsi sebagai media transmisi dan penerima berfungsi untuk mengubah sinyal optik yang diterima menjadi sinyal listrik kembali.

Proses pengiriman informasi yang melalui serat optik menggunakan prinsip pemantulan sinyal optik yang berupa cahaya dengan panjang gelombang tertentu. Secara umum, konfigurasi sistem transmisi serat optik ditunjukkan seperti Gambar.

Konfigurasi Sistem Transmisi Serat Optik

Selama perambatannya dalam serat optik, gelombang cahaya akan mengalami redaman di sepanjang serat dan pada titik persambungan serat optik. Oleh karena itu, untuk transmisi jarak jauh diperlukan adanya penguat yang berfungsi untuk memperkuat gelombang cahaya yang mengalami redaman.

Keuntungan dan Kerugian Serat Optik

Adapun keuntungan dari kabel serat optik, yaitu:

1. Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwidth yang lebar).

2. Frekuensi pembawa optik bekerja pada daerah frekuensi yang tinggi yaitu sekitar 1013Hz sampai dengan 1016 Hz, sehingga informasi yang dibawa akan menjadi banyak.

3. Redaman sangat rendah dibandingkan dengan kabel yang terbuat dari tembaga, terutama pada frekuensi yang mempunyai panjang gelombang sekitar 1300 nm yaitu 0,2 dB/km.

4. Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnet. Fiber optik terbuat dari kaca atau plastik yang merupakan isolator, berarti bebas dari interferensi medan magnet, frekuensi radio dan gangguan listrik.

5. Dapat menyalurkan informasi digital dengan kecepatan tinggi.

Kemampuan fiber optik dalam menyalurkan sinyal frekuensi tinggi, sangat cocok untuk pengiriman sinyal digital pada sistem multipleks digital dengan kecepatan beberapa Mbit/s hingga Gbit/s.

6. Ukuran dan berat fiber optik kecil dan ringan.

7. Diameter inti fiber optik berukuran micro sehingga pemakaian ruangan lebih ekonomis.

8. Tidak mengalirkan arus listrik terbuat dari kaca atau plastik sehingga tidak dapat dialiri arus listrik (terhindar dari terjadinya hubungan pendek).

9. Sistem dapat diandalkan (20 - 30 tahun) dan mudah pemeliharaannya.

Adapun kerugian yang terdapat pada kabel serat optik, yaitu:

1. Konstruksi fiber optik lemah sehingga dalam pemakaiannya diperlukan lapisan penguat sebagai proteksi.

2. Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan.

3. Tidak dapat dialiri arus listrik, sehingga tidak dapat memberikan catuan pada pemasangan repeater.

Parameter Serat Optik

Parameter serat optik antara lain :

Kecepatan Propagasi
Numerical Aperture (NA)
Dispersi
Penghamburan Rayleigh
Pemantulan dan Pembiasan
Pemantulan Fresnel

1. Kecepatan Propagasi

Propagasi dalam serat optik disebabkan oleh adanya suatu refleksi (pantulan), sedangkan refleksi terjadi akibatnya adanya perbedaan indeks bias antara core dengan clading. Bila berkas cahaya datang dari suatu media yang lebih padat (n1) ke media yang kurang padat (n2) dimana n1 > n2 maka pada bidang batas antara kedua media terjadi pantulan. Bila sudut datang melebihi sudut kritis maka diperoleh pantulan total dan bila sudut datang lebih kecil dari sudut kritis akan terjadi pembiasan dan pemantulan sebagian.

Kecepatan perambatan cahaya pada medium memiliki kecepatan rambat yang lebih kecil dari kecepatan rambat cahaya pada ruang hampa, kecepatan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut:

V = C / n

dimana:

V = kecepatan rambat cahaya pada media

C = kecepatan rambat cahaya pada ruang hampa

n = indeks bias media yang dilalui berkas cahaya

2. Numerical Aperture (NA)

Numerical aperture (NA) adalah ukuran kemampuan sebuah serat untuk menangkap cahaya, juga dipakai untuk mendefenisikan acceptance cone dari sebuah serat optik. Jika medium dimana tempat cahaya memasuki serat umumnya adalah udara maka = 1 sehingga NA = sin θa. NA digunakan untuk mengukur source-tofiber power-coupling efficiencies, NA yang besar menyatakan source-to-fiber power-coupling efficiencies yang tinggi. Nilai NA biasanya sekitar 0,20 sampai 0,29 untuk serat gelas, serat plastik memiliki NA yang lebih tinggi dapat melebihi 0,5. Numerical aperture dapat ditunjukkan seperti pada Gambar

Numerical Aperture

Besarnya nilai Numerical Aperture (NA) dapat diperoleh dengan rumus :

NA = sin θc = n1 2 – n2

dimana:

NA = Numerical Aperture

θ = Sudut cahaya yang masuk dalam serat optik

n1 = Indeks bias core

n2 = Indeks bias cladding

3. Dispersi

Dispersi adalah pelebaran pulsa yang terjadi ketika sinyal merambat melalui sepanjang serat optik yang disebabkan oleh keterbatasan material dan efek linear seperti polarisasi, material dan lainnya. Faktor dispersi ini akan mempengaruhi kualitas sinyal yang akan ditransmisikan dalam jaringan. Dispersi akan menyebabkan pulsa-pulsa cahaya memuai dan menjadi lebih lebar, sehingga pada akhirnya mengakibatkan pulsa-pulsa tersebut saling tumpang tindih dengan satu sama lain[3]. Jenis dispersi pada serat optik yang disebabkan oleh mekanisme yang berbeda, yaitu:

a. Dispersi Intermodal

Cahaya dari sumber masuk ke dalam serat optik multimode dirambatkan dalam beberapa mode. Setiap mode ada yang merambat sejajar sumbu inti dan ada pula yang merambat zig-zag. Dengan demikian jarak yang ditempuh oleh tiap mode akan berbeda-beda. Dispersi intermodal disebut juga pelebaran pulsa.

b. Dispersi Kromatik

Dispersi material terjadi karena indeks bias bervariasi sebagai fungsi panjang gelombang optik. Salah satu dispersi yang paling dominan dalam jaringan optik adalah dispersi kromatik. Akibat pengaruh dispersi kromatik maka digunakan DCF (Dispersion Compensating Fiber) sebagai pengkompensasi akumulasi dispersi. DCF merupakan serat optik dengan panjang tertentu yang dibuat dari material yang memiliki koefisien dispersi kromatik yang khusus pada panjang gelombang operasinya. Koefisien dispersi kromatik ini bernilai negatif dan bernilai lebih besar per unit panjangnya dibandingkan dengan koefisien dispersi dari serat optik yang digunakan sistem. Dengan karakteristik ini, maka panjang DCF yang cukup pendek dapat mengkompensasi akumulasi dispersi kromatik pada serat optik yang digunakan sistem.

c. Dispersi Bumbung Gelombang (Waveguide Dispersion)

Dispersi ini terjadi akibat dari karakteristik perambatan mode sebagai fungsi perbandingan antara jari-jari inti serat dan panjang gelombang.

d. Dispersi Mode Polarisasi

Penyebab utamanya adalah ketidaksimetrisan bentuk serat optik akibat adanya tekanan saat pengkabelan, ataupun saat instalasi. Dispersi mode polarisasi pun akan meningkat dengan bertambahnya usia kabel optik.

Redaman Serat Optik

Tahanan dari konduktor tembaga menyebabkan hilangnya sebagian dari energi listrik yang mengalir dari suatu kabel. Core dari kabel serat optik menyerap sebagian dari energi cahaya. Hal ini dinyatakan dalam redaman kabel. Satuan yang digunakan untuk redaman serat optik adalah dB/km. redaman tergantung dari beberapa keadaan. Tetapi yang utama adalah bahwa redaman tergantung pada panjang gelombang dari cahaya yang digunakan.

Menurut rekomendasi ITU-T G.0653E, kabel serat optik harus mempunyai koefisien redaman 0,5 dB/km untuk panjang gelombang 1310 nm dan 0,4 dB/km untuk panjang gelombang 1550 nm. Tapi besarnya koefisien ini bukan merupakan nilai yang mutlak, karena harus mempertimbangkan proses pabrikasi, desain & komposisi fiber, dan desain kabel.

Redaman (α) sinyal atau rugi-rugi serat didefenisikan sebagai perbandingan antara daya output optik (Pout) terhadap daya input (Pin ) sepanjang serat L. Redaman dalam serat optik untuk berbagai panjang gelombang tidak selalu sama karena redaman ini merupakan fungsi panjang gelombang (α).

Untuk itu terdapat range redaman yang masih diizinkan yaitu 0,3 sampai 0,4 dB/km untuk panjang gelombang 1310 nm dan 0,17 sampai 0,25 dB/km, untuk panjang gelombang 1550. Selain itu, koefisien redaman mungkin juga dipengaruhi spektrum panjang gelombang yang diperoleh dari hasil pengukuran pada panjang gelombang yang berbeda [1]. Redaman itu dapat terjadi karena adanya dua faktor yaitu faktor intrinsik dan faktor ekstrinsik.

Faktor Intrinsik

Ada beberapa faktor intrinsik dari serat optik yang menyebabkan redaman, yaitu:

1. Absorption (penyerapan)

Peristiwa ini terjadi akibat ketidak murnian bahan fiber optik yang digunakan. Bila cahaya menabrak sebuah partikel dari unsur yang tidak murni maka sebagian dari cahaya tersebut akan terserap.

2. Scattering (penghamburan)

Terjadi akibat adanya berkas cahaya yang merambat dalam materi dipancarkan/dihamburkan ke segala arah dikarenakan struktur materi yang tidak murni. Biasanya scattering ini terjadi pada lokasi-lokasi tertentu saja di dalam bahan, dan ukuran daerah yang terkena pengaruh perubahan efek terpencarnya cahaya sangat kecil, yaitu kurang dari satu panjang gelombang cahaya.

3. Microbending (pembengkokan pada saat pembuatan serat optik)

Pada umumnya timbul di dalam proses manufaktur. Penyebab yang biasa dijumpai adalah perbedaan laju pemuaian (dan penyusutan) antara serat optik dan lapisan-lapisan pelindung luarnya (jaket). Ketika kabel serat optik menjadi terlalu dingin, lapisan jaket maupun bagian inti/mantel akan mengalami penyusutan dan memendek sehingga dapat bergeser dari posisi relatifnya semula dan menimbulkan lekukan-lekukan yang disebut microbend'.

