BUKU-5 DWDM

1

TTraining Centerraining Center

2


SiswaSiswa dapat memahami dan menjelaskan tentang :dapat memahami dan menjelaskan tentang :

a.a. Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM).Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM).

b.b. KelebihanKelebihan dan kekurangan Sistem DWDM.dan kekurangan Sistem DWDM.

c.c. PerbandinganPerbandingan DWDM dengan Sistem Transmisi DWDM dengan Sistem Transmisi phisikphisik lainnya.lainnya.

3


DAFTAR ISI.1. BAB - 01 : DEFINISI.2. BAB - 02 : KONFIGURASI DAN FUNGSI SISTEM DWDM.3. BAB – 03 : KOMPONEN SISTEM DWDM DAN CARA KERJANYA :

3.1. OPTICAL TRANSMITTER/WAVELENGTH CONVERTER.3.2. OPTICAL RECEIVER (DETECTOR). 3.3. DWDM MULTIPLEXER (OPTICAL MULTIPLEXER)/

DWDM DEMULTIPLEXER (OPTICAL DEMULTIPLEXER).3.4. OPTICAL ADD/DROP MULTIPLEXER (OADM).3.5. OPTICAL SWITCH/OPTICAL CROSS CONNECTION

(OXC).3.6. REGENERATOR/OPTICAL AMPLIFIER.3.7. KABEL OPTIK. 3.8. DISPERSION COMPENSATING DEVICE.3.9. KOMPONEN PENDUKUNG.

4. BAB - 04 : TRANSMISI PANJANG GELOMBANG (ITU-T GRID).5. BAB - 05 : TOPOLOGI JARINGAN DWDM.5. BAB - 05 : PERBANDINGAN DWDM DENGAN SISTEM TRANSMISI

PHISIK LAINNYA.6. BAB - 06 : KEUNTUNGAN DWDM.

4


5


• Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) adalah suatu metoda untuk menyisipkan sejumlah kanal atau panjang gelombang melalui satu fiber optik.

• DWDM mengoptimalkan penggunaan fiber yang terpasang dan memungkinkan service baru secara cepat dan mudah disediakan pada infrastruktur fiber eksisting.

• DWDM menawarkan multiplikasi bandwidth bagi operator pd pasangan fiber yang sama.

• Dense WDM (DWDM) is the extension of WDM which allows simultaneous transmission of 16+ wavelengths

6


ITU-T G.692 Specification

• “Optical I/F untuk sistem dengan optical amps”

• Biasanya digunakan untuk hubungan point-to-point dengan sistem DWDM yang menggunakan lebih dari 16 channels

• Max span tanpa amps adalah 100 miles; dengan amps adalah 400 miles

• Ketentuan wavelength grid dengan spasi merupakan kelipatan dari 50GHz (0.4nm) & centered @ 193.1 THz (1553.5 nm)– Channels/spacing (GHz): 32/100 atau lebih.

• Kecepatan bit yang dijinkan 622.08 Mbps, 2.488 Gbps dan 9.9 Gbps.

7


ITU-T G.692 standard

● Channel spacing 0.4 nm atau 0.8 nm (50 GHz or 100 GHz)

● Transmission window : C band = 1530 – 1565 nm L band = 1565 – 1625 nmU band = 1625 – 1675 nm

● S/d 80 channels

● 2.5 Gb/s or 10 Gb/s per channel

● Transmission rates s/d 1600 Gb/s

8


ITU-T Standard Transmission DWDM

9


Prinsip dari DWDM :

• BW dari laser yang dimodulasi adalah : 10-50 MHz

• Typical Guard band : 0.4 –1.6 nm

• 80 nm atau14 THz @1300 nm band

• 120 nm atau15 THz @ 1550 nm

• Bentuk Discrete wavelengths dari tiap kanal bisa di modulasi, routed dan switched secara individu

• Operasi ini membutuhkan perangkat pasiv dan aktiv yang berbeda-beda.

10


Komponen Kunci untuk DWDM

Passive Optical Components

•Wavelength Selective Splitters•Wavelength Selective Couplers

Active Optical Components

•Tunable Optical Filter•Tunable Source•Optical amplifier•Add-drop Multiplexer and De-multiplexer

11


12


Beberapa Channel Wavelength Independent

Beberapa Channel Wavelength Independent

Multiplex DWDM(Coupler)

Demultiplex DWDM(Splitter)Kabel Fiber Optic,

membawa beberapa channel Wavelength

Gambar Konfigurasi Sistem Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)

Optical Transmitter (Laser) Optical Receiver (Detector)

T1

T2

Tn

λ1

λΝ

λ2

λ3

R1

R2

Rn

λ1

λ2

λΝ

λ3

λΝ λ3 λ2 λ1

Optical Amplifier

λΝ λ3 λ2 λ1

KONFIGURASI SISTEM DWDM.

13


T1, T2, T3 .. Tn : Optical Transmitter (Laser) berfungsi untuk mengubah sinyal dengan daya elektrik menjadi sinyal dengan daya optik, dan diteruskan ke Mux DWDM.

Mux DWDM : Menggabungkan sinyal dengan daya optik dari Optical Transmitter (laser) menjadi satu (paralel ke serial converter). Multiplex ini juga disebut sebagai “coupler atau combiner”.

Kabel Fiber Optik berfungsi sebagai media transmisinya, menyalurkan sinyal optik dari pengirim (T) ke penerima (R).Optical Amplifier akan memperkuat sinyal optik, agar mempunyai daya selalu stabil, sama dengan pada saat keluar dari Laser.Demux DWDM : Mengubah dari sinyal optik serial menjadi sinyal optik paralel

serial ke parallel conventer). Demultiplex ini juga disebut sebagai Splitter atau decombiner.

R!, R2, R3, .. Rn : Optical Receiver (Detector) untuk mengubah dari Sinyal dengan daya optik menjadi sinyal dengan daya elektrik

14


Komponen sistem Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)

Komponen sistem Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) terdiri dari :

1) Optical Transmitter (Laser)

2) DWDM Multiplexer

3) Optical Cable

4) Optical Amplifier

5) DWDM Demultiplexer

6) Optical Receiver (Detector)

Lihat Gambar diatas.

15


Fungsi masing-masing bagian diatas adalah sbb. :

1) Optical Transmitter (Laser).

Sistem DWDM menggunakan resolusi yang tinggi, atau band yang sempit, dan laser mengirimkan pada band panjang gelombang 1550 nm; dengan 2 keuntungan sbb. :

- Memperkecil kehilangan daya optik, selama perjalanan sinyal pada kabel serat optik dari pengirim ke penerima

- Memungkinkan digunakannya penguat optic untuk memperbesar daya optik pada jarak tempuh yang lebih jauh lagi.

Laser dikirimkan dengan band yang sempit ini penting, untuk memungkinkan spasi antar kanal menjadi dekat, dan sekaligus untuk memperkecil efek-efek lain dari sinyal, misalnya dispersi chromatic.

2) DWDM Multiplexer.DWDM Multiplexer berfungsi untuk menggabungkan sinyal-sinyal transmit yang mempunyai panjang gelombang berbeda-beda menjadi satu, untuk kemudian diteruskan ke satu satu optical fiber.

16


Untuk keperluan multiplexing ini beberapa teknologi digunakan, termasuk “filter-filter dielektrik thin-film” dan beberapa tipe “optical grating”.Beberapa multiplex dibuat dari “completely passive devices”; artinya tidak memerlukan catuan listrik.Multiplex optical pasiv bekerja sebagaimana prisma dengan presisi yang sangat tinggi untuk menggabungkan beberapa sinyal individual. Multiplex ada yang mempunyai kemampuan untuk transmit dan receive pada satu single fiber, yang dikenal dengan “be-directional transmission”.

3) Optical Cable.

Berfungsi untuk menyalurkan sinyal gabungan beberapa panjang gelombang, yang datang dari DWDM Multiplexer.

4) Optical Amplifier.

Berfungsi untuk menguatkan sinyal optik yang sudah mulai melemah karena redaman sepanjang dalam perjalanan didalam kabel serat optik. Satu optical amplifier dapat menguatkan beberapa sinyal optik secara bersamaan.

Sebelum dikembangkan optical amplifier, untuk menguatkan sinyal optik yang mulai melemah dilakukan dengan jalan meregenerasi sinyal tersebut secara elektrik; yaitu dengan jalan mengubah sinyal optik menjadi sinyal elektrik terlebih dahulu - kemudian di regenerasi-diubah kembali menjadi sinyal optik - dan dipancarkan ke stasiun tujuan. Pada cara ini, setiap panjang gelombang mempunyai regeneratornya sendiri-sendiri.

17


5) DWDM Demultiplexer.

DWDM Demultiplexer berfungsi untuk memisahkan satu sinyal gabungan beberapa lambda yang datang dari kabel serat optik, menjadi beberapa sinyal dengan lambda yang independent. Untuk keperluan demultiplexing ini beberapa teknologi digunakan, termasuk “filter-filter dielektrik thin-film” dan beberapa tipe “optical grating”.Beberapa demultiplex dibuat dari “completely passive devices”; artinya tidak memerlukan catuan listrik.

Demultiplex optical pasiv bekerja sebagaimana prisma dengan presisi yang sangat tinggi untuk memisahkan gabungan beberapa sinyal menjadi beberapa sinyal dengan lambda yang individual.

Biasanya fungsi Multiplex dan Demultiplex terletak dalam satu device.

6) Optical Receiver (Detector).

Berfungsi untuk mendeteksi sinyal dengan gelombang cahaya yang datang dari DWDM demultiplexing, untuk kemudian mengubah dari sinyal dengan daya optik (cahaya) menjadi sinyal dengan daya listrik.

Optical receiver biasanya berupa “wideband device”; yaitu dengan tujuan agar dapat mendeteksi sinyal cahaya yang melebihi lebar ring relatif dari panjang gelombang, misalnya antara 1280 -1580 nm.

18


19


3.1. OPTICAL TRANSMITTER/WAVELENGTH CONVERTER

20


OPTICAL TRANSMITTER/WAVELENGTH CONVERTER.

• Transmitter merubah bit-bit elektrik menjadi pulsa-pulsa optik dengan frekuensi tertentu

• Sumber optik yang digunakan dalam sistem komunikasi optik adalahlaser karena– Menghasilkan cahaya dengan berkas dan lebar spektral yang

sempit– Menghasilkan daya optik yang besar

• Transmitter menggunakan laser pita sempit (narrow-band) yang memiliki lebar spektral yang sempit untuk membangkitkan pulsa-pulsaoptik

• Transmisi dilakukan pada pita infra merah dan harus dikendalikandengan sangat ketat agar dapat menghasilkan panjang gelombang yang tepat

• Transmitter laser memerlukan kondisi lingkungan tertentu dan catu daya listrik yang teratur (regulated) agar dapat beroperasi dengan baik.

21


TRANSMITTER, TX

22


TRANSMITTER (TX) :Terdiri dari : Rangkaian Laser (Laser Control dan Laser); untuk membangkitkan sinyal laser, dan diteruskan ke rangkaian Modulator.Rangkaian Modulator (Modulator dan Modulator Driver); berfungsi menerima sinyal laser dari rangkaian laser, untuk memodulasi sinyal dengan daya elektrik (informasi), sehingga diperoleh sinyal dengan daya optik yang mempunyai wavelength tertentu.

23


Untuk Sistem DWDM kecepatan tinggi :• Hanya untuk “Long Wavelength Lasers” (1550nm range)• Hanya untuk “Single Frequency Lasers“• Tidak ada direct modulation untuk laser current.

Laser

Rangkaian Laser (Laser Control dan Laser); untuk membangkitkan sinyal laser, dan diteruskan ke rangkaian Modulator.

24


Modulator

Memilih format modulasi untuk optimalisasi :• Bandwidth meningkatkan efisiensi spectral • Receiver menekan OSNR yang diperlukan• channel power menekan non – linearities

Rangkaian Modulator (Modulator dan Modulator Driver); berfungsi menerima sinyal laser dari rangkaian laser, untuk memodulasi sinyal dengan daya elektrik (informasi), sehingga diperoleh sinyal dengan daya optik yang mempunyai wavelength tertentu.

25


MODULATORDirect Modulation.

- Direct Modulation= Modulator ini melakukan fungsi konversi electrical-to-

optical (EO) dan parallel-to serial coverter= Format modulasi yang digunakan adalah return-to-zero (RZ)= Bila ada lojik “1”, dioda laser akan “on”= Bila ada lojik “0”, dioda laser akan “off”

– Direct modulation memiliki kelemahan utama untuk data rate yang tinggi, Tidak bisa digunakan pada bit rate yang lebih besar dari 2,5 Gbps

– Direct modulationdapat membangkitkan non-linieritas dan meningkatkan chirp–Direct modulation dibatasi jarak dan cocokuntuk aplikasi metro DWDM.

26


Chirp Direct Modulation.

– Adalah perubahan mendadak panjang gelombang tengah (center wavelength) laser

– Disebabkan oleh ketidakstabilan laser– Efek non-linier dapat menyebabkan chirp pada sistem

komunikasi optik– Kita dapat mengurangi efek chirping yang berasal dari proses

pelaseran dengan menggunakan external modulator– Pergeseran chirp biasanya +1 GHz s.d. -1 GHz

27


Gambar Prinsip Direct Modulation

28


Direct Modulation : 1. Parallel to Serial Converter berfungsi : Mengubah “n” sinyal dengan daya

elektrik paralel menjadi satu sinyal dengan daya elektrik serial; untuk diteruskan ke High Speed Electrical Driver.

2. High Speed Electrical Driver berfungsi : Untuk mengontrol daya dari sinyal electrik berdasarkan kepada sinyal balik dari Laser.

3. Laser berfungsi : Untuk mengubah sinyal dengan daya electrik menjadi sinyal dengan daya optik

Jadi modulator ini melakukan fungsi parallel-to serial coverter dan konversielectrical-to- optical (EO).Format modulasi yang digunakan adalah return-to-zero (RZ) : Bila ada lojik “1”, dioda laser akan “on”Bila ada lojik “0”, dioda laser akan “off”

29


External modulation

– Pada modulator ini, suatu laser yang di-bias secara DC menghasilkan continuous wave (CW) yang diumpankan ke external modulator yang memodulasi sinyal CW menjadi aliran bit optik

– Lebih stabil dan sering digunakan pada sistem DWDM– Ada dua jenis:

• Electro-absorption modulators (EAMs)• Mach-Zehnder interferometer mdulators (MZI)

– Pada umumnya menggunakan format nonreturn-to-zero (NRZ) • Tetapi ada pula sistem DWDM yang menggunakan

format return-to-zero (RZ) dan carrier-suppressed return-to-zero (CS-RZ)

• Format RZ lebih banyak digunakan pada sistem long-haul dan ultra-long-haul

30


Gambar Prinsip External modulation

31


External Modulation : 1. Parallel to Serial Converter berfungsi : Mengubah “n” sinyal dengan daya

elektrik paralel menjadi satu sinyal dengan daya elektrik serial; untuk diteruskan ke High Speed Electrical Driver.

2. High Speed Electrical Driver berfungsi : Untuk mengontrol daya dari sinyal electrik berdasarkan kepada sinyal balik dari Optical Modulator.

3. Laser berfungsi : Membangkitkan sinyal continuous wave (CW), yang kemudian diumpankan ke external modulator (Optical Modulator).

4. Optical Modulator berfungsi : Menerima sinyal electrik dari High Speed Electrical Driver untuk dimodulasi dengan sinyal Continous Wave (CW) dari Laser, sehingga menghasilkan aliran bit optik.

5. Feedback berfungsi : Menerima sinyal balik dari Optical Modulator, mengubah menjadi tegangan DC, untuk digunakan mengontrol level (amplitudo) dari sinyal elektrik.

Jadi modulator ini melakukan fungsi parallel-to serial coverter dan konversielectrical-to- optical (EO).

32


Modulator Data

Types : Mach-Zehnder atau Electro-absorption

Material: LiNbO3 or InPTypical Data:

• Frequency range s/d 38GHz)• Switching voltage 4V• Insertion loss 4 - 8dB

Contoh External Modulator

33


Coding

• Forward Error Correction• Meningkatkan Bandwidth 40Gbit/s menjadi 43Gbit/s

FEC di tambahkan pada rangkaian Modulator Driver, berfungsi untuk :• Memperbaiki error yang mungkin timbul didalam transmisi sinyal dari pengirim

ke penerima.• Meningkatkan Bandwidth dari 40 Gbps menjadi 43 Gbps.

34


Distributed Feedback (DFB) Lasers

Contoh Distributed Feedback (DFB) Lasers.Laser DFB dibangun dengan menempatkan P-N junction di dalam rongga yang seluruh dindingnya memantulkan sinar secara penuh (fully reflecting) .Umpan balik optik diperoleh dengan cara menyisipkan Bragg grating di dalam rongga seperti ditunjukkan pada gambar di atas

– Cahaya yang masuk melalui Bragg grating akan dibiaskan, kecil akan dipantulkan kembali. kemudian sebagian

– Panjang gelombang yang dipantulkan disebut Bragg resonance wavelength– Umpan balik optik ini disebut distributed feedback karena kemunculannya yang beragam di

dalam rongga– Umpan balik terjadi sepanjang rongga dan diperlukan untuk mempertahankan ambang pelaseran

35


Distributed Bragg Reflector (DBR) Lasers

Contoh Laser DBR :• Laser DBR memiliki cara kerja yang serupa dengan laser DFB.• Laser DBR memperluas umpan balik akibat grating ke seluruh bagian rongga.• Kemampuan penalaan panjang gelombang diperoleh dengan merubah perioda grating di luar

daerah aktif P-N junction.• Perubahan arus pada grating juga akan merubah panjang gelombang Bragg dan umpan balik.• Dengan kemampuan penalaan ini, laser DBR dapat ditala pada beberapa nanometer secara

cepat.• Laser DBR digunakan pada sumber optik yang dapat ditala.• Laser DFB dan DBR dapat dianggap sebagai generasi pertama laser yang dapat ditala (tunable

laser).

36


Contoh Tunable Laser.

37


Contoh Tunable Laser.

• Mechanical Tunable Laser– Menggunakan micro-electro-mechanical systems (MEMS)

sebagai aktuator panjang gelombang– Aktuator MEMS akan dapat secara fisik merubah panjang

antar dinding cangkang sehingga dapat menghasilkan variasipanjang gelombang output.

• Jarak fisik antar dinding cangkang harus dikalibrasi secara hati-hati terhadap panjang gelombang yang distandardkan ITU-T– Dengan cara ini variasi tegangan pada aktuator MEMS akan

menghasilkan perubahan pada panjang gelombang yang dipancarkan

38


Contoh External Cavity Tunable Lasers

39


Contoh External Cavity Tunable Lasers :

– Dibangun dari collimating optics, dan external grating– Versi komersial juga mengandung integrated thermal tunner, a

gain chip, an isolator, dan sejumlah flexures yang diselaraskansecara tepat dengan serat sebelum dipasang pada bungkusnya

– Daya output tipikal lebih dari 20 mW– Pada umumnya semakin lebar laser maka semakin kecil daya

yang dipancarkannya– Sistem DWDM baru, dirancang untuk menggunakan laser ini– Perubahan panjang gelombang laser ini dapat berlangsung dalam

orde nano detik sehingga sangat berpotensi untuk digunakan sebagai switch optik yang dapat merutekan trafik berdasarkan panjang gelombang.