Faktor Ekstrinsik

Ada beberapa faktor ekstrinsik dari serat optik yang menyebabkan redaman, yaitu:

1) Frasnel Reflection terjadi karena ada celah udara sehingga cahaya harus melewati dua interface yang memantulkan sebagian karena perubahan index bias dari inti ke udara dan inti lagi.

2) Mode Copling terjadi karena adanya sambungan antara sumber/detektor optik dengan serat optik.

3) Macrobending, lekukan tajam pada sebuah kabel serat optik dapat menyebabkan timbulnya rugi daya yang cukup serius, dan lebih jauh lagi kemungkinan terjadinya kerusakan mekanis (pecahnya serat optik). Rugi daya yang ditimbulkan dengan melengkungkan sepotong pendek serat optik boleh jadi lebih besar dari rugi daya total yang timbul pada seluruh kabel serat optik sepanjang 1 km yang dipasang secara normal.

Sumber Optik

Sumber optik merupakan komponen dalam sistem komunikasi serat optik yang mengubah sinyal listrik menjadi sinyal cahaya. Ada dua jenis sumber optik yang sering digunakan, yakni LED (Light Emiting Diode) dan LASER (Light Amplication by Stimulated Emission of Radition). LED memiliki keluaran daya yang lebih sedikit, kecepatan switching yang lebih lambat, dan lebar spektrum yang lebih besar. Namun demikian LED dipergunakan secara luas untuk aplikasi jarak pendek dan menengah yang menggunakan serat kaca dan plastik karena lebih sederhana, murah, handal, dan tidak terlalu bergantung pada temperatur.

Laser menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang tetap yang dapat berada di dalam wilayah tampak, yaitu sekitar 635 nm . Cahaya tersebut memiliki bandwidth yang sangat sempit, umumnya hanya memiliki lebar beberapa nanometer. Hal ini memastikan bahwa dispersi kromatik dapat dipertahankan pada nilai yang kecil dan kondisi ini memungkinkan terjadinya kecepatan transmisi data yang tinggi. Laser dapat menghasilkan cahaya dengan intensitas tinggi sehingga sesuai untuk digunakan pada sistem telekomunikasi optik jarak jauh.

Proses pembentukan laser, yaitu:

a. Absorpsi foton; proses perpindahan elektron dari energi valensi ke energi konduksi.

b. Emisi Spontan; proses di mana elektron dalam keadaan tereksitasi di energi konduksi kembali ke energi dasar dengan melepas foton. Emisi terangsang (stimulated); proses saat keadaan inversi populasi elektron tereksitasi yang mendapat rangsangan (pacu) akan serentak melepaskan foton dalam jumlah banyak.

Konektor

Konektor optik merupakan salah satu perlengkapan kabel serat optik yang berfungsi sebagai kabel serat optik sebagai penghubung serat. Konektor ini mirip dengan konektor listrik dalam hal fungsi dan tampilan luar tetapi konektor pada serat optik memiliki ketelitian yang lebih tinggi.

Penyambungan serat optik menggunakan konektor bersifat tidak permanen, artinya dapat dibongkar pasang. Konektor biasanya digunakan untuk kontak dengan terminal perangkat aktif. Gambar 2.6 menunjukkan berbagai tipe konektor.

Untuk memastikan didapatkannya rugi yang rendah, konektor harus menghilangkan efek-efek pergeseran sudut dan lateral dan juga menjaga bahwa kedua ujung fiber akan saling menutup dengan sempurna. Bermacam-macam rancangan telah digunakan untuk membuat konektor-konektor semacam ini, di mana sebagian adalah lebih berhasil dari pada yang lain. Konektor optik merupakan salah satu perlengkapan kabel serat optik yang berfungsi sebagai penghubung serat seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Berbagai Tipe Connector

Syarat - syarat konektor yang baik adalah:

a. Kehilangan daya cukup rendah. Konektor yang dibentuk harus menjamin dari kesalahan penyambungan dan dapat meminimumkan kesalahan secara langsung.

b. Kemampuan pengulangan. Efisiensi kopling tidak berubah jika tidak ada penyesuaian ulang.

c. Dapat diprediksi, artinya konektor memiliki efisiensi yang sama jika beberapa konektor sejenis dikombinasi.

d. Umurnya panjang. Tidak ada penurunan efisiensi dalam waktu yang lama.

e. Kuat. Bahan konektor kuat terhadap tekanan.

f. Kompatibel dengan lingkungan. Penyambungan dapat dilakukan pada variasi temperatur, tekanan tinggi, getaran, kelembaban dan kotoran.

g. Mudah mendapatkannya. Umum digunakan.

h. Mudah menggunakannya. Pemasangan dan penyesuaiannya mudah.

i. Ekonomis. Konektor yang presisi adalah mahal. Konektor murah, biasanya plastik tetapi kualitasnya rendah.

Link Power Budget

Power budget merupakan suatu hal yang sangat menentukan apakah suatu sistem komunikasi optik dapat berjalan dengan baik atau tidak. Karena power budget menjamin agar penerima dapat menerima daya optik sinyal yang diperlukan untuk mendapatkan bit error rate (BER) yang diinginkan. Perhitungan dan analisis power budget merupakan salah satu metode untuk mengetahui performansi suatu jaringan. Hal ini dikarenakan metode ini dapat digunakan untuk melihat kelayakan suatu jaringan untuk mengirimkan sinyal dari pengirim sampai ke penerima atau dari central office terminal ( COT ) sampai ke remote terminal (RT). Tujuan dilakukannya perhitungan power budget adalah untuk menentukan apakah komponen dan parameter desain yang dipilih dapat menghasilkan daya sinyal di penerima sesuai dengan tuntutan persyaratan performansi yang diinginkan.

Dalam perhitungan link power budget ada beberapa hal yang harus dihitung, yaitu perhitungan rugi-rugi berdasarkan daya yang telah diketahui, perhitungan redaman berdasarkan spesifikasi alat yang digunakan standar ITU.T (International telekommunication Union – Telecommunication Standardization Sector).

Link budget = Slope x jarak kabel)

Lossline = (Redaman Kabel/km x jarak) + (Redaman per splice x Jumlah

Splice) .+(Redaman Pathcore x Jumlah Connector)

Total Loss Perhitungan = ( Jarak x Redaman/km) + (Jumlah Sambungan x 0,15)

+(Jumlah Conector x Loss Conector)

Total loss Pengukuran = Jarak x Redaman/km

Level Margin = Redaman Nominal – Redaman Total

Tahap selanjutnya adalah menentukan power budget dari sistem, yaitu dengan melakukan perhitungan daya yang mengacu kepada spesifikasi dari peralatan yang digunakan. Hasil redaman total (Total link loss) yang terdapat pada jalur fiber akan dikurangi dengan level margin. Sehingga akan diperoleh hasil optical power budget yang digunakan untuk berkomunikasi. Rumus menghitung nilai optical power budget ditunjukkan pada persamaan

Optical Power Budget = Total link loss pengukuran – Level Margin

Cara Mengoperasikan Pathloss 4.0 pada Desain Transmisi Microwave

noreply@blogger.com (Anonymous) — Sat, 20 Aug 2016 08:35:00 -0700

Dalam melakukan desain jaringan transmisi, diperlukan sebuah software untuk mengolah data-data dari survey yaitu Pathloss 4.0. Software tersebut akan memunculkan data titik yang telah disurvey kemudian akan diolah menjadi bentuk desan jaringan antar titik untuk menghasilkan tinggi antenna, tinggi tower, perhitungan link budget serta Line of Sight sehingga memudahkan dalam proses pembangunan sebuah site.

Berikut, langkah-langkah dalam mengoperasikan Pathloss 4.0:

Mengubah data Xls kedalam bentuk csv

Agar dapat memasukkan data yang akan kita desain, langkah pertama adalah mengubah file yang masih berbentuk xls kedalam bentuk csv agar dapat dioperasikan pada Pathloss

Untuk mengimport kedalam PL4 ikuti langkah berikut.

1. Siapkan data dalam bentuk excel (xls)

Kolom A adalah nama site, kolom B adalah longitude, kolom C adalah latitude

Data xls

2. Simpan file “SITE” kedalam bentuk CSV (COMMA DELIMITED, Kemudian klik save.

Klik yes kemudian tutup file excel .

Membuat links

Klik icon Pathloss 4.0..

Open Pathloss 4.0

Klik module, pilih Network/atau langsung Control N, kemudian Klik SITE DATA, kemudian pilih Site List sehingga akan muncul spt berikut

Site List

Kemudian pilih import, pilih site text file (karena akan mengimport site),

Import Site Text File

Ada 3 kolom

· Site name isi 1 karena diexcel kita urutannya nomor 1

· Latitude isi 3 karena diexcel urutannya nomor 3

· Longitude isi 2 karena diexce kita urutannya nomor 2

Klik Import, dan cari data yang akan anda import, jangan lupa pilih type CSV file, karena file sudah dikonversi ke csv. pilih data SITE, Klik open sehingga muncul seperti berikut

Data Site

Tutup data tersebut dengan mengclose tanda silang merah kanan atas, Sehingga akan muncul sprt ini

Lokasi Site

Setelah itu dapat menghubungkan titik titik menjadi link/garis,

contoh Tarik garis dari SITE A ke SITE B

Menghubungkan Site A ke Site B

Menentukan Daerah Hujan

Katika mendesain jaringan komunikasi radio, hal yang paling utama diperhatikan adalah penambahan pelemahan sinyal dikarenakan hujan. Penambahan pelemahan sinyal ini terjadi pada rugi-rugi jalur transmisi yang menggunakan media udara tak terpandu. Sebelum membahas metode perhitungan rugi-rugi ini diperlukan adanya pembahasan mengenai informasi mengenai masalah hujan tersebut. Ketiaka membahas mengenai hujan, maka satuan hujan ini dinyatakan dalam milimeter perjam. Sebelum implementasi jaringan perancang jaringan harus mampu memprediksi kemungkinan yang akan terjadi pada rugi-rugi saluran bebas tersebut. Rekomendasi pembengian daerah hujan yang sering digunakan adalah dari ITU-R Pn.837-1. Dimana pembagiannya dibagi dalam daerah A hingga Q.

Pembagian Daerah Hujan Menurut ITU-R Pn.837-1

Pada pathloss 4.0 daerah hujan ini mengikuti pembagian menurut ITU-R Pn.837-1 yang dibagi dalam daerah A hinggan Q.