40


Contoh Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs)

41


Contoh Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs)

– Merupakan jenis laser dioda semikonduktor dengan cangkangyang tegak lurus dengan wafer plane

– Laser ini memancarkan cahaya yang tegak lurus terhadap bidang P-N junction

– Laser ini mengandung distributed Bragg grating yang menstabilkan panjang gelombang dan menekan side modes

– Karena laser ini memancarkan cahaya yang tegak lurus terhadap wafer plane, maka laser ini ideal untuk aplikasi susunan laser seperti interkoneksi optik paralel

42


3.2. OPTICAL RECEIVER (WAVELENGTH CONVERTER)

43


FUNGSI :

• Receiver berfungsi mendeteksi pulsa-pulsa optik dan merubahnyake dalam deretan bit elektrik

• Receiver biasanya menggunakan photodiodes untuk mengubah energi foton menjadi elektron

• Gambar di bawah menunjukkan skema DWDM receiver• Receiver pada sistem DWDM memerlukan bandwidth yang lebih

lebar sehingga dapat menangani seluruh bit rate dan protokol

44


Receivers

45


Gambar Rangkaian Receiver :Sinyal multi wavelength diterima oleh Receiver, dan diproses sedcara bertahap sbb. :1.Diubah dari sinyal optik menjadi sinyal elektrik oleh Photo diode

(O/E Converter).2.Amplitudo sinyal RF dikuatkan oleh Electrical Amplifier.3.Kemudian dipisahkan antara Data dan Clock, untuk kemudian di

perbaiki (Recovery), oleh Data Recovery dan Clock Recovery.4.Clock yang sudah direcovery diteruskan ke data recovery, untuk

memperbaiki kualitas Data.5.Selanjutnya multi wavelength electrik diubah menjadi multi

wavelength paralel oleh Serial/Paralel Converter.

46


Receiver

Basic elements :• Photodiode• Clock recovery• Decision gate• Rx electronics

47


Contoh bagian Receiver; terdiri dari :1.Optical Ampliifier (OA), memperkuat amplitudo sinyal (Pre-

Amplifier).2.Filter, untuk memilih sinyal yang dikendaki.3.Photo Diode, berfungsi mengubah sinyal optik menjadi sinyal

slectric.4.Kemudian dipisahkan antara Data dan Clock, untuk kemudian di

perbaiki (Recovery), oleh Decision Gate (Data Recovery) dan Clock Recovery.

5.Clock yang sudah direcovery diteruskan ke Decision Gate (data recovery), untuk memperbaiki kualitas Data.

6.Selanjutnya multi wavelength electrik diubah menjadi multi wavelength paralel oleh DEMUX (Serial/Paralel Converter); yang dilengkapi dengan fungsi deFEC (FEC pada arah terima)..

48


PhotodiodeUntuk sistem DWDM keepatan tinggi :

• Bandwidth > 35 GHz • high output voltage

(dibutuhkan untuk elektronik kecepatan tinggi)- Efisiennya bagus- Kemampuan menahan daya yang besar

49


MENSTABILKAN PANJANG GELOMBANG

- Masalah terbesar dalam sistem WDMDWDM adalah menstabilkanpanjang gelombang

- Pada level sistem, ada sejumlah cara untuk menstabilkan panjang gelombang:= Pada sistem yang menggunakan direct modulation terhadap arus

pendorong laser (the laser drive current), skema pengkodean data merupakan hal yang penting

- Kita harus menggunakan pengkdoean data yang sedemikian hinggadapat menyamakan jumlah bit 1 dan 0

- Membuat “sisir”(“comb”) dari frekuensi-frekuensi referensi dengan cara:• Membangun laser Fabry-Perotkhusus dengan jumlah mode yang

sangat banyak• Menstabilkan salah satu mode menggunakan FBG dan feedback

loop• Mendistribusikan sisir referensi ini ke seluruh jaringan agar dapat

digunakan untuk menstabilkan laser lain atau (setelah dikuatkan) menjadi sumber panjang gelombang jaringan

50


MENSTABILKAN PANJANG GELOMBANG(lanjutan)

- Perlu serat tambahan- Membangun jaringan dengan menempatkan seluruh komponen yang

dapat ditala di dalam hub (lokasi) yang terpusat bersama reflective star- Pada konfigurasi ini, sebuah laser multimodedapat digunakan untuk

menghasilkan sisir untuk seluruh pemancar, penerima dan filter di dalam sistem; masing-masing workstation dapat memiliki pemancardan penerima yang tetap

- Mengirimkan frekuensi referensi pada lokasi yang sedikit terpisah dari sisir kanal

51


3.3. DWDM MULTIPLEXER (OPTICAL MULTIPLEXER) DAN

DWDM DEMULTIPLEXER (OPTICAL DEMULTIPLEXER)

52


1. Prinsip multiplexing wavelength.

Prinsip multiplexing pada WDM/DWDM didasarkan pada 2 mekanik; yaitu :

1) Angular Dispersion, lihat Gambar-32) Optik Filtering, lihat Gambar-4

1. Angular Dispersion.

Angular Dispersion 2 macam; yaitu :

a. Prisma

λ3λ2λ1λ1

λ2

λ3

Gambar-3a : Prisma

53


Tiga berkas sinar; masing-masing λ1, λ2, dan λ3 dipancarkan ke prisma; oleh prisma ke tiga sinar tersebut dibiaskan ke satu titik.Jadi prisma diatas berfungsi mengubah 3 sinyal parallel menjadi satu sinyal serial.

54


b. Reflecting Diffraction Grating

λ3λ2λ1

λ1 λ2

λ3

Gambar-3b : Reflecting Diffraction Grating

55


Tiga berkas sinar; masing-masing λ1, λ2, dan λ3 dipancarkan ke reflecting diffraction grating; oleh reflecting diffraction grating ke tiga sinar tersebut diterima pada satu titik, untuk kemudiandipantulkan ke arah yang berlawanan.Jadi reflecting diffraction grating diatas berfungsi mengubah 3 sinyal parallel menjadi satu sinyal serial.

56


2. Optik Filtering.

Optik Filter terdiri dari : lapisan “thin” dari material yang transparan dengan index bias yang berbeda-beda.

Interferensi antar ”thin film” menyebabkan filter akan melewatkan panjang gelombang optik yang diinginkan, dan memantulkan panjang gelombang optik yang tidak dikehendaki.

57


λ2λ1

λ3λ2λ1 λ3

Filter-1 Filter-2

Gambar-4 : Optic Filtering; dimana :

- Filter-1 memantulkan λ1, meneruskan λ2 dan λ3

- Filter-2 memantulkan λ2, meneruskan λ3

58


Filter-1 meneruskan λ1 dan memantulkan λ2.Filter-2 meneruskan λ1 dan λ2, memantulkan λ3Jadi Filter pertama berfungsi mengubah dua sinyal paralel λ1 dan λ2, menjadi satu sinyal serial; sedangkan Filter kedua mengubah dua sinyal paralel λ1λ2 dan λ3.

59


Prinsip demultiplexing wavelength.

Prinsip demultiplexing pada WDM/DWDM sama dengan prinsip multiplexing WDM/DWDM yaitu :

1) Angular Dispersion, lihat Gambar-5

2) Optik Filtering, lihat Gambar-6

60


1. Angular Dispersion.

Angular Dispersion 2 macam; yaitu :

a. Prisma

λ3λ2λ1λ1

λ2

λ3

Gambar-5a : Prisma

61


Satu berkas sinar serial λ1λ2λ3 yang diterima oleh prisma akan dibiaskan menjadi tiga berkas sinar λ1, λ2, dan λ3. Masing-masing λ1, λ2, dan λ3; oleh prisma ke tiga sinar tersebut dibiaskan ke tujuan masing-masing.Jadi prisma diatas berfungsi mengubah satu sinyal serial menjadi 3 sinyal parallel.

62


b. Reflecting Diffraction Grating

λ3λ2λ1

λ1 λ2λ3

Gambar-5b : Reflecting Diffraction Grating

63


Satu berkas sinar λ1λ2λ3; yang diterima oleh reflecting diffraction grating akan dipantulkan menjadi tiga berkas sinar λ1, λ2, dan λ3 ke arah yang berlawanan.Jadi reflecting diffraction grating diatas berfungsi mengubah satu sinyal serial menjadi 3 sinyal parallel.

64


2. Optik Filtering.

Optik Filter terdiri dari : lapisan “thin” dari material yang transparan dengan index bias yang berbeda-beda.

Interferensi antar ”thin film” menyebabkan filter akan melewatkan panjang gelombang optik yang diinginkan, dan memantulkan panjang gelombang optik yang tidak dikehendaki.

65


λ2λ1

λ3λ2λ1 λ3

Filter-1 Filter-2

Gambar-6 : Optic Filtering.

66


Filter-1 memantulkan λ1 dan meneruskan λ2 dan λ3.Filter-2 memantulkan λ2 meneruskan λ3.

Jadi Filter pertama berfungsi mengubah satu sinyal serial λ1 λ2 λ3 menjadi dua sinyal paralel λ1 dan λ2 λ3; sedangkan Filter kedua mengubah satu sinyal serial λ2 λ3 menjadi dua sinyal paralel λ2 dan λ3.

67


CONTOH - CONTOH MULTIPLEX/DEMULTIPLEX.

λ1λΝ λ1λΝ λ2

Tunable OpticalFilter

Wavelength yang sudah dimodulasi

1. Tunable Optik Filter

λ3 λ2 λ3

INPUT OUTPUT

68


Multi Wavelength λ1 λ2 λ3 ……. λn diterima oleh Tunable Optical Filter; kemudian Tunable Optical Filter akan memilih satu wavelength; misalnya λ2, sedangkan wavelength yang lainnya akan diredam atau dipantulkan.