Data base pembagian daerah hujan dari pathloss 4.0

Topologi geografi (Terrain view)

Pathloss 4.0 mendukung penggunaan file digital untuk menampilkan topologi sesuatu daerah. Beberapa map digital yang dapat digunakan antara lain Gtopo 30 dan SRTM. Selain menggunakan peta digital, pathloss 4.0 juga dapat menerima masukan topologi daerah secara manual yang berdasarkan dari survey lapangan maupun study peta

Adapun proses untuk memasukkan data terrain adalah sebagai berikut:

1. Pilih menu Configure, pilih sub menu terrain data base.

2. Pilih primary data base, isi pilihan dengan peta digital yang tersedia (dalam hal ini adalah peta SRTM)

3. Tekan tombol setup primary

4. Pilih menu file, sub menu BIL-HDR-BLW

5. Pilih folder dimana file SRTM disimpan. Selanjutnya copy data SRTM tersebut.

Sebelum pathloss dapat menggunakan data tersebut, beberapa parameter harus disetting terlebih dahulu. Parameter yang utama perlu disetting adalah letak geografis dari site A dan site B. Jadi tiap site perlu diketahui nilai nominal koordinat sebelumnya. Sehingga tahapan yang perlu dilakukan adalah :

1. Pada menu summary diperlukan untuk mengisi data letak nominal site dan informasi umum lainnya.

2. Pilih menu terrain data, menu configure sub menu geographic default.

3. Pilih datum WGS 1984, elipsoid wgs 84, dan latitude southern hemisphere, longitude eastarn hemisphere.

4. Pilih grid coordinate system UTM dan second format nearest 0.01 second.

5. Pilih menu configure, sub menu terrain data base.

6. Pilih tipe peta digital SRTM pada primarynya, kemudian klik tombol setup primary. Pilih menu file BIL-HDR-BLW

7. Cari folder dimana peta SRTM disimpan, dan pilih open. Pilih close dan tekan tombol ok.

Menu Utama Pathloss 4.0

Mensetting Geographic default

Setting geographic default

Setting terrain data base

Terrain data base menggunakan SRTM

Adapun cara untuk menampilkan kondisi terrain suatu jalur titik ke titik adalah sebagai berikut:

1. Isi data nominal site A dan site B pada menu summary.

2. Pilih menu terrain data, pilih menu operation, generate profile.

3. Isi data distance increment. Semakin kecil nilai distance increment, semakin detail informasi perubahan terrain view.

4. Tekan tombol generate. Secara otomatis topologi geografi antara kedua titik site akan tampil. Selanjutnya tekan tombol copy.

5. Selanjutnya dapat ditambahkan penghalang baik berupa pohon maupun gedung diantara kedua titik tersebut. Caranya dengan mengklik dua kali pada structure filed dan pilih stuktur yang ingin ditambahkan dengan informasi ketinggian struktur tersebut.

Terrain data yang belum terisi

Memunculkan terrain view

Menentukan Kerapatan Terrain view

Mengcopy Terrain view pada pathloss

Menambahkan Strukture pada terrain

Terrain dengan struktur

Menentukan Ketinggian Antena Minimum

Adapun tahapan untuk menentukan ketinggian antena adalah sebagai berikut:

1. Pilih menu Antenna heights.

2. Klik tombol Optimize (tombol bergambar kalkulator) untuk mendapatkan ketinggian optimum antena yang diperlukan.

3. Untuk menentukan sendiri ketinggian antena dapat digunakan menu set microwave antenna heights.

4. Isi data ketinggian antena dan ketinggian tower yang akan digunakan untuk masing-masing site pada kolom yang tersedia.

Mensetting ketinggian antenna

Menampilkan hasil profile yang telah dibuat

Adapun proses untuk menampilkan profile diantara dua site jalur titik ketitik adalah dengan memilih menu print profile. Secara otomatis akan tergambar kondisi terrain, LOS jarak antara site, elevasi pada site, dan ketinggian antenna yang disetting.

Module Print Profile

Menggunakan Menu Worksheet

Parameter dari perangkat yang akan digunakan pada jalur titik ke titik akan dimasukkan pada menu worksheet. Dengan kata lain informasi mengenai perangkat yang akan digunakan dimasukkan pada module ini. Oleh karena itu seorang perancang harus memahami mengenai perangkat yang akan dipakai. Pada bagian ini merupakan bagian yang akan menentukan performa link yang kita inginkan. Memberikan parameter yang tepat dan benar akan memberikan performa link yang terbaik. Adapun proses untuk mendapatkan link budget jalur komunikasi radio ini adalah:

1. Menentukan Metode keandalan.

Untuk mensetting metode kaandalan jalur komunikasi ini adalah sebagai berikut:
a. Pilih menu worksheet, selanjutnya pilih menu operation.
b. Pilih sub menu reliability options.
c. Pilih metode keandalan yang akan digunakan, presentasi waktu keandalan, metode perhitungan, tipe radio yang akan dirancang, dan standart region.

Mensetting Keandalan jaringan

2. Memilih data daerah hujan site

Indonesia termasuk daerha hujan golongan P dimana intensitas hujan termauk besar.Untuk menentukan daerah hujan jalur komunikasi radio yang digunakan adalah sebagai berikut:
a.       Buka Menu worksheet.
b.      Klik Gambar awan
c.       Pilih Polarisasi yang digunakan dan juga metode pembagian wilayah daerah hujan yang digunakan.
d.      Tekan tombol Load rain file. Pilih golongan daerah hujan yang sesuai dengan daerah dimana site akan didirikan.

Mensetting Polarisasi dan daerah hujan

3. Memberikan tambahan informasi keadaan bumi pada profil topografi

Adapun informasi yang ditambahkan pada bagian ini adalah informasi mengenai ketinggian topografi yang berada didaratan rendah ataukah dataran tinggi, serta memberikan informasi mengenai kelembapan daerah dimana site tersebut dibuat. Tahapan untuk memeberikan informasi ini adalah sebagai berikut:
a. Klik pada gambar terrain.
b. Akan muncul menu path profile data. Pilih menu geoclimatic factor. Pilih klasifikasi terrain yang sesuai dan juga kelembapan daerah yang sesuai.

Data Profil topografi

Mensetting faktor geografi

4. Memilih peralatan radio yang digunakan

Sebagai perancang jaringan radio, tentunya kita perlu mengetahui parameter-parameter radio yang akan kita gunakan. Karena informasi mengenai spesifikasi radio yang akan kita gunakan ini menentukan nilai sinyal yang dapat dipancarkan serta sinyal yang dapat diterima selain daripada informasi mengenai keandalan alat yang akan digunakan tersebut. Adapun cara untuk menambahkan informasi mengenai parameter radio yang akan digunakan adalah sebagai berikut:
a.       Buka menu worksheet.
b.      Klik pada simbol TR. Klik pada tombol lookup.
c.       Pilih radio yang akan digunakan dan tekan tombol both.

Menentukan radio yang akan digunakan

Memilih radio yang akan digunakan

5. Memilih Antena yang digunakan

Tahapan untuk memasukkan data antena adalah sebagai berikut:
a. Pilih menu worksheet. Klik gambar antena.
b. Klik menu lookup, pilih antena yang akan digunakan.

Informasi antena yang akan digunakan

Memilih antena yang akan digunakan

6. Memilih Frekuensi yang digunakan

Tahapan untuk memasukkan data frekuensi adalah sebagai berikut:
a. Pilih menu worksheet. Klik gambar ch.
b. Klik menu lookup, pilih frekuensi yang akan digunakan.

Frekuensi yang digunakan

Memilih frekuensi yang akan digunakan

7. Menampilkan hasil perhitungan

Setelah semua parameter kita isi, maka tahapan selanjutnya adalah menampilkan hasil perhitungan yang akan diimplementasikan pada site yang akan dibuat. Adapun tahap untuk menampilkan informasi lengkap mengenai hasil perhitungan ini adalah sebagai berikut:
a. Buka menu worksheet, klik menu report, pilih menu fullreport.
b. Selanjutnya akan ditambilkan secara penuh hasil perhitungan software tersebut.

Full report

Prinsip Microwave Digital

noreply@blogger.com (Anonymous) — Wed, 17 Aug 2016 07:17:00 -0700

Definisi Microwave (Gelombang Mikro)

Microwave (Gelombang Mikro) adalah jenis gelombang elektromagnetik dengan rentang frekuensi gelombang mikro dari 300 MHz ke 300 GHz. Tapi Dalam komunikasi microwave, rentang frekuensi umumnya dari 3 GHz sampai 30 GHz.

Menurut karakteristik propagasi, microwave dapat dianggap sebagai gelombang pesawat. Gelombang pesawat tidak memiliki medan listrik dan medan magnet komponen membujur sepanjang arah propagasi. Lapangan dan medan magnet komponen listrik vertikal ke arah propagasi. Oleh karena itu, disebut gelombang elektromagnetik transversal dan TEM (Tranverse E;lector Magnetic) gelombang elektromagnetik pendek.

Perkembangan Microwave

Sebelum tahun 1980, microwave analog telah memainkan peran utama dalam komunikasi. Sejak tahun 1990, teknologi microwave digital telah berkembang pesat. Terlepas dari kemajuan teknologi, karakteristik sinyal digital, yaitu, menjaga rasio signal-to-noise yang baik, adalah faktor kunci yang menjamin kemampuan transmisi jarak jauh.

Sudah lebih dari 50 tahun sejak teknologi microwave dikembangkan. Sebagai skema transmisi radio di mana microwave band frekuensi sinyal mengadopsi line-of-sight tanah (LOS) propagasi, teknologi microwave telah mengalami transisi dari microwave analog ke microwave digital. Microwave analog dan sistem transmisi pembawa kabel koaksial dua metode utama yang digunakan dalam tahap awal untuk transmisi jarak jauh.

Transmisi Program TV yang paling awal di antara kota mengadopsi saluran transmisi microwave. Kapasitas peralatan kecil dan menengah digital microwave (8,34 Mbit / s) yang dikembangkan di tahun 1970-an telah berubah daun baru untuk digitalisasi microwave. Pada akhir 1980-an, keberhasilan pengembangan microwave digital SDH mengarah ke yang muncul dari kapasitas besar sistem microwave digital Nx155 Mbit / s. Berbicara tentang microwave analog, itu tidak lagi digunakan untuk membangun jaringan di akhir 1980-an, dan sekarang hanya digunakan di stasiun gunung yang dimiliki oleh Administrasi Negara Radio, Film dan Televisi Cina.