69


Gambar prinsip Tunable Optical Filter

70


Multi Wavelength λ1 λ2 ……. λn diterima oleh Tunable Optical Filter; kemudian Tunable Optical Filter akan memilih satu wavelength; misalnya λ1, untuk kemudian diteruskan ke Receiver Electronics; sedangkan wavelength yang lainnya akan diredamatau dipantulkan.Tunable Optical Filter ini dikendalikan oleh rangkaian CONTROL.

71


2. Wavelength/polarization demultiplexer.

Gambar-4 memperlihatkan suatu konfigurasi “demultiplexerwavelength/polarization”; yaitu yang terdiri dari :

a. Demultiplex Optical Filter; yang berfungsi untuk memisahkan channelyang diinginkan

b. Polarization Beam Splitter (PBS); yang berfungsi untuk mengeluarkan sisa komponen - komponen channel terdekat

c. Automatic Polarization Control; berfungsi untuk membuat match status polarisasi dari channel yang diinginkan untuk kemudianditeruskan ke PBS berikutnya.

d. Monitor Photo Diode; berfungsi untuk mengirimkan sinyal feedbackke pengontrol polarisasi.

Lihat gambar berikut.

72


λΝ

Gambar Demultiplexer Wavelength/Polarization

λ1λ3 λ2

λΝ λ5 λ2

INPUT

BPFOutput

Monitor Photo Diode

Demux Optical Filter APC PBS

Channel Ganjil

Channel Genap

λ1λ3

λ3

73


Sinyal optik serial λ1 λ2 ……. λn dari optical fiber cable diterima oleh Demultiplexer Wavelength (Polarization), kemudian akan diproses dengan urutan sbb. :Sinyal diterima oleh Coupler; dimana coupler akan memecah sinyal menjadi 2 kelompok, yaitu sinyal pada channel genap dan sinyal pada channel ganjil; yang masing-masing diteruskan ke Demux Optical Filter.Demultiplex Optical Filter akan mengubah sinyal serial (channel genap dan channel ganjil) menjadi si nyal parallel; selanjutnya setiap channel akan dilewatkan pada Band Pass Filter (BPF), yang berfungsi untuk meneruskanchannel yang diinginkan dan meredam channel yang tidak diinginkan.Automatic Polarization Control (APC); berfungsi untuk mengontrolpolarisasi dari channel yang diinginkan.Polarization Beam Splitter (PBS); berfungsi untuk mengeluarkan sisa komponen -komponen channel terdekat; sehingga yang diteruskan benar-benar hanya channel yang diinginkan.Monitor Photo Diode; berfungsi untuk mengirimkan sinyal Feedback ke pengontrol polarisasi.

74


3. Cascaded ‚Multilayer Dielectric Thin-Film Filters‘

Cascaded thin-film filter

75


Cascaded Thin Film Filter (TFF) :1.Berdasar kepada prinsip Fabry Perot2.Mirrors mengelilingi cavity yang menggunakan „multiple

reflective dielectric thin film layers”3.Perubahan temperature stabil4.Low loss & polarization insensitive

76


Cascaded thin-film filter

77


Cascaded Thin Film Filter (TFF) :• Berdasar kepada prinsip Fabry Perot• Mirrors mengelilingi cavity yang menggunakan „multiple

reflective dielectric thin film layers”• Perubahan temperature stabil• Low loss & polarization insensitive

78


4. Arrayed Waveguide Grating (AWG) (1 x n DEMUX atau n x 1 MUX)

Input Coupler

Output Coupler

AWG: arrayed waveguide grating

79


Satu input signal yang sama di copy ke suatu array dari waveguides (AWG) : λ1... λnPada setiap waveguides signal tersebut menuju ke suatu path yang berbeda (difference:ΔL)Positive interference untuk input wavelengths λ1... λn pada output ports yang berbeda (1...n)Active temperature control!Silicium based integrated optics

80


Fiber Bragg Grating

5. Fiber Bragg Grating (digabung dengan circulator) untuk dropping channels

81


Gangguan berkala diberikan kedalam media propagasi(waveguide); yang disebut periode grating (memarut) :• Efisiensi pantulan maksimum terjadi pada panjang gelombang

tertentu (Panjang gelombang Bragg)• Panjang gelombang Bragg tergantung pada periode grating

dan indeks-bias “n” dari waveguide.• Redaman Rendah.• Cascadable untuk OADM (Optical Add/Drop Multiplexer)

82


Interleaver

TEKNOLOGI MUX/DEMUX

In

Out

Out

λ1, λ2, λ3, . . . λ10

50 GHz

100 GHz

λ1, λ3 . . . λ9

λ2, λ3 . . . λ10

83


Gambar menunjukkan teknik multiplexing Interleaver didalam WDM, dimana :• Dua deretan multi sinyal paralel (λ1, λ3, λ5, λ7, λ9 dan λ2, λ4,

λ6, λ8, λ10; dengan spasi 100 GHz) diterima oleh multiplex, untuk digabung menjadi satu deretan sinyal serial (λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6, λ7, λ8, λ9, λ10; dengan spasi 50 GHz) .

• Satu deretan sinyal serial (λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6, λ7, λ8, λ9, λ10; dengan spasi 50 GHz) diterima oleh demultiplex, untuk dipecah menjadi dua deretan multi sinyal paralel (λ1, λ3, λ5, λ7, λ9 dan λ2, λ4, λ6, λ8, λ10; dengan spasi 100 GHz).

84


• DWDM (Optical multiplexers) menggabungkan beberapa panjang gelombang menjadi satu.

• DWDM (Optical demultiplexers) memisahkan satu panjang gelombang menjadi beberapa.

• Banyak teknologi yang digunakan dalam optical multiplexing demultiplexing, misalnya:

–Thin film filters–Fiber Bragg gratings (FBG)–Arrayed Waveguide gratings (AWG)–FP cavity filter–Acousto optical tunable filters–Mach-Zehnder interferometer

85


Thin Film Filter

86


Teknik Multiplexing/Demultiplexing yang menggunakan “Thin Film Filter”; pada ditunjukkan :Pada Arah Multiplexer :1. TFF Section n menerima λn dan diteruskan ke tingkat berikutnya.2. TFF Section 3 menerima λ3 dan memantulkan λn untuk diteruskan ke

tingkat berikutnya.3. TFF Section 2 menerima λ2, memantulkan λ3 dan λn untuk diteruskan ke

tingkat berikutnya.4. TFF Section 1 menerima λ1, memantulkan λ2, λ3 dan λn untuk diteruskan

ke tingkat berikutnya.5. Pada Arah Demultiplexer :6. TFF Section n menerima λn dan diteruskan ke tingkat berikutnya.7. TFF Section 3 menerima λ3 dan memantulkan λn untuk diteruskan ke

tingkat berikutnya.8. TFF Section 2 menerima λ2, memantulkan λ3 dan λn untuk diteruskan ke

tingkat berikutnya.9. TFF Section 1 menerima λ1, memantulkan λ2, λ3 dan λn untuk diteruskan

ke tingkat berikutnya.

87


Fiber Bragg grating

FBG banyak digunakan pada sistem WDM misalnya untuk elemenchannel-drop, perangkat kompensasi dispersi, dan filterFBG memiliki rentang 10 nm dan memerlukan waktu penalaan dari 1 s.d. 10 detik.

88


Array Waveguide (AWG)

• AWG dapat menggantikan sejumlah Bragg grating

• Waktu penalaan filter AWG mendekati 10 ms.

89


Fabry Perot Cavity Filter

90


Fabry Perot Cavity Filter.

• Mechanical Tunable Laser– Menggunakan Transducer sebagai aktuator panjang gelombang.– Aktuator Transducer akan dapat secara fisik merubah panjang antar

dinding cangkang sehingga dapat menghasilkan variasi panjang gelombang output.

• Jarak fisik antar dinding cangkang harus dikalibrasi secara hati-hati terhadap panjang gelombang yang distandardkan ITU-T.– Dengan cara ini variasi tegangan pada aktuator Transducer akan

menghasilkan perubahan pada panjang gelombang yang dipancarkan.

91


Acousto Optical Tunable Filters

92


Saringan Acousto-Optic :• Penyetelan cakupan tegangan dan grating mempunyai pengaruh kecil terhadap

perubahan “electro refraction”. • Penyetelan cakupan tegangan dan grating yang lebih besar (mis.nya > 100 nm)

bisa dicapai dengan menggunakan acousto-optic filter; yaitu filter yang bisa digunakan untuk memilih beberapa panjang gelombang secara serempak.

• Prinsip Kerja : Di asumsikan bahwa cahaya masukan seluruhnya diterima oleh polarisasi TE. Pada port output-end suatu alat pengubah polarisasi (polarisator) akan memilih sinar pada polarisasi TM. Device Acousto Optic (AO) akan mengubah sinar dengan “spectral band” sempitdari TE ke TM.Sinar ini yang kemudian diteruskan ke tingkat berikutnya melalui port output-end. Jadi satu berkas Incident Light yang datang ke Acousto Optical Tunable Laser akan dibiaskan menjadi 3 berkas cahaya.

93


Mach-Zehnder Interferometers

94


Mach Zehnder Filters: Bentuk dasar dari Mach Zehnder interferometer (MZI) adalah sbb. Gambar diatas menunjukkan dua coupler 3-dB saling dihubungkan untuk membentuk suatu rangkaian interferometer. Pada coupler 3 dB pertama sinyal di split kedalam dua fiber path dan kemudiandigabung lagi menjadi satu satu oleh coupler 3-dB kedua. Bagian penggeser phase dipasang pada salah satu lengan interferometer (fiber yang satu). Pergeseran phasa bisa dilakukan dengan mengubah panjang path optik di lengan interferometer yang satunya lagi. Kondisi ini akan menghasilkan “time delay” phase diantara sinar yang merambat didalam tiap-tiap lengan dari fiber interferometer. The coherent addition of the two beams results in a change in the intensity transmitted through an arm of the interferometer

95


Skemati k 4-channel wavelength demultiplexer.

96


Splitter pertama menerima 4 wavelength serial; untuk kemudiandipecah menjadi dua, yaitu λ1, λ2 dan λ3, λ4.Splitter kedua masing-masing menerima dua sinyal serial, untuk kemudian dipecah menjadi dua; yaitu λ1 dan λ2 - λ3 dan λ4.Keempat wavelength tersebut selanjutnya diteruskan ke band pass filter masing-masing.

97


3.4. OPTICAL ADD/ DROP MULTIPLEXER (OADM )

98


Optical Add / Drop Multiplexer (OADM)

Suatu optical add/drop multiplexer (OADM) adalah perangkat yang berfungsi untuk menambahkan (add) atau mengambil(drop) individual wavelengths ke/dari DWDM aggregate pada sisi “in-line”, untuk membentuk fungsi add/drop optical level.

Sebelum OADM, “back to back DWDM terminal” sudah ada untuk mengakses individual wavelengths pada sisi “in-line”.

OADMs bisa bekerja untuk “add and drop fixed wavelenghts”, dan juga bisa untuk add/drop selective wavelength.Lihat gambar berikut.

99


Gambar Sistem WDM dengan OADM

100


Gambar Sistem WDM dengan OADM :WDM Mux : menggabungkan multi wavelength paralel

menjadi serial.ADD/DROP : melakukan drop – insert – pass through

(Express Channel) terhadap sinyal optik serial.WDM Demux : Memecah sinyal multi wavelength serial menjadi

sinyal multi wavelength paralel.

101


Add-Drop Multiplexers

● Digunakan untuk meng “couple out” satu atau lebih wavelengths dan untuk memasukkan wavelengths yang sama.

● Menggunakan Switch.

102


Gambar Add Drop Multiplexer dengan Coupler :WDM Demux1 : Memecah sinyal multi wavelength serial

menjadi sinyal multi wavelength paralel.ADD/DROP : melakukan drop – add – pass through (Express

Channel) terhadap sinyal optik serial.WDM Mux : menggabungkan multi wavelength paralel

menjadi serial.Gambar (a) : seluruh wavelength di drop/add.Gambar (b) : Setiap wavelength akan di pecah menjadi 2

oleh splitter; setengah sinyal diteruskan, dan setengah lainnya di drop

103


Functional DiagramContoh 4 band aplikasi OADM pada 10 channel add/drop node didalam sistem 40 channel.

104


Add - Drop dengan Thin Film Filter :Multi wavelength serial (sebanyak 40 kanal, kanal 20 – 59) diterima oleh Demux Common, kemudian diteruskan ke - 4 band OADM, yang terdiri dari : C20 – 29 : menerima multi wavelength kanal 20 – 59; melewatkan wavelength

kanal 20 – 29 (pass through/Drop 1), dan diteruskan ke Add 1 : C20 – 29); memantulkan kanal 30 – 59.

C30 – 39 : menerima multi wavelength kanal 30 – 59; melewatkan wavelength kanal 30 – 29 (pass through/Drop 2), dan diteruskan ke Add 2 : C30 – 39); memantulkan kanal 40 – 59.

C40 – 49 : menerima multi wave length kanal 40 – 59; melewatkan wavelength kanal 40 – kanal 49 (pass through/Drop 3), dan diteruskan ke Add 3 : C40 – 49); memantulkan kanal 50 – 59.

C50 – 59 : menerima multi wave length kanal 50 – 59; untuk diteruskan ke perangkat DEMUX (Drop)

105


OADM dengan circulator dan FBG

106


Operasi add-drop pada stasiun end-user dengan menggunakan circulators dan serat yang di-Bragg grating

107


Losses Connector loss (Lc), Tap loss (Ltap), Throughput loss (Lth), Intrinsic loss dan Fiber loss

108


109


3.5. OPTICAL SWITCHES/OPTICAL CROSS CONNECTION (OXC)

110


SWITCHING.

Ada 2 jenis Switching :

1. “Circuit Switching”2. “Packet Switching”.

Untuk transmisi optik dengan kecepatan tinggi, yang digunakan adalah packet switching, karena dapat mentransfer data lebih effisien.Jaringan yang berbasis pada “packet switching” dapat menyediakan keperluan yang dibutuhkan oleh suatu node untuk mendeteksi dan mengirimkan optoelectronically setiap packet data optik yang datang.

111


OPS (Optical Packet Switching) NODE ARCHITECTURE

Gambar berikut memperlihatkan diagram balok fungsi architecture node Optical Packet Switching (OPS).

OPS tdr. Dr. :1. Sepasang multiplexers dan demultiplexers2. Satu input interface, 3. Space switch fabric dengan optical ber (Misalnya ber delay lines) dan

wavelength converters, 4. Satu out-put interface, 5. Dan switch control unit.

Packets yang tiba di “input ber” pertama akan di demultiplexed menjadi individual wavelengths, kemudian dikirim ke “input interface”. Setiap packet berisi payload dan optical header (mis. IP header) yang digunakan untuk routing didalam daerah optical.

112


Gambar architecture node Optical Packet Switching

113


Input interface berfungsi bertanggung jawab untuk mengeluarkan “optical packet header” dan kemudian meneruskan ke “switch control unit” untuk diproses.

Switch control unit berfungsi memproses :1. “Header information, 2. Menentukan out-put port dan wavelength yang sesuai untuk packet, 3. Memerintahkan switch fabric untuk melakukan route packet yang

dikehendaki. Untuk keperluan routing packet, switch mungkin harus mengubah menjadi wavelength baru.

4. Menentukan header baru untuk packet, dan meneruskannya ke output interface.

Output interface, berfungsi memberikan header baru untuk packet, dan kemudianmeneruskan packet ke outgoing ber link ke node berikutnya didalam path.

114


Optical cross-connect architecture

115


Gambar : 2 × 2 OXN cross-connecting channels 1 dan 2 sepanjang dua paths (dotted and dashed lines, respectively) dengan tujuan ke port output fiber yang sudah ditentukan.

116


Gambar - OXC yang diimplementasikan dengan menggunakan FBGs, circulators, dan passive combiners

117


3.6. OPTICAL AMPLIFIER/REGENERATOR

118


Optical Amplifier 1. Pre-amplifier

Ditempatkan persis sebelum receiver, untuk menaikkan kekuatan signal; sesuai dengan rentang sensitivitas receiver.

2. Post amplifier menguatkan sinyal pada sisi pengirim, dipasang persis setelah transmitter.

3. In-Line Amplifier (ILA).Ditempatkan kira-kira setiap 80 s/d 100km media optik, untuk menguatkkan signal yang mengalami redaman selama dalam transmisi untuk mencapai tempat yang dituju, ILA berikutnya atau sisi terminal. ILA bekerja pada daerah optik, dan berfungsi sebagai amplifier 1R.

4. Amplifier dikatagorikan kedalam 1R, 2R, dan 3R:–1R : Re-amplify–2R : Re-amplify dan reshape–3R : Re-amplify, reshape, dan retime

5. Pengembangan jaringan WDM/DWDM agar mencakup jarak lebih jauh dan/atau menambah jumlah node memerlukan penyisipan repeater atau amplifier.

119


Contoh suatu jaringan WDM untuk jarak jauh.

Gambar diatas menunjukkan contoh jaringan WDM untuk jarak jauh; dimana pada jaringan dilengkapi dengan :- Post Amplifier.- In-Line Amplifier.- Pre Amplifier.Sehingga diperoleh kualitas sinyal terima sama sinyal yang dikirim.

120


7. Amplifier dapat menyediakan regenerasi 1R hanya untuk menanggulangi redaman daya optik

8. Repeater dapat menyediakan regenerasi 3R untuk menanggulangi redaman dan dispersi

9. Perangkat 1R hanya menguatkan sinyal yang diterima

10. Perangkat 2R menyediakan amplification dan reshaping gelombang untuk menyediakan recovery data

11. Perangkat 3R melakukan amplificationsdan reshaping serta memerlukan suber waktu yang digunakan bagi pewaktuan kembali transponder

12. Power Amplifier/BoosterGambar berikut menggambarkan tiga aplikasi optical amplifier, dimana amplifier pertama adalah Power Amplifier (Booster). Power amplifiers (atau juga disebut booster amplifiers) ditepatkan langsung setelah optical transmitter. Aplikasi ini membutuhkan EDFA untuk mendapatkan signal input yang besar dan memperoleh signal output dengan level maksimum.

121


Tiga Aplikasi EDFA

Tiga Aplikasi EDFA :Power Booster.In-Line Amplifier.Pre Amplifier.

122


Untuk Kompensasi Loss didalam Optical Networks

Yaitu dengan meng-insert-kan EDFA sebelum 8 x 1 optical splitter akan menaikkan power hampir sekitar +19 dBm, sehingga memungkinkan setiap signal dari 8 signal akan mendapat +9 dBm, dengan akibat output power akan hamper sama dengan original transmitter power.

Optical splitter sendiri mempubyai “nominal optical insertion loss” sebesar 10 dB.

Transmitter mempunyai optical output sebesar +10 dBm, berarti bahwa optical splitter outputs tanpa EDFA adalah sebesar 0 dBm. Output power ini dapat diterima hampir oleh seluruh aplikasi digital.

123


Loss Compensation didalam Optical Networks

+ 10 dBm

+ 19 dBm

+ 9dBm

Loss 10 dB

Untuk mengkompensasi loss terhadap sinyal selama dalam perjalan dari Transmitter ke Receiver didalam jaringan optik digunakan Power Amplifier; dalam hal ini yang digunakan EDFA..