Perkembangan Gelombang Mikro

Prinsip Komunikasi Microwave Digital

komunikasi microwave digital adalah cara transmisi informasi digital di atmosfer melalui microwave atau radio frekuensi (RF). komunikasi microwave mengacu pada komunikasi yang menggunakan microwave sebagai operator dengan mengadopsi modulasi digital.

Sinyal baseband dimodulasi ke frekuensi menengah (IF) pertama. Maka frekuensi menengah diubah menjadi frekuensi microwave.Sinyal baseband juga dapat dimodulasi langsung ke frekuensi microwave, tetapi metode hanya pergeseran fasa keying (PSK) modulasi berlaku. Teori medan elektromagnetik adalah dasar dimana teori komunikasi microwave dikembangkan.

Konsep Tentang Pengaturan Band Frekuensi Microwave.

Setelah memilih band frekuensi microwave, mengkonfigurasi saluran RF, yaitu dengan membagi pita frekuensi menjadi beberapa sub-band yang lebih kecil untuk memberikan spektrum yang dibutuhkan oleh pemancar. Kami menyebutnya sub-band saluran ini. Saluran ini biasanya ditunjukkan dengan frekuensi pusat masing-masing dan nomor urut. Bandwidth saluran tergantung pada spektrum dari sinyal yang ditransmisikan, atau tergantung pada kapasitas dan skema modulasi yang digunakan. Oleh karena itu, ketika mengkonfigurasi saluran RF, mengikuti prinsip-prinsip yang tercantum di bawah:

a. Menggunakan keseluruhan batas pita frekuensi radio

b. Untuk satu stasiun radio, mempunyai cukup jarak antara frekuensi pengirim dan penerima untuk menghindari gangguan pada receiver yang dibawa oleh pemancar.

c. Dalam sistem multi-channel, memiliki jarak frekuensi antara dua saluran yang berdekatan, untuk menghindari gangguan bersama.

d. Memiliki jarak perlindungan(proteksi) di tepi pita frekuensi yang dialokasikan, untuk menghindari gangguan pada pita frekuensi yang berdekatan.

e. Sebagian besar saluran RF dikonfigurasi dengan jarak yang sama.

Menurut data dari sistem transmisi microwave, RF konfigurasi dalam ITU-R F.746-3, jarak yang sama adalah skema dasar yang digunakan pertama untuk RF konfigurasi channel. Saluran jarak sering digunakan adalah 2,5 MHz dan 3,5 MHz, yang termasuk ke sistem Amerika Utara dan Eropa sistem masing-masing. Selama 3,5 MHz skema spasi kanal, diharapkan bahwa saluran jarak akan dibagi lagi menjadi 1,75 MHz, untuk mendukung kebutuhan transmisi kapasitas kecil 1xE1 atau 2xE1.

Band frekuensi yang digunakan pada transmisi microwave digital:

Band frekuensi Microwe digital dan konfigurasi RF

Ketentuan dalam setiap band frekuensi, jarak sub-band frekuensi, jarak Transmitting / Receiving dan jarak chanel:

Ketentuan range frekuensi

Range frequency (7425M–7725M)

Modulasi Microwave Digital

Sinyal baseband digital adalah sinyal digital yang tidak termodulasi. Sinyal baseband tidak dapat langsung ditransmisikan melalui saluran radio microwave dan harus diubah menjadi sinyal pembawa (carrier) untuk transmisi microwave

Konversi sinyal baseband digital sebelum ditransmisikan

Rumus berikut menunjukkan sinyal baseband digital dikonversi menjadi sinyal pita frekuensi digital:

Struktur Frame Microwave

Dalam sistem microwave digital, untuk mengirimkan informasi digital dari saluran, Wayside Service (WS), bit yang digunakan oleh ATPC, dan saluran switching, bit tambahan yang disebut RFCOH akan ditambahkan ke dalam aliran data utama berasal dari peralatan SDH MUX. Pemasok merencanakan struktur rangka menurut tingkat transmisi, skema modulasi, metode koreksi kesalahan, dan jenis informasi tambahan yang diperlukan. Oleh karena itu, suplay sinyal yang berbeda mungkin memiliki struktur frame microwave yang berbeda pula. Angka ini menunjukkan struktur rangka yang mempekerjakan multilevel kode modulasi (MLCM).

RFCOH adalah penggabungan (multiplexing) ke dalam bentuk data STM-1 dan blok multiframe. Setiap multiframe memiliki enam baris dan setiap baris memiliki 3564 bit. Satu multiframe terdiri dari dua frame dasar. Setiap frame dasar memiliki 1776 bit. Sisa 12 bit yang digunakan untuk frame keselarasan

RFCOH

Muliframe3564 bits

Topologi Jaringan Microwave Digital

Toplogi Jaringan Microwave Digital

Jenis Stasiun Microwave Digital

Stasiun microwave digital diklasifikasikan menjadi stasiun Pivot utama, add/drop stasiun relay, relay stasiun dan stasiun terminal.

1) Terminal Stasiun: Hal ini mengacu pada stasiun microwave yang mentransmisikan layanan hanya dalam satu arah.

2) Relay Stasiun: Ini mengacu pada stasiun microwave yang mentransmisikan layanan dalam dua arah dan diperlukan ditambahkan untuk memecahkan masalah yang ada di garis microwave komunikasi terlihat. Stasiun relay diklasifikasikan menjadi dua jenis, stasiun relay aktif dan stasiun relay pasif.

3) Add/Drop Stasiun relay: Ini mengacu pada stasiun microwave yang mentransmisikan layanan dalam dua arah dan menambahkan / tetes layanan ditransmisikan.

4) Pivotsal Stasiun: Ini mengacu pada stasiun microwave yang mentransmisikan layanan dalam tiga atau lebih dari tiga arah dan transfer jasa di saluran transmisi dalam arah yang berbeda. Hal ini juga disebut stasiun HUB.

Jenis stasiun microwave digital

Relay Stasiun

Relay stasiun terbagi dua jenis yaitu aktif dan pasif

Jenis relay stasiun

Aktif relay stasiun

· a. Radio Frequency relay stasiun

Aktif, sistem radio repeater bi-directional tanpa pergeseran frekuensi. Stasiun relay RF langsung menguatkan sinyal frekuensi radio

b. Regenerator relay station

Sebuah repeater frekuensi tinggi dengan performa tinggi. Regenerator relay stasiun digunakan untuk memperpanjang jarak transmisi sistem komunikasi microwave, atau untuk membelokkan arah transmisi sinyal untuk menghindari penghalang dan menjamin kualitas sinyal tidak terdegradasi. Setelah regenerasi dan amplikasi lengkap, sinyal yang diterima diteruskan.

Pasif relay stasiun

· Parabolic reflector passive relay stasiun

terdiri dari dua antena parabola yang dihubungkan oleh waveguide back to back.

Dua-parabola stasiun relay pasif sering menggunakan antena berdiameter besar untuk menyesuaikan antena yang membutuhkan banyak waktu dengan jarak kurang dari 5 km

Pasif relay stasiun

Aplikasi Microwave Digital

Berberapa aplikasi dari sistem microwave digital adalah:

1) Transmisi backhaul

2) Sebagai back-up bagi link

3) Untuk melengkapi jaringan optic

4) Transmisi kondisi khusus (sungai, danau, kepulauan dll)

5) Komunikasi darurat

6) Akses VIP

Langkah Perencanaan Microwave Digital

Langkah 1 Tentukan rute sesuai dengan peta rekayasa.

a. Kita harus memilih area yang tinggi sebanyak mungkin, seperti daerah perbukitan dan menghindari melewati permukaan air dan daerah datar dan luas yang tidak cocok untuk transmisi.

b. Jalur transmisi harus menghindari rintangan pegunungan.

c. Serta Jalur diupayakan mengikuti lintasan seperti jalur kereta api, jalan raya dan daerah lainnya dengan transportasi yang nyaman

Langkah 2 Pilih lokasi stasiun microwave.

a. Jarak antara dua site tidak boleh terlalu jauh.

b. Jarak antara dua stasiun relay harus sama, serta setiap bagian relay harus memiliki izin.

c. Pilih rute Z untuk menghindari gangguan dalam jangkauan.

d. Hindari gangguan dari layanan radio lainnya, seperti sistem komunikasi satelit, situs radar, stasiun TV, dan stasiun siaran

Langkah 3 Gambar lokasi cross-sectional.

a. Gambar lokasi cross-sectional berdasarkan data dari masing-masing site.

b. Hitung ketinggian antena dan transmisi masing-masing site.

c. Untuk garis yang memiliki refleksi yang kuat, menyesuaikan tinggi pemasangan antena untuk memblokir gelombang yang dipantulkan.

d. Pertimbangkan path clearance, untuk daerah dataran tidak boleh lebih besar, dan daerah pegunungan tidak boleh lebih kecil

Langkah 4 Hitung parameter untuk konstruksi situs

a. Hitung parameter terrain pada jalur dan site yang sudah ditentukan.

b. Hitung azimuth dan sudut elevasi antena, jarak antara site, free space transmission loss dan level receiver, rain fading indeks, dan margin indeks line.

c. Jika margin indeks line memenuhi syarat, rencanakan peralatan dan frekuensi, membuat anggaran perkiraan, dan memberikan gambar konstruksi.

Konsep SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

noreply@blogger.com (Anonymous) — Sun, 14 Aug 2016 22:50:00 -0700

SDH (Synchronous Digital Hierarchy) adalah sebuah struktur hirarki penggabungan transportasi digital berbasis pada transmisi sinkron dan telah ditetapkan oleh ITU-T. Penggabungan sinyal dalam sistem transport menemui kendala dal hal panyisipan (drop dan insert) dan pencabangan serta keterbatasan dalam mengendalikan dan memonitor jaringan. Dengan ditemukannya konsep SDH, masalah tersebut dapat diminimalisir bahkan menguntungkan bagi perkembangan teknologi telekomunikasi.

Aplikasi jaringan SDH

Ketentuan yang ditetapkan oleh ITU-T untuk nilai bit SDH:

STM-1 155 Mbps,

STM-4 622 Mbps

STM-16 2.4 Gbps

STM-64 10 Gbps

Pencampuran (Multiplexing) sinyal SDH

Mendesaknya kebutuhan sebuah teknologi digital yang lebih lebih baik dari teknologi sebelumnya, menjadikan teknologi SDH dianggap lebih layak saat ini karena dapat mengakomodir beberapa kebutuhan, yaitu:

a. Jaringan membutuhkan kapasitas transmisi meningkat.

b. Jaringan harus menyediakan meningkatkan fleksibilitas (respon cepat)

c. Jaringan harus menyediakan meningkatkan survivability.

d. Jaringan perlu untuk mengurangi biaya operasi.

Struktur Jaringan SDH

Keunggulani SDH dibanding PDH.

• Level transmisi tinggi hingga 40 Gb / s

• Fungsi add & drop yang lebih sederhana

• Ketersediaan tinggi dan pencocokan kapasitas

• Lebih handal

• Interkoneksi (SONET, SDH, PDH)

Keuntungan teknologi SDH:

· ·

Memudahkan dalam mengendalikan dan memonitor jaringan (NMS)
Biaya yang lebih rendah.
Fleksibel dalam konfigurasi
Jumlah interface back-to-back yang tidak terlalu kompleks sehingga meningkatkan kehandalan jaringan dan pelayanan.

SDH Network Topologies

Point-to-Point Network

Pada jaringan ini tidak membutuhkan proteksi.

Point to Point Network

Chain Network;

Chain Network

Ring Topology

Dapat dibuat proteksi yang disesuaikan dengan kebutuhan.

Ring Topology

Synchronous Network Elements:

1) Regenerator;

Regenerators digunakan untuk menguatkan sinyal dan menghasilkan sinyal optic yang baru sebagai penyesuaian sebelum proses penggabungan (multiplexing)

Regenerator

2) Terminal Multiplexer

Terminal Multiplexer digunakan untuk mengkombinasikan sinyal indup yang terdiri dari sinyal PDH dan SDH, output berupa STM-N is used to combines the SDH and PDH input signals, It gives a output of STM-N Signal.

Terminal Multiplexer

3) ADM

The Add and Drop Multiplexer (ADM),menjadikan sinyal STM-N signal sebagai input, hal ini berguna untuk menaikkan atau menuruunkan levelnilai tributary. Add and Drop Multiplexer (ADM) digunakan oeh semua topologi.

Add and Drop Multiplexer

4) DXC (digital cross connect)

Digunaan untuk interkoneksi

Digital cross connect

Struktur Frame SDH

Struktur frame terendah yang didefinisikan dalam standar SDH adalah STM-1 (Synchronous Transport Module level 1) dengan laju bit 155,520 Mbit/s (155 Mbps). Ini berarti STM-1 terdiri dari 2430 byte dengan durasi frame 125μ s. Bit rate atau kecepatan transmisi untuk level STM-N yang lebih tinggi juga telah distandarisasi sebagai kelipatan bulat (1, 4, 16 dan 64) dari N x 155,520 Mbps, seperti dibawah ini.

Standar Frame Standar Kecepatan

STM-1 155Mbps,

STM-4 622 Mbps

STM-16 2.4 Gbps

STM-64 10 Gbps

Frame STM-1 tersusun atas 9 baris, setiap baris terdiri dari 270 kolom (1 kolom = 1 byte). Sembilan byte pertama pada setiap baris terdiri dari daerah Section Overhead, sedangkan byte sisanya adalah daerah informasi (payload). Transmisi dilakukan baris per baris, dimulai dari byte teratas sebelah kiri dan diakhiri oleh byte terbawah sebelah kanan. Struktrur frame STM-1 yang membawa payload dalam VC-4 seperti pada gambar:

Struktur frame SDH

Analogi struktur frame SDH pada truk

Analogi pada truk

• Jumlah baris dalam sebuah frame : 9

• Jumlah kolom dalam sebuah frame : 9 + 261 = 270

• Jumlah bytes/frame : 9 x 270

• Jumlah bits /frame : 9 x 270 x 8

• Jumlah bits per second : 9 x 270 x 8 x 8000 = 15552000 atau 155.52 Mbps

Matrix frame SDH

Struktur elemen-elemen dari frame terdiri dari:

• SOH -SOH bytes

• RSOH –RSOH

• MSOH –MSOH

• Pointer

• POH-POH terdiri dari: J1, B3, C2, G1,F2, H4, F3, K3 and N1

• Payload

Elemen frame SDH

Bagian Section Overhead sebagai sinyal manajemen terdiri dari RSOH (Regenerator Section Overhead), MSOH (Multiplex Section Overhead) dan AU pointer[5]. RSOH berfungsi untuk pengendalian pengiriman informasi dari satu node ke node berikutnya dalam jaringan SDH. Semua elemen jaringan SDH berakhir pada RSOH. Sedangkan MSOH mengontrol setiap section antara node elemen jaringan SDH kecuali regenerator dan mengendalikan perantaraan transmisi antara dua elemen multiplexer yang berdekatan atau sejajar. AU pointer berfungsi untuk mengatur pemetaan (mapping) container yang berisi informasi (payload) ke dalam frame STM-N.

Akomodasi sinyal SDH

SDH multiplexing

SDH multiplexing menggabungkan sinyal digital berkecepatan rendah seperti 2, 34, dan 140 Mbit sinyal / s dengan yang dibutuhkan overhead untuk membentuk kerangka yang disebut Synchronous Transport Module di tingkat satu (STM-1).

Struktur Multiplexing

Prinsip-prinsip multiplexing SDH berikut

Pemetaan : Sebuah proses yang digunakan ketika anak sungai yang diadaptasi menjadi Virtual Containers (VC) dengan menambahkan pembenaran bit dan Path Overhead (POH) informasi.

Menyelaraskan : Proses ini terjadi ketika pointer termasuk dalam Unit Tributary (TU) atau Unit Administrasi (AU), untuk memungkinkan byte pertama dari Container Virtual berada.

Multiplexing Proses ini digunakan ketika beberapa orde rendah sinyal lapisan jalan yang diadaptasi menjadi sinyal jalur tingkat tinggi, atau ketika sinyal jalur tingkat tinggi yang diadaptasi menjadi sebuah Bagian Multiplex.

STM-1 frame

Pada gambar di atas, menunjukkan bingkai STM-1, yang diciptakan oleh 9 segmen 270 byte setiap. 9 byte pertama dari setiap segmen membawa informasi biaya overhead; 261 byte yang tersisa membawa payload. Ketika divisualisasikan sebagai blok, frame STM-1 muncul sebagai 9 baris dengan 270 kolom byte. STM-1 frame ditransmisikan baris # 1 pertama, dengan bit paling signifikan (MSB) dari setiap byte ditransmisikan pertama.

Formula ini menghitung tingkat bit dari sinyal digital berbingkai:

bit rate = frame rate x frame capacity

Agar SDH untuk dengan mudah mengintegrasikan layanan digital yang ada dalam hierarki, dan beroperasi pada tingkat dasar 8 kHz, atau 125 mikrodetik per frame, sehingga frame rate 8.000 frame per detik, maka Kapasitas frame sinyal adalah jumlah bit yang terkandung dalam satu frame.

frame capacity = 270 bytes/row x 9 rows/frame x 8 bits/byte = 19,440 bits/frame

Bit rate dari sinyal STM-1 dihitung sebagai berikut:

bit rate = 8,000 frames/second x 19,440 bits/frame= 155.52 Mbit/s

SDH Multiplexing bekerja seperti yang dijelaskan dalam diagram di bawah

SDH Multiplexing

Seperti yang terlihat dalam diagram di atas Frame urutan setelah multiplexing 4 STM-1 adalah BADC BADC BADC, ini berarti setiap STM-1 telah diberikan slot waktu tertentu dan urutan dipertahankan sehingga pada penerima yang mengakhiri De-Multiplexer dengan mudah mengerti yang frame yang STM dan masing-masing STM terbentuk

Technical Site Survey (TSS)

noreply@blogger.com (Anonymous) — Sun, 14 Aug 2016 18:49:00 -0700

Technical Site Survey adalah proses pengumpulan data dari site atau lapangan yang bertujuan untuk pembuatan site baru, perawatan/perbaikan site yang sudah ada dan instalasi.

Data yang dikumpulkan meliputi data fisik site (konsruksi antenna dan bangunan site), jangkauan area site (coverage), Line of Sight (LoS) antar site dan data perangkat yang beroperasi (antenna, kabel, Site Power Supply dan data lainnya) .

TSS dilakukan untuk tujuan persiapan pembangunan site baru, perawatan rutin, audit site dan menemukan masalah pada site terutama masalah konektiitas antar site, jangkauan area dan multipath distorsi pada site sehingga masalah yang ada pada site dapat segera diatasi.

Jenis-jenis TSS

1) RND (Perencanaan Jaringan Radio) survey.

2) TND (Perencanaan Jaringan Transmisi)survey.

3) CME (Perencanaan Konstruksi) Survey.

Dalam melakukan TSS ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan cakupan untuk site yaitu:

· Lokasi site

· Orientasi atau Azimuth antenna.

· Ketinggian Antenna, tower/bangunan

Tilt dari Antena ·

Langkah-langkah proses TSS:

1) Menemukan lokasi site dengan menggunakan GPS sesuai data yang ada

2) Memeriksa kondisi penduduk sekitar, obstacle (penghalang antar site) dan memeriksa titik nominal

3) Jika titik nominal tidak sesuai harus menginformasikan ke tim perencanaan dan melakukan survey terhadap titik nominal lain.

4) Jika nominal site ditemukan, segera tentukan ploting lokasi site.

5) Mengumpulkan data di site secara menyeluruh dengan pengambilan dokumentasi gambar lokasi site, akses site dan gambar panaromic 360° (gambar diambil setiap arah 30° dengan perbandingan horizon:land = 30 : 70)

6) Mengukur tinggi tower/bangunan, serta mengukur ketinggian antenna Microwave dan antenna RF

7) Jangkauan area ditentukan oleh:

· Frekuensi Band

· Jarak site Far End

· Variasi AMSL

· Area kepadatan penduduk

8) Catan semua data atau informasi

9) Pembuatan laporan TSS

Peralatan yang digunakan dalam Technical Site Survey

1) GPS

Berguna untuk mencari titik koordinat (Latitude dan Longitude) site

GPS

2) Mirror Compass

Digunakan untuk memeriksa arah antenna

Mirror Campass

3) Multimeter

Digunakan untuk mengukur besar tegangan dan arus.

Multimeter

4) Measuring Tape

Digunakan untuk mengukur area site dan peralatan yang ada

Measuring Tap

5) Digital Camera

Digunakan untuk pengambilan dokumentasi.