124


Network Regeneration

125


Untuk sistem WDM, regenerasi diperlukan bagi seluruh panjang gelombang.Untuk jaringan metro WDM dengan jumlah node yang banyak, bisa digunakan Semiconductor Optical Amplifier (SOA).

Pada gambar menunjukkan suatu jaringan WDM yang terdiri dari :1. Transponder (synchronous dan asynchronous), dengan regenerasi 2R.2. Multiplexer.3. Optical Amplifier, dengan regenerasi 1R.4. Demultiplexer.5. Regenerator, dengan regenerasi 3R.6. Multiplexer.

126


Ada 3 tipe Amplifier :

1. Erbium Doped Fiber Amplifiers (EDFA) 2. Raman Fiber Amplifiers 3. Semiconductor Optical Amplifiers (SOA)

127


1. Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFAs).

EDFAs menyediakan mekanisme gain untuk penguatan DWDM.1. Sistem DWDM menggunakan erbium amplifier karena dapat bekerja dengan

baik dan sangat efisien sebagai amplifier pada rentang 1530 nm –1565 nm.2. Cahaya dipompakan pada sekitar 980 nm dan/atau 1480 nm untuk

mengeksitasi ion erbium yang kemudian menguatkan panjang gelombang pita C yang masuk dari sumber.

128


Block Diagram EDFA 1 Tingkat

129


Block Diagram EDFA 2 Tingkat

130


Input coupler, Coupler #1, adalah microcontroller untuk memonitor input lightmelaui detector #1.

Input isolator, isolator #1 (selalu ada) untuk mencegah signal balik. WDM #1 (selalu ada) untuk meng-injeksikan pump wavelength 980 nm kedalam panjang (length) dari “erbium-doped fiber”. WDM #1 mengkopel optical input signal kedalam “erbium-doped fiber”dengan minimal optical loss.

Erbium-doped optical fiber biasanya sepanjang 10meters. Energy 980 nm memompa atom erbium kedalam “slowly decaying, excited state”. Jika energy didalam band 1550 nm berjalan melalui fiber, hal ini akan menyebabkan “stimulated emission of radiation”, sehingga akan menguatkansignal 1550 nm .

131


WDM #2 (hanya ada pada dual pumped EDFAs); mengkopel energi 980 nm tambahan dari Pump Laser #2 kedalam ujung dari erbium-doped fiber, meningkatkan penguatan dan daya output.

Isolator #3 (selalu ada). Coupler #2 optional. Tap yang terhubung ke Detector #3 digunakan untuk memonitor daya optical output. Tap yang terhubung ke Detector #2 digunakan untuk memonitor “reflections back” kedalam EDFA.

Fitur ini bisa digunakan untuk mendedteksi apabila konektor pada “optical output” putus. Hal ini akan menaikkan signal back-reflected, dan microcontrolled dapat meng- set pump lasers ke disable, untuk keselamatan tenaga teknik yang sedang bekerja dengan EDFAs.

132


Untuk sistem optikal fiber dengan performansi tinggi perlu digunakan dua tingkat EDFA dengan “mid-stage access”.

Dalam hali ini, dua “single-stage EDFAs” di paket menjadi satu.

Output EDFA tingkat pertama dan input EDFA tingkat kedua membawa sinyal untuk user.

Untuk menekan “overall dispersion” dari sistem, secara periodikbisa digunakan “dispersion compensating fiber (DCF)”. Tetapi hal ini akan menyebabkan naiknya insertion loss sekitar 10 dB.

133


Figure 3 - Two-stage EDFA with Mid-stage Access

134


Pertama optical input dilewatkan pada optical Isolator #1, kemudian keWDM #1, dimana di injeksikan “980 nm pump wavelength” kedalam length pertama dari erbium-doped fiber. WDM #1 juga bisa mengkopel “optical input signal” kedalam erbium-doped fiber dengan optical loss minimal. Erbium-doped optical fiber biasanya sepanjang 10meters. Energy 980 nm memompa atom erbium kedalam “slowly decaying, excited state”.

Jika energy didalam band 1550 nm berjalan melalui fiber, hal ini akan menyebabkan “stimulated emission of radiation”, sehingga akan menguatkan signal 1550 nm . Dan signal ini akan diteruskan ke optical isolator #2, dan diteruskan untuk user.

Biasanya “dispersion compensating device” akan dihubungkan pada “mid-stage access point”.

Sinar kemudian berjalan melalui isolator #3 dan WDM #2, yang akan mengkopel energi980 nm tambahan dari “second pump laser” kedalam ujung lain dari “second length” erbium-doped fiber, menaikkan penguatan dan output power.

Dan akhirnya sinar berjalan melalui isolator #4.

135


Keuntungan EDFA :

• Efficient pumping • Minimal polarization sensitivity • High output power • Low noise • Low distortion dan minimal crosstalk • Mempunyai efisiensi lebih tinggi dari Raman untuk “low amplifier pump powers”

(aplikasi kanal rendah).• Bisa digabung dengan Raman, untuk mendapat hasil yang jauh lebih baik lagi.

Kekurangan EDFA :

• Limited untuk band C dan L • Pada “higher amplifier pump powers” (aplikasi kanal lebih tinggi) kurang efisien

dibanding Raman amplifiers

Pump Laser

Sumber daya untuk menguatkan signal biasanya laser pada 980nm atau1480nm laser.

136


Erbium Doped Fiber

Single mode fiber, doped dengan ion-ion erbium, bekerja sebagai penguatfiber, mentransfer power dari pump laser ke target wavelengths.

Wavelength Selective Coupler

Meng-couple “pump laser wavelength” ke gain fiber dan menyaring(mengeluarkan) “extraneous wavelengths” dari “laser output”.

Isolator

Mencegah setiap sinar yang terpantul kembali (back-reflected light), agar tidak masuk ke amplifier.

137


2. Raman Fiber Amplifiers (RFAs)

• Raman fiber amplifiers menggunakan “Raman effect” untuk mentransfer power dari “pump lasers” ke wavelengths yang dikuatkan.

• Memanfaatkan efek stimulated Raman scattering (SRS)• SRS adalah tipe nonlinear scattering yang menghasilkan penguatan broadband

untuk sejumlah kanal optik• Penguatan Raman terjadi ketika sinyal pompa dengan panjang gelombang yang

lebih pendek dibuat agar berpropagasi melalui serat• Sinyal pompa menimbulkan gelombang Stoke’s pita lebar yang mentransfer

energi dan menguatkan sejumlah kanal di dalam sistem WDM• Gain spectra dari penguatan Raman cukup lebar (150 s/d 200 nm) dan meliputi

seluruh pita operasi S, C, L, dan U• Biasanya, amplifier Raman menghasilkan gain 20 dB-35 dB dengan daya

pompa 800 mW –1 W• RFA memiliki profil gain yang lebih datar pada pita operasi dan NF yang lebih

rendah daripada EDFAs• Kelemahan RFA dibanding EDFAs yaitu memerlukan daya input pompa yang

tinggi yang dapat menyebabkan cacat akibat non-linieritas

138


139


Typical Raman Amplifier Configuration

Pump laser disini bekerja pada wavelength 1535 nm. Circulator berfungsi untuk meng-injecting light backwards ke arah transmission path dengan minimal optical loss.

140


141


Keuntungan Raman :

• Bandwidth lebar.• Bisa bekerja pada band C, L, dan S.• Penguatan Raman bisa muncul didalam “ordinary silica fibers”• Pada “higher amplifier pump powers” (aplikasi kanal lebih tinggi) lebih efisien

dari EDFAs.• Bisa digabung dengan Raman, untuk mendapat hasil yang jauh lebih baik lagi.

Kekurangan Raman :

Mempunyai efisiensi lebih rendah dari EDFAs untuk “low amplifier pump powers”(aplikasi kanal rendah)

142


3. Semiconductor Optical Amplifier

Sama seperti laser, SOA menggunakan “current injection” melalui layer junction didalam semiconductor untuk men-stimulate emisi photon. Pada SOA, “anti-reflective coating” digunakan untuk mencegah lasing.SOA beker pada 1310 nm and 1550 nm

Keuntungan SOA :

Solid state design lends itself to integration with other devices, as well as massproduction. Menguatkan melalui wide bandwidth

Kekurangan SOA :

• Nois tinggi dibanding EDFAs dan Raman amplifiers.• Low power.• Crosstalk antar channels.• Sensitiv terhadap polarisasi “input light”.• Insertion loss tinggi.• Coupling diantara SOA dan transmission fiber sulit.

143


Semiconductor Optical Amplifier

144


Semiconductor Optical Amplifiers (SOA), adalah “semiconductor lasers” dimana mirror feedback sudah di eliminasi.SOA bekerja pada daerah 1300 and 1550 nm.

145


Pada jaringan optik modern SOAs digunakan sebagai :

Power Boosters:Banyak designs “tunable laser” dengan level power optical outputrendah dan harus segera diikuti dengan suatu optical amplifier.(Power booster ini bisa SOA atau EDFA.)

In-Line Amplifier.Meneguatkan signal optik didalam path optik.

Wavelength Conversion: mengubah wavelength dari optical signal.

Receiver Preamplifier: SOAs bisa dipasang didepan detectors untuk meningkatkansensitivitas.

146


Perbandingan Amplifier Optik

*SOA = Semiconductor Optical Amplifier; digunaka pada “loss-limited WDM metro network”

147


3.7. OPTICAL FIBER

148


1. Multimode: supports hundreds paths for light.

2. Single mode: supports a single path for light

JENIS OPTICAL FIBRE.