Camera

6) Laptop

Digunakan untuk pembuatan laporan dan menyimpan data yang telah dikumpulkan

Laptop

7) Peralatan Keselamatan (Helm, sarung tangan kulit dan Tali pengaman)

Digunakan sebagai pengaman saat melakukan survey

Safety Tools

Proses LOS Survey

Proses Survey terdiri dari lima langah dasar;
a) Mempersiapkan dokumentasi site
b) Verifikasi lokasi site
c) Menemukan permasalahan pada jalur path
d) Profil Path
e) Membuat laporan survey

Dokumentasi Site
a) Peta lokasi site untuk menemukan daerah yang akan disurey.
b) Jika merupakan eksisting site, dapatan informasi dari costumer lain.

Mengumpulkan informasi site

a) Teliti AMSL, tinggi tower, tinggi antenna dan sudut.

b) Ambil gambar site, akan digunakan untuk verifikasi/validasi

c) Buat tanda pada pusat tower dari 3 titik referensi minimum T/R frekuensi antenna.

e) Ambil contoh tanah untuk pengujian di laboratoriun, yang akan digunakan untuk perencanaan tower yang lebih ekonomis.

Identifikasi titik kritis sepanjang path

a) Pada peta, dua site dihubungkan dengan garis lurus tipis.

b) Tentukan tinggi, lebar semua penghalang di sepanjang jalan dan HASL di setiap titik untuk semua potensi penghalang.

c) Kunjungi setiap titik kritis memastikan tinggi dan memeriksa parameter lainnya.

d) Tentukan lebar badan air, poin yang mencerminkan lainnya jatuh di sepanjang rute.

e) Lakukan tes mirror setelah perhitungan, untuk menguji kelayakan.

Membuat Path LoS Profil;

a) Daat dilakukan secara manual atau menggunakan software computer (Pathloss)

b) Data Hop yang akurat dapat didapat dengan cara:.

· AMSL dari beberapa site

· Jarak Hop (Jika koordinat dimasukkan ke perangkat lunak komputer, Anda mendapatkan hop jarak dan azimuth sudut)

· HASL setiap obstruksi dan tinggi termasuk penghalang near-end

· Kriteria Clearance disesuaikan dengan Cl=k 4/3 + 100% FFZ and OR Cl=k 2/3 + 60% FFZ

· Opari band frekuensi

c) Dengan di atas parameter ketinggian antena di setiap arah dari operasi dapat bekerja dan karenanya ketinggian menara di setiap pandangan.

Membuat Laporan LOS
a) Data site ( tinggi, sudut , azimuth)
b) Kerusakan/Gangguan pada Path
c) Dokumentasi site untuk identifikasi/validasi.

Rincian Laporan Survey

a) Tentukan parameter berikut.

Power pemancar, ukuran dan gain dari antena, kerugian saluran transmisi, Receiver threshold, Sinyal untuk rasio kebisingan, Fade Margin

b) Perhitungan dapat dilakukan secara manual atau menggunakan software pathloss.

Cara Mengoperasikan Pathloss 4.0 untuk LoS Survey

Memulai Pathloss

Pada saat program pathloss dijalankan, yang pertama muncul adalah module summary dari sebuah link.. Ini adalah summary link yang kosong, alias gak ada datanya.

Gambar diatas adalah bentuk widows summari. Disana terdapat data nama site, koordinat, azimuth, jarak, tinggi antena, frekuensi radio yang digunakan, rx level, dsb. Dan ada menu File, Module, configure, dsb.

Membuat sebuah Link Single

Ketika kita ingin membuat sebuah link, data yang paling dibutuhkan adalah nama site dan koordinatnya. Kita tinggal memasukkan nama site dan koordinatnya sesuai dengan kolom yag disediakan. Harap diperhatikan, untuk format data koordinat yang dimasukkan adalah x xx xx.xx s untuk latitude dan xxx xx xx.xx e untuk longitude. Ketika data lat dan long (koordinat) selesai dimasukkan, maka secara otomatis pathloss akan mengkalkulasi jarak dan azimuth untuk link tersebut.

Setelah itu, kita harus menentukan frekuensi berapa yag digunakan untuk link tersebut dengan cara mengisi manual paada kolom frekuesi. Jika meggunakan radio Alcatel, radionya ada yang 7, 13, 15, dan 18 GHz. Untuk radio 7 GHz, frek yang diisi 7400, untuk radio 13GHz, freknya 13000, untuk radio 15GHz, freknya 15000, dan untuk radio 18GHz, freknya 18000. Jika menggunakan radio lain selain Alcatel, mungkin akan ada perbedaan ttg hal ini.

Kita juga dapat menentukan polarisasi antena dari summary ini, dengan mengklik kolom polarization dan mengubahnya dengan double klik.

Setelah itu, kita membuat topografi / contour tanah untuk link tersebut. Buka module terrain data dengan cara mengklik menu module, dan pilih terrain data. Maka akan terbuka windows terrain data. Disana terdapat menu module, coordinate, configure, operation, dsb.

Disana terdapat kolom dist (distance), elev (elevation), structure, height dan ground. Dist berarti jarak untuk tiap titik plot pada peta. Elev berarti ketinggian permukaan tanah pada titik yang di plot. Structure berarti struktur (benda) yang terdapat pada titik yang diplot, biasanya berupa pohon, gedung, menara air, dsb. Height berarti ketinggian dari structur tadi. Sedangkan Ground berarti bentuk permukaan tanah pada titik tersebut, biasanya berupa tanah (average), fresh water (sungai atau danau), dan salt water (air laut).Kita bisa mengisi kolom tersebut dengan manual atau automatic.

Jika dengan manual, hal yang harus dilakukan adal memplot titik titik pada peta countour (skala 1:25000 atau 1:50000) dimana kira2 terjadi perbedaan ketinggian mulai dari titik awal lik sampai titik akhir link, menghitung jarak antar titik (cm), lalu membaca ketinggian pada contour tsb, lalu memasukkannya pada kolom yang disediakan. Untuk menentukan structurenya dan ground, harus melihat keadaan yang ada actual dilapangan, karena peta countour hanya menyediakan data ketinggian tanah, bukan data ketinggian pohon atau gedung disekitar link tsb.

Jika dengan cara automatic, hal yang dilakukan adalah membuka menu operation, lalu pilih generate profile, maka akan muncul pop up windows, yang berisi kolom isian untuk jarak antar titik plot. Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat, kita tulis 0.05km, artinya kita memplot titik ketinggian tanah setiap jarak 0.05km.

Setelah itu kita klik tombol Generate, maka otomatis akan terdapat profile contour untuk link tersebut. Untuk proses automatic ini, peta yang digunakan adalah peta digital SRTM yang keakuratannya katanya lebih dari 95%

Setelah terbentuk profile, kita harus menentukan structure yang ada. Kita bisa menentukan structurenya secara satu satu sesuai dengan keadaan dilpangan, misalanya : pada jarak sekian km dari site a kearah site b terdapat pohon yang ketinggiannya sekian meter, atau terdapat gedung dengan ketinggian sekian m. Caranya dengan double klik salah satu titik plot dengan jarak sekian km dari site a, lalu pilih single structure, dan menentukan structure serta ketinggiannya, apakah pohon, gedung dsb.

Kita juga bisa menentukan structure dengan cara range, misalnya dari jaarak sekian dari site a sampai jarak sekian terdapat pohon atau gedung dengan ketinggian sekian. Caranya dengan menglik salah satu baris dari kolom structure lalu pilih range structure.

Disana akan ada titik awal (start range) dan titik akhir (end range), kita bisa menentukannya dengan menarik scrollbar yang ada (ditunjukkan dengan bergesernya anak panah pada profile yang ada), setelah itu tentukan tinggi structurenya, lalu klik OK.

Maka terrain pun akan terbuat. Kebetulan untuk contoh kita ini, grounnya semuanya adalah permukaan tanah, tidak ada sungai, danau ataupun laut. Jika nantinya ada, maka kita tinggal mengubah tipe ground yang ada dengan cara menentukan terlebih dahulu titik awal range permukaan airnya, lalu klik pada kolom ground, lalu tinggal pilih bentuk permukaannya, apakah permukaan tanah, air tawar atau air laut.

Setelah itu kita harus menentukan tinggi antene yang akn dipasang. Pilih menu Module, lalu pilih antenna heights. Maka akan terbuka tamilan seperti ini :

Garis merah tersebut menandakan arah sinyal dari radio. Hal yag pertam adilakukan adalah menentukan clearance criteria nya. Pilih menu operations dan pilih Set Clearance Criteria. Maka akan muncul pop up windows seperti ini :

Untuk radio Alcatel, kriterianya adalah :

1^stcriteria 1.333 ; 100%, 2^ndcriteria equal K-list ; 60%.

K-list disini merupakan konstanta kelengkungan bumi. Nanti saya akan sertakan filenya.

Misalnya pada link ini jaraknya 46.3km, maka harga K-nya adalah 0.78 dan 60%. Lalu klik OK.

Catatan; apabila jarak link kurang dari 20km, maka harga k defaultnya adalah 0,56.

Setelah itu akan terbentuk profile yang mengikuti kelengkungan bumi.

Kita bisa menentukan ketinggian antene secara automatic sesuai dengan criteria pathloss, dengan cara mengklik tombol optimize lalu pathloss akan menentukan sendiri berapa ketinggin idealnya, hal ini dapat digunakan sebagai bahan acuan untuk ketinggian ideal, kita hanya tinggal menyesuaikan dengan space yang ada di tower.. dengan cara mengklik kolom ketinggian maka akan muncul pop up windows :

Kita tinggal mengisi kolom ketinggian yang tersedia, serta ketinggian tower (jika diketahui). Dari contoh ini saya mengisi 20m unruk Dlingo, dan 38m untuk purwodadi. Setelah itu klik OK.

Dari gambar kita bisa melihat bahwa dengan ketinggian yang kita propose, sinyal radio tidak terhalang oleh apapun (loss). Oleh karena itu penting adanya mengetahui ketinggian structure actual yang ada dilapangan, agar tidak terjadi obstacle setelah implementasi. Kita bisa melihat profile seutuhnya serta gambaran sinyal radio kita dengan cara memilih menu Module, lalu pilih print profile. Maka akan terlihat disana bentuk profilenya.

Untuk loss survey, kegiatan yang dilakukan cukup dalam sebatas ini.. Karena loss survey tidak ikut menentukan performa link, hanya sebatas menentukan profile dan ketinggian yang pas (loss). Setelah itu, kita akan menentukan equipment yang dipakai. Hal ini akan menentukan baik buruknya performa link yang dihasilkan… Dengan cara pilih menu Module, lalu pilih Worksheets. Lalu akan muncul tampilan seperti ini :

Disini ada 5 bagian penting.