149


Multi-Mode vs Single-Mode

Multi-Mode Single-Mode

Modes Cahaya Banyak SatuJarak Tempuh Dekat JauhBandwidth Rendah TinggiAplikasi Umum Access Metro, Core

150


Attenuation• Hal disebabkan oleh menurunnya daya dari sinar selama dalam

transmisi disepanjang fiber. – Utamanya disebabkan oleh scattering.– Tergantung kepada “transmission frequency”.– Diukur dalam dB/km ( ))(log10 10 inout PPdB =

151


SINGLE MODE FIBER STANDARDS• ITU-T G.652 – standard Single Mode Fiber (SMF) atau Non Dispersion

Shifted Fiber (NDSF). – Fiber Optik yang paling banyak dikembangkan (95% dari produk dunia).

• “Water Peak Region”: yaitu pada daerah wavelength sekitar 80 nanometers (nm) dari pusat 1383 nm dengan redaman tinggi.

152


• ITU-T G.653 – Dispersion Shifted Fiber (DSF)– Dia menggeser harga “zero dispersion” diantara window

1550nm.– Kanal-kanal yang dialokasikan dekat dengan panjang

gelombang 1550 nm pada DSF akan sangat dipengaruhi oleh induksi noise “nonlinear effects” yang disebabkan oleh Four Wave Mixing (FWM).

• ITU-T G.655 – Non Zero Dispersion Shifted Fiber (NZDSF)– Sedikit dispersi chromatic pada panjang gelombang 1550

nm: akan meminimalkan “nonlinear effects”.• Bagus untuk transmisi DWDM (band C dan L)

153


ITU-TStandard

Name Typical Attenuation

value (1550nm)

Typical CD value

(1550nm)

Applicability

G.652 standard Single Mode Fiber

0.25dB/km 17 ps/nm-km OK for xWDM

G.652c Low Water Peak SMF

0.25dB/km 17 ps/nm-km Good for CWDM

G.653 Dispersion-Shifted Fiber

(DSF)

0.25dB/km 0 ps/nm-km Bad for xWDM

G.655 Non-Zero Dispersion-

Shifted Fiber (NZDSF)

0.25dB/km 4.5 ps/nm-km Good for DWDM

154


Attenuation

0,40dB/km0,25dB/km

Single WDMchannel multi-channel

1319 nm 1550 nm wavelength

Gambar-1 : Kurva Redaman versus wavelength

155


Dispersi(+)

DispersiZero

Dispersi(-)

wavelength 1310 nm 1550 nm

NZDSF(- ) (Rec. G.655)

DSFG.653

NZDSF(+) G.655

SMF ( Rec.G.652)

Shifted C-band : 1530-1565nmL-band : 1565-1625nmWDM multi-channel area

Gambar-2 : Wavelength versus karakteristik dispersi; dan sejarahpergeseran (shifted) zero dispersi dari 1310 nm ke 1550 nm.

156


Produksi kabel optik Single Mode pertama adalah SMF (Rec. ITU-T G.652), bekerja pada center panjang gelombang 1319 nm, yang kabelnya disebut Single Mode Fiber (SMF).Kemudian berikutnya diketemukan tipe kabel optik yang lebih bagus lagi, yaitu pada window 1550 nm (center frekwensi); diatur dalam Rec. ITU-T G.653, yang dikenal dengan Shifted SMF. Jadi kabel Shifted SMF ini mempunyai dispersi “0” pada panjang gelombang 1550 nm.Untuk transmisi multi panjang gelombang pada window 1550 nm tidak bagus, karena pada dispersi “0” akan mengalami gangguan Four Wave Mixing (FWM).Efek FWM bisa diatasi dengan menggeser zero dispersi menjadi lebih besar (dispersi +) atau menjadi lebih kecil (dispersi -); dan diatur pada ITU-T G.655.

157


3.8. DISPERSION COMPENSATING DEVICE

158


DISPERSION DIDALAM SINGLE MODE FIBERS

“Dispersion”

Adalah suatu phenomena yang membatasi kecepatan transmisi dari suatu signal optical yang dilewatkan pada kabel optik.

Tipe Dispersion Utama.

• Dispersi Wavelength (atau Chromatic) :

Adalah suatu phenomena dimana kecepatan transmisi berubah diantara panjang gelombang yang berbeda didalam suatu signal optik tunggal.

159


Image dari Wavelength Dispersion

Suatu spektrum signal optical sebenarnya bukanlan merupakan suatu panjang gelombang tunggal. “Wavelength dispersion” adalah suatu phenomena dimana kecepatan transmisi didalam kabel fiber berubah tergantung kepada panjang gelombang optiknya.

Satuan dari Wavelength (Chromatic) Dispersion: adalah ps/nm (Delay pada picoseconds diantara wavelengths yang terpisah sejauh 1 nanometer)

Biasanya diekspresikan dalam satuan ps/nm/km (Dispersion per kilometer dari fiber)

160


WAVELENGTH

161


Pengaturan Dispersion didalam Sistem DWDM :

1.Chromatic Dispersion didalam fiber adalah dibutuhkan.

Dapat dicegah dengan menggunakan Dispersion didalam Fiber

2. Tetapi pada signal dengan kecepatan tinggi membutuhkan karakteristik Chromatic Dispersion end-to-end yang sangat rendah.

3. Oleh karena itu perlu adanya “Dispersion Management”

162


Optical signals U1 s/d U12 tidak dibutuhkan, dibangkitkan oleh FWM (Four Wave Mixing), dari 3 spasi signal yang sama S1 s/d S3 dengan frequensi f1, f2 dan f3 secara bersamaan di pancarkanpada titik dispersi zero.

163


Dispersion Management in DWDM sistem (lanjutan) :

4. Jaminan dispersi didalam semua segment fiber.5. Menjaga dispersi End-to-End agar tetap didalam batas yang sudah

ditentukan.

164


Image dari Dispersion Compensation

Transmission path fiber Dispersion compensation fiber

Meng-eliminasi efek dispersion dengan menggunakan “transmission path fiber” dan “special fiber” (dispersion compensation fiber: DCF) yang mempunyai karakteristik dispersion berlawanan, dan memungkinkan penggunaan rentang yang lebih panjang.

Equivalent fiber yang bebas dari dispersion

165


Results dari Dispersion Compensation

Kompensasi Dispersion adalah dibutuhkan sesuai dengan jumlah “transmission path dispersion”. Kompensasi dispersion yang benar akan menkompensasi dispersion secara total (hampir 100%).

Waveform yang diterima setelah transmisi SMF 80 km

Tanpa “dispersion compensation”

Dengan “dispersion compensation”

166


Methode Umum “Dispersion Compensation”

Penggunaan “Dispersion Compensation Fiber (DCF) untuk meng-elimnasikarakteristik dispersion sehingga dimungkinkan transmisi melalui fiber pada jarak yang jauh dengan bit rate 10 G.

167


Gambar menunjukkan perbandingan antara transmisi melalui fiber optik yang tidak menggunakan dan yang menggunakan “Dispersion Compensation Fibre (DCF)” :Tanpa DCF transmisi hanya menempuh jarak beberapa km; sedangkan dengan DCF transmisi mampu menempuh jarak s/d 80 km

168


Dispersion Compensation Unit (DCU)

Berfungsi untuk mengeluarkan efek dari dispersion yang menumpukselama dalam transmisi, yaitu dengan jalan memperbaiki pulsasignal yang di distorsi oleh “chromatic dispersion”.

Jika signal kurang dari efek “positive dispersion” selama dalam transmission, maka DCU akan memperbaiki signal dengan menggunakan “negative dispersion”; dan sebaliknya.

169


Prinsip Kompensasi Dispersi

170


Sinyal ditransmisikan melalui optical fiber dengan jarak dari “0 km s/d n km”; sinyal awal (Initial Pulse) pada jarak “0 km” lebar pulsabagus, pada jarak “n km” pulsa akan mengalami pelebaran(mengalami Positif Dispersion).Pada jarak “n km” sinyal dilewatkan pada DCU (Dispersion Compensating Device), dimana sinyal akan mengalami proses kompensasi dispersi; sehingga keluaran dari DCU diperoleh sinyal dengan kualitas sama seperti pada jarak “0 km”.

171


3.9. KOMPONEN PENDUKUNG

172


Attenuator merupakan salah satu komponen pasif yang digunakan untuk meredam daya optis yang dilewatkanpadanya.

Terdapat dua jenis attenuator :

Variable attenuator

Fixed attenuator (Pad)

Besarnya redaman dinyatakan dalam dB.

Biasanya digunakan untuk mengurangi besarnya daya agar sesuai dengan persyaratan input dari suatu perangkat (device).

ATTENUATOR

173


10 dB10 dB

5 dB5 dB

CONTOH FIXED ATTENUATORCONTOH FIXED ATTENUATOR

Fixed attenuator dengan redaman 5 dB dan 10 dB.

174


CONTOH SPESIFIKASI ATTENUATORCONTOH SPESIFIKASI ATTENUATOR(VENDOR = RADIANT COMMUNICATIONS CORP)(VENDOR = RADIANT COMMUNICATIONS CORP)

Return Loss : - 70 dBInsertion Loss :

• Variable : 1.0 s/d 40 dB• Fixed : 1.0 s/d 20 dB

Pigtail Length : 0,5 m (standard - each side)Fiber type : Single modeWavelength : Insertion loss is measured at 1300 nm (standard - 1500 nm optional).