Bagian pertama

yaitu Rain data, artinya menunjukkan keadaan iklim pada daerah sekitar link tsb. Untuk Indonesia dan sekitarnya termasuk daerah iklim huja dengan standar ITU-nya yaitu Region P, maka untuk menentukan ini kita tinggal mengklik bentuk awan tersebut.

Bagian kedua

yaitu antene yang digunakan. Tipe antene tergantung jarak n, dan BOQ, serta frek yang digunakan.

Bagian ketiga

adalah Branching loss, artinya berapa redaman yang terdapat pada equipment.. Hal ini tergantung pada tipe radio…

Bagian keempat

adalah jenis radio yang digunakan. Klik ikon radio tsb, Sama halnya dengan antenna, data radio ini juga menggunakan table lookup. Prosesnya juga sama, klik menu Lookup, lalu table lookup akan muncul, jika masih kosong, kita bisa menambahkan isi table dengan mengklik menu Code Index, lalu browse file data radio tsb. Setelah table lookup berisi, maka pilih radio yang dakan digunakan, lalu klik menu Both.

Dari sini , kita bisa melihat karakteristik radio yang digunakan, mulai dari Tx power, BER threshold, jumlah Traffic, emisi, sampai C to Inya. Untuk TX power bisa kita atur manual dengan mengubah langsung pada kolom TX power sesuai dengan nilai yang diinginkan. BER threshold yang tersedia adalah 10-3, 10-6, dan 10-8, namun default untuk radio Alcatel dalah 10-6. Setelah itu klik OK.

Bagian kelima

adalah path profile data, ketika diklik, berisi tentang keadaan geoclilmatic, temperature rata2, dan field margin (redaman udara). Untuk suhu rata rata Indonesia adalah 30⁰ dan field marginnya 1, serta geoclim-nya diisi 30. Setelah itu semua maka akan terlihat hasil perhitungannya :

Disini akan terlihat RX level, serta availability. Untuk availability ini meunjukkan aakah link tsb mempunyai performa yang bagus atau tidak. Dari sini kita bisa mendapatkan LPC dengan cara klik menu Report, lalu pilih Full Report. LPC pun di dapat.

Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)

noreply@blogger.com (Anonymous) — Sun, 14 Aug 2016 08:26:00 -0700

Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) merupakan teknik multiplexing dimana sejumlah sinyal optik dengan panjang gelombang yang berbeda-beda ditransmisikan secara simultan melalui sebuah serat optic tunggal. Tiap panjang gelombang merepresentasikan sebuah kanal informasi.

Konsep Dasar DWDM

Konfigurasi sistem DWDM terdiri dari sekumpulan transmitter sebagai sumber optic yang memancarkan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Sinyal cahaya tersebut kemudian mengalami proses multiplexing, dan ditransmisikan secara simultan melalui medium serat optik yang sama. Di sisi receiver, sinyal tersebut kemudian didemultiplikasi kembali dan dipisahkan berdasarkan panjang gelombangnya masing-masing. Konfigurasi system DWDM secara umum dapat digambarkan sebagai berikut :

Konfigurasi Sistem DWDM

Sistem WDM konvensional bekerja pada dua daerah panjang gelombang yaitu 1310 dan 1550 nm, dan pada perkembangannya WDM hanya menggunakan satu daerah panjang gelombang saja (1550 nm), tetapi dilakukan pembagian dengan lebar spectrum yang sangat kecil sehingga menghasilkan beberapa panjang gelombang. Jadi yang membedakan DWDM dengan pendahulunya adalah channel spacing yang lebih sempit sehingga dapat menampung puluhan panjang gelombang. Channel spacing yang biasa digunakan dalam DWDM adalah 50 GHz (0,4 nm), 100 GHz (0,8 nm) dan 200 GHz (1,6 nm).

Dengan memanfaatkan sistem SDH (Synchoronous Digital Hierarchy) dan memultiplekskan sumber-sumber sinyal yang memiliki kemampuan untuk membawa sejumlah panjang gelombang (4, 8, 16, 32, dan seterusnya) dalam satu fiber tunggal. Artinya, apabila dalam satu fiber itu dipakai empat gelombang, maka kecepatan transmisinya menjadi 4x10 Gbs (kecepatan awal dengan menggunakan teknologi SDH).

Membawa empat panjang gelombang

Inti keunggulan yang dimiliki oleh teknologi DWDM terletak pada jenis filter, serat optik dan penguat amplifier. Jenis filter yang umum dipergunakan di dalam sistem DWDM ini antara lain Dichroic Interference Filters (DIF), Fiber Bragg Gratings (FBG), Array Waveguide Filters (AWG) and Hybrid Fused Cascaded Fiber (FCF) dengan Mach-Zehnder (M-Z) interferometers.

Komponen berikutnya adalah serat optik dengan dispersi yang rendah, dimana karakteristik demikian sangat diperlukan mengingat dispersi secara langsung berkaitan dengan kapasitas transmisi suatu sistem. Sementara penguat optik yang banyak dipergunakan untuk aplikasi demikian adalah EDFA dengan karakteristik flat untuk semua panjang-gelombang di dalam spektrum DWDM. Dengan diimplementasikannya DWDM pada jaringan transport SDH, penambahan perangkat SDH dapat dikurangi, dan efisiensi pemakaian core optik juga dapat ditingkatkan.

Konsep Dasar DWDM

Input sistem DWDM berupa trafik yang memiliki format data dan laju bit yang berbeda dihubungkan dengan laser DWDM. Laser tersebut akan mengubah masing-masing sinyal informasi dan memancarkan dalam panjang gelombang yang berbeda-beda λ 1, λ 2, λ 3,………, λN. Kemudian masing-masing panjang gelombang tersebut dimasukkan kedalam MUX (multiplexer), dan keluaran disuntikkan kedalam sehelai serat optik. Selanjutnya keluaran MUX ini akan ditransmisikan sepanjang jaringan serat.

Untuk mengantisipasi pelemahan sinyal, maka diperlukan penguatan sinyal sepanjang jalur transmisi. Sebelum ditransmisikan sinyal ini diperkuat terlebih dahulu dengan menggunakan penguat akhir (post amplifier) untuk mencapai tingkat daya sinyal yang cukup. ILA (in line amplifier) digunakan untuk menguatkan sinyal sepanjang saluran transmisi. Sedangkan penguat awal (pre-amplifier) digunakan untuk menguatkan sinyal sebelum dideteksi. DEMUX (demultiplexer) digunakan pada ujung penerima untuk memisahkan antar panjang gelombang yang selanjutnya akan dideteksi menggunakan photodetector. Multiplexing serentak kanal masukan dan demultiplexing kanal keluaran dapat dilakukan oleh komponen yang sama, yaitu multiplexer/demultiplexer.

Spasi Kanal (Channel Spacing)

Channel spacing merupakan jarak minimum antar panjang gelombang agar tidak terjadi interferensi. Standarisasi spasi perlu dilakukan agar sistem DWDM dari berbagai vendor yang berbeda dapat saling berkomunikasi. Jika panjang gelombang operasi berbanding terbalik dengan frekuensi, hubungan bedanya dikenal dalam panjang gelombang masing-masing sinyal. Faktor yang mengendalikan besar channel spacing adalah bandwidth pada penguat optik dan kemampuan penerima mengidentifikasi dua set panjang gelombang yang lebih rendah dalam channel spacing. Kedua faktor itulah yang membatasi jumlah panjang gelombang yang melewati penguat. Saat ini terdapat dua pilihan untuk melakukan standarisasi kanal, yaitu menggunakan spasi lamda atau spasi frekuensi.

Hubungan antara spasi lamda dan spasi frekuensi adalah:

Dimana :

Df = spasi frekuensi (GHz)

Dl = spasi lamda (nm)

l = panjang gelombang daerah operasi (nm)

C = 3x10⁸ m/s

Konversi spasi lamda ke spasi frekuensi (dan sebaliknya) akan menghasilkan nilai yang kurang presisi, sehingga sistem DWDM dengan satuan yang berbeda akan mengalami kesulitan dalam berkomunikasi. ITU-T kemudian menggunakan spasi frekuensi sebagai standar penentuan channel spacing.

Channel spacing menentukan system performansi dari DWDM. Standar channel spacing dari ITU adalah 50 GHz sampai 100 GHz (100 GHz akhir-akhir ini sering digunakan). Spacing (sekat) ini membuat channel dapat dipakai dengan memperhatikan batasan-batasan fiber amplifier. Channel spacing bergantung pada system komponen yang dipakai dengan memisahkan 2 sinyal yang dimultipleksikan atau biasa disebut sebagai perbedaan panjang gelombang diantara 2 sinyal yang ditransmisikan. Amplifier optic dan kemampuan receiver untuk membedakan sinyal menjadi penentu dari spacing pada 2 gelombang yang berdekatan.

Karakteristik Optik DWDM Channel

Sistem DWDM berusaha untuk menambah channel yang sebanyak-banyaknya untuk memenuhi kebutuhan lalu lintas data informasi. Salah satunya adalah dengan memperkecil channel spacing tanpa adanya suatu interferensi dari pada sinyal pada satu fiber optic tersebut. Sistem yang sebelumnya sudah dijelaskan yaitu FBG (Fiber Bragg Grating) mampu memberikan spacing channel tertentu seperti pada gambar berikut:

0.4nm Channel Spacing DWDM Fiber Bragg Grating

Panjang Gelombang Operasi Sistem DWDM

Sinyal output hasil multiplexing pada system DWDM merupakan representasi dari sejumlah sinyal informasi dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Seluruh panjang gelombang tersebut beroperasi pada jendela transmisi ketiga (third transmission windows) optik, yaitu pada daerah panjang gelombang 1550 nm. Range operasi sistem DWDM pada jendela 150 nm ini yaitu antara 1528,77 nm – 1560,61 nm seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini.

Panjang Gelombang Operasi Sistem DWDM

Kelebihan Teknologi DWDM

Kelebihan teknologi DWDM adalah transparan terhadap berbagai trafik. Kanal informasi masing-masing panjang gelombang dapat digunakan untuk melewatkan trafik dengan format data dan laju bit yang berbeda. Ketransparanan sistem DWDM dan kemampuan add/drop akan memudahkan penyedia layanan untuk melakukan penambahan dan atau pemisahan trafik. Berkaitan dengan ketransparanan sistem DWDM dikenal ada dua sistem antarmuka, yaitu system terbuka dan sistem tertutup, ditunjukkan oleh gambar:

Sistem Antarmuka DWDM

Elemen jaringan DWDM sistem terbuka memungkinkan SONET/SDH, switch IP dan ATM disambungkan secara langsung pada jaringan DWDM. Sedangkan pada sistem tertutup, switch IP dan atau ATM tidak dapat secara langsung dihubungkan ke jaringan DWDM, namun memerlukan perantara SONET/SDH yang berasal dari vendor perangkat DWDM yang digunakan.

Perbandingan teknologi serat optik konvensional dan teknologi DWDM adalah sebagai berikut.

1. Kapasitas serat optik yang dipakai lebih optimal.

1. Kapasitas serat optik yang dipakai lebih optimal.

DWDM dapat mengakomodir banyak cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda dalam sehelai serat optik, sedangkan teknologi serat optik konvensional hanya dapat mentransmisikan satu panjang gelombang dalam sehelai serat optik.

Kapasitas Serat Optik

Perbanding Transmisi konvensional dan DWDM

2. Instalasi jaringan lebih sederhana.

Penambahan kapasitas jaringan pada teknologi serat optik konvensional dilakukan dengan memasang kabel serat optik baru, sedangkan pada DWDM cukup dilakukan dengan penambahan beberapa panjang gelombang baru tanpa harus melakukan perubahan fisik jaringan.

3. Penggunaan penguat lebih efisien.

DWDM menggunakan penguat optic yang dapat menguatkan beberapa panjang gelombang sekaligus dengan interval penguatan yang lebih jauh, sehingga penguat optik yang digunakan lebih sedikit dibandingkan dengan teknologi serat optik konvensional. Penguat optik yang digunakan dalam teknologi DWDM adalah EDFA. EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) merupakan serat optik dari bahan silica (SiO2) dengan intinya (core) telah dikotori dengan bahan Erbium (Er3+), termasuk ke dalam golongan Rare-Earth Doped Fiber Amplifier. Berikut ini beberapa keunggulan yang dimiliki oleh EDFA, sehingga dapat mendukung teknologi DWDM:

a. Faktor peroleh EDFA sangat tinggi

b. Bandwidth lebar

c. Noise Figure EDFA sangat kecil

d. Daya output yang besar pada EDFA

e. Kemudahan instalasi

4. Biaya pemasangan, pemeliharaan dan pengembangan lebih efisien. Hal ini akibat arsitektur jaringan DWDM lebih sederhana dibandingkan arsitektur jaringan serat optik konvensional.

Elemem Jaringan DWDM

Dalam aplikasi DWDM terdapat beberapa elemen yang memiliki spesifikasi khusus disesuaikan dengan kebutuhan sistem. Elemen tersebut adalah:

Wavelength Multiplexer/Demultiplexer

Multiplexer dan Demultiplexer

Wavelength Multiplexer berfungsi untuk memultiplikasi kanal-kanal panjang gelombang optik yang akan ditransmisikan dalam serat optik. Sedangkan wavelength demultiplexer berfungsi untuk mendemultiplikasi kembali kanal panjang gelombang yang ditransmisikan menjadi kanalkanal panjang gelombang menjadi seperti semula.

OADM (Optical Add/Drop Multiplexer)

Optical Add/Drop Multiplexer

Diantara titik multiplexing dan demultiplexing dalam sistem DWDM merupakan daerah dimana berbagai macam panjang gelombang berada, pada beberapa titik sepanjang span ini sering diinginkan untuk dihilangkan atau ditambah dengan satu atau lebih panjang gelombang. OADM (Optical Add/Drop Multiplexer) inilah yang digunakan untuk melewatkan sinyal dan melakukan fungsi add and drop yang bekerja pada level optik. OADM digunakan untuk melewatkan sinyal dan melakukan fungsi drop and insert panjang gelombang ke atau dari serat optik tanpa memerlukan terminal SDH lagi, dan proses tersebut terjadi di level optik. OADM diaplikasikan pada sistem yang long haul atau pada jaringan topologi ring.

OXC (Optical Cross Connect)

Optical Cross Connect

Perangkan OXC (Optical Cross Connect) ini melakukan proses switching tanpa terlebih dahulu melakukan proses konversi OEO (Optik-elektrooptik) dan berfungsi untuk merutekan kanal panjang gelombang. OXC ini berukuran NxN dan biasa digunakan dalam konfigurasi jaringan ring yang memiliki banyak node terminal.

OA (Optical Amplifier)

Optical Amplifier

OA merupakan penguat optik yang berfungsi untuk memperbesar kemampuan jarak tempuh sinyal dan mempertahankan kualitasnya dengan melakukan proses penguatan sinyal optik tanpa proses konversi ke bentuk elektrik terlebih dahulu. Banyaknya panjang gelombang yang mampu dibawa oleh jaringan optic DWDM, terutama untuk long haul, akan dipengaruhi oleh kemampuan OA dalam melewatkan seluruh panjang gelombang yang melewatinya dan melakukan proses penguatan yang setara untuk seluruh panjang gelombang tersebut.

Komponen penting pada DWDM

Pada teknologi DWDM, terdapat beberapa komponen utama yang harus ada untuk mengoperasikan DWDM dan agar sesuai dengan standart channel ITU sehingga teknologi ini dapat diaplikasikan pada beberapa jaringan optic seperti SONET dan yang lainnya. Komponen-komponennya adalah sbb:

1. Transmitter yaitu komponen yang menjembatani antara sumber sinyal informasi dengan multiplekser pada system DWDM. Sinyal dari transmitter ini akan dimultipleks untuk dapat ditansmisikan.

2. Receiver yaitu komponen yang menerima sinyal informasi dari demultiplekser untuk dapat dipilah berdasarkan macam-macam informasi.

3. DWDM terminal multiplexer. Terminal mux sebenarnya terdiri dari transponder converting wavelength untuk setiap signal panjang gelombang tertentu yang akan dibawa. Transponder converting wavelength menerima sinyal input optic (sebagai contoh dari system SONET atau yang lainnya), mengubah sinyal tersebut menjadi sinyal optic dan mengirimkan kembali sinyal tersebut menggunakan pita laser 1550 nm. Terminal mux juga terdiri dari multiplekser optikal yang mengubah sinyal 550 nm dan menempatkannya pada suatu fiber SMF-28.

4. Intermediate optical terminal (amplifier). Komponen ini merupakan amplifier jarak jauh yang menguatkan sinyal dengan banyak panjang gelombang yang ditransfer sampai sejauh 140 km atau lebih. Diagnostik optikal dan telemetry 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.

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. Sebenarnya demultiplexing ini beritndak pasif, kecuali untuk beberapa telemetry seperti system yang dapat menerima sinyal 1550 nm. Pada transmisi jarak jauh dengan system client-layer seperti demultiplexi sinyal yan selalu dikirim ke 0/E/0. Teknologi terkini dari demultiplekser ini yaitu terdapat couplers (penggabung dan pemisah power wavelength) berupa FIBER BRAGG GRATING dan dichroic filter untuk menghilangkan noise dan crosstalk.

Erbium-doped Optical Fiber

6. Optikal supervisory channel. Ini merupakan tambahan panjang gelombang yang selalu ada di antara 1510 nm-1310 nm. OSC membawa informasi optik multi wavelength sama halnya dengan kondisi jarak jauh pada terminal optic atau daerah EDFA. Jadi OSC selalu ditempatkan pada daerah intermediate amplifier yang menerima informasi sebelum dikirimkan kembali.

Ilustrasi Tata Letak Komponen pada DWDM

Konfigurasi Sistem DWDM

Menurut konfigurasinya sistem DWDM dibagi menjadi 2 :

1. Sistem DWDM satu arah (one way transmission), pada sistem ini dalam satu serat dapat terjadi beberapa transmisi dengan arah yang sama secara simultan. Seperti gambar berikut ini :

Sistem DWDM Satu Arah

2. Sistem DWDM dua arah (two way transmission), dimana dalam sebuah serat terjadi dua transmisi dengan arah yang berlawanan secara simultan seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Dimana pada serat terjadi pengiriman informasi dari DWDM 1 ke DWDM 2 dengan panjang gelombang λ 1 dan pada saat yang bersamaan ditransmisikan informasi dari DWDM2 ke DWDM 1 dengan panjang gelombang λ 2.

Sistem DWDM Dua Arah

Sumber laser DWDM dan detector DWDM

Salah satu contoh sumber laser yang digunakan dalam sistem DWDM adalah Distribution Feedback (DFB) laser. DFB memiliki kelebihan mampu mengakses semua bandwidth optik pada jendela transmisi 1550 nm, yang memiliki daya output sampai 25 mW (tunable) dari 1530-1563 nm. APD (Avanlanche Photo Dioda) adalah salah satu jenis detector yang digunakan dalam DWDM, yang memiliki sensitivitas penerimaan yang besar dan akurat.

Serat Optik Single Mode yang Mendukung DWDM

Untuk mendukung sistem yang mentransmisikan informasi dengan kapasitas tinggi, pemilihan serat optik yang tepat sebagai media trans isi juga perlu diperhatikan. Ada dua tipe serat optik yang umum digunakan pada sistem DWDM, yaitu :

1. 1. Non Dispersion Shifted Fiber (NDSF)

Serat optik NDSF juga dikenal sebagai Standard Single Mode Fiber (SSMF) dan dibuat berdasarkan rekomendasi ITU-T G.652. NDSF memiliki nilai koefisien dispersi kromatik (D) mendekati nol di daerah panjang gelombang 1310 nm. Sedangkan pada daerah 1550 nm, koefisien dispersi maksimumnya adalah 18 ps/nm.km.

2. Non Zero Dispersion Shifted Fiber (NZDSF)

Dibandingkan NDSF/SSMF, serat optik NZDSF (G.655) memiliki koefisien dispersi kromatik yang lebih rendah pada daerah panjang gelombang 1550 nm, yaitu maksimum 6 ps/nm.km.

Karakteristik yang membedakan keduanya adalah nilai koefisien dispersi kromatik dan redaman serat, dimana pada daerah kerja DWDM, serat optik NZDSF memiliki koefisien dispersi dan redaman yang lebih rendah, seperti diperlihatkan pada gambar dibawah ini.

Koefisien Dispersi dan Redaman Sserat Optik NZDSF