175


Wavelength Coupler

Directional Coupler digunakan untuk menggabungkan dan memecah optical signals

Input 1

Input 2

Output 1

Output 2

L, coupling length

Gabungkan 2 fibers secara bersama pada panjang L (coupling length) Sinar dipancarkan dari satu waveguide ke waveguide yang lainnya

2 x 2 coupler

3dB coupler: power split 50 : 50Contoh : combiner MX pada WL8 terdiri dari 3 x 3dB coupler (kira-kira 10dB) tap coupler : power split 5 : 95Contoh : OMC=optical monitoring card

PRINCIPLE

176


CONTOH COUPLER :

177


Prinsip Kerja Coupler pada gambar diatas adalah :• Sinyal optik (Input Spectrum) di teruskan ke Coupler; oleh

coupler sinyal yang diterima di couple menjadi dua :• Satu dilewatkan melalui core optik yang dilengkapi dengan

periodic filter, “direct spectrum”. • Satunya lagi dilewat fiber murni (tanpa filter) “Complementary

Spectrum”. • Keluaran dari coupler, diteruskan ke tingkat selanjutnya pada

arah yang berlawanan.

178


179


Prinsip Kerja Coupler pada gambar diatas adalah :• Multi Sinyal optik (λ1, λ2, λ3, λ4, λ5) di teruskan ke Coupler

3-dB; oleh coupler sinyal yang diterima di couple menjadi :• Satu sinyal λ3 diteruskan ke port-2.• Empat sinyal serial (λ1, λ2, λ4, λ5) diteruskan ke circulator

kedua melalui fiber optik yang dilengkapi dengan periodic filter.

• Dari circulator kedua, multi sinyal optik serial diteruskan ke port-4.

180


Wavelength Isolator

Isolator berfungsi untuk meneruskan transmisi optical hanya pada satu arah,dan memblokir (menyetop) transmisi optik arah sebaliknya.

Incoming light

BLOCKED

PolarizerFaraday rotator

Faraday rotator – memutar SOP, sesuai dengan arah propagationSinar Reflected akan di blokir (isolation 40-50dB)

IsolatorPolarizer

Reflected light

State of polarization (SOP)

PRINCIPLE

Contoh : Isolator yang dipasang di depan “optical amplifiers” berfungsi untuk mencegahreflections agar tidak masuk ke optical amplifier.

181


Circulator

Pada prisipnya suatu Circulator adalah sama dengan suatu Isolator, bedanya hanyaKarena circulator mempunyai banyak port (biasanya tiga atau emapt)

1

4

2

1

3

2

3

Contoh :Untuk memisahkan signal optik dengan arah propagation yang berbeda (panjang gelombang biru/merah pada TransXpress Infinity MTS)

182


CONTOH CIRCULATOR.

183


Prinsip Kerja Circulator pada gambar diatas adalah :1.Multi Sinyal optik (λ1, λ2, λ3, λ4, λ5) di teruskan ke Circulator;

oleh circulator sinyal yang diterima di split menjadi dua :2.Satu sinyal λ3 diteruskan ke port-2.3.Empat sinyal serial (λ1, λ2, λ4, λ5) diteruskan ke circulator

kedua melalui fiber optik yang dilengkapi dengan periodic filter. Dari circulator kedua, multi sinyal optik serial diteruskan ke port-3.

184


185


Prinsip Kerja Circulator pada gambar diatas adalah :Sinyal optik (Input Spectrum) di teruskan ke Circulator; oleh circulator sinyal yang diterima di split menjadi dua, satu dilewatkan melalui periodic filter, dan yang satunya lagi lewat fiber murni (tanpa filter).Keluaran dari circulator ada dua sinyal, yaitu “direct spectrum” dan “Complementary Spectrum” untuk diteruskan ke tingkatselanjutnya.

186


187


• Optical transmission dilakukan didalam daerah wavelength, yang disebut “bands”.

• Sistem DWDM Komersial biasanya transmit pada C-band– Biasanya menggunakan Erbium-Doped

Fiber Amplifier (EDFA).• Sistem CWDM Kommersial biasanya

transmit pada S, C dan L bands.• ITU-T telah menentukan wavelength grid

transmisi xWDM– REC. G.694.1 untuk transmisi DWDM ,

mencakup S, C dan L bands.– REC. G.694.2 untuk transmisi CWDM,

meliputi O, E, S, C dan L bands.

Band Wavelength (nm)O 1260 – 1360E 1360 – 1460S 1460 – 1530C 1530 – 1565L 1565 – 1625U 1625 – 1675

188


Jumlah Panjang Gelombang.

Jumlah panjang gelombang; misalnya :32 - 64 - 128 - 256 dst.nya

Sampai saat ini, sebagai contoh :- Fujitsu memproduksi WDM dengan jumlah lambda = 64 x 2,5 Gbps per fiber, atau

identik dengan bit rate 160 Gbps per fiber, dengan nama perangkatnya adalah 320G.- Lucent Technology memproduksi WDM dengan panjang gelombang = 80 x 2,5

Gbps per fiber, atau identik dengan bit rate 200 Gbps per fiber; dengan nama perangkatnya adalah WaveStarTM OLS400G, yang mampu transmit s/d 650 km.

Panjang Gelombang yang biasa digunakan.Panjang Gelombang yang biasanya digunakan adalah :Sekitar 1550 nm; karena panjang gelombang optik pada ring adalah yang terbaik,karena mempunyai redaman yang sangat kecil.

Jarak (spasi) antara panjang gelombang.Jarak (spasi) antara panjang gelombang yang berdekatan adalah :Setiap panjang gelombang biasanya mempunyai perbedaan kelipatan dari 0,8 nm (kadang-kadang dengan spasi frekwensi 100 GHz, yaitu frekwensi pemisah; atau sesuai dengan ITU-Grid).

189


190


191


INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION (ITU) GRID TABLE ITU-T G.694 L DAN C BAND UNTUK DWDM, SPASI 50 GHz

Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

222 184800 1622.25218 184850 1621.81213 184900 1621.38209 184950 1620.94205 185000 1620.50200 185050 1620.06196 185100 1619.62191 185150 1619.19187 185200 1618.75183 185250 1618.31178 185300 1617.88174 185350 1617.44

Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

170 185400 1617.00165 185450 1616.57 161 185500 1616.13 157 185550 1615.70 152 185600 1615.26 148 185650 1614.83 143 185700 1614.39 139 185750 1613.96 135 185800 1613.52 130 185850 1613.09 126 185900 1613.65 122 185950 1612.22

192


117 186000 1611.79 113 186050 1611.35 109 186100 1610.92 104 186150 1610.49 100 186200 1610.06 096 186250 1609.62 091 186300 1609.19 087 186350 1608.76 083 186400 1608.33 079 186450 1607.90 074 186500 1607.47 070 186550 1607.04 066 186600 1606.60 061 186650 1606.17 057 186700 1605.74 053 186750 1605.31

Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

048 186800 1604.88 044 186850 1604.46 040 186900 1604.03 036 186950 1603.60 031 187000 1603.17 027 187050 1602.74 023 187100 1602.31 018 187150 1601.88 014 187200 1601.46 010 187250 1601.03 006 187300 1600.60 001 187350 1600.17 997 187400 1599.75 993 187450 1599.32 988 187500 1598.89 984 187550 1598.47

Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

193


Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

980 187600 1598.04 976 187650 1592.62 971 187700 1597.19 967 187750 1596.76 963 187800 1596.34 959 187850 1595.91 954 187900 1595.49 950 187950 1595.06 946 188000 1594.64 942 188050 1594.22 937 188100 1593.79 933 188150 1593.37 929 188200 1592.95925 188250 1592.52 921 188300 1592.10 916 188350 1591.68

Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

912 188400 1591.26 908 188450 1590.83 904 188500 1590.41 899 188550 1589.99 895 188600 1589.57

891 188650 1589.15

887 188700 1588.73 883 188750 1588.30 878 188800 1587.88

874 188850 1587.46

870 188900 1587.04

866 188950 1586.62 862 189000 1586.20

857 189050 1585.78

853 189100 1585.36

849 189150 1584.95

194


Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

845 189200 1584.53

841 189250 1584.11

836 189300 1583.69

832 189350 1583.27

828 189400 1582.85

824 189450 1582.44

820 189500 1582.02

816 189550 1581.60

811 189600 1581.18

807 189650 1580.77

803 189700 1580.35

799 189750 1579.93

795 189800 1579.52

791 189850 1579.10

786 189900 1578.69

782 189950 1578.27

778 190000 1577.86

774 190050 1577.44

770 190100 1577.03

766 190150 1576.61

762 190200 1576.20

758 190250 1575.78

753 190300 1575.37

749 190350 1574.95

745 190400 1574.54

741 190450 1574.13

737 190500 1573.71

733 190550 1573.30

728 190600 1572.89

724 190650 1572.48

720 190700 1572.06

716 190750 1571.65

195


Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

712 190800 1571.24

708 190850 1570.83

704 190900 1570.42

700 190950 1570.01

695 191000 1569.59

691 191050 1569.18

687 191100 1568.77

683 191150 1568.36

679 191200 1567.95

675 191250 1567.54

671 191300 1567.13

667 191350 1566.72

663 191400 1566.31

659 191450 1565.90

655 191500 1565.50

650 191550 1565.09

Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

646 191600 1564.68

642 191650 1564.27

638 191700 1563.86

634 191750 1563.45

630 191800 1563.05

626 191850 1562.64

622 191900 1562.23

618 191950 1561.83

614 192000 1561.42

610 192050 1561.01

606 192100 1560.61

602 192150 1560.20

597 192200 1559.79

593 192250 1559.39

589 192300 1558.98

585 192350 1558.58

196


Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

581 192400 1558.17

577 192450 1557.77

573 192500 1557.36

569 192550 1556.96

565 192600 1556.55

561 192650 1556.15 557 192700 1555.75 553 192750 1555.34

549 192800 1554.94

545 192850 1554.54 541 192900 1554.13 537 192950 1553.73 533 193000 1553.33 529 193050 1552.93 525 193100 1552.52 521 193150 1552.12

Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

517 193200 1551.72 513 193250 1551.32 509 193300 1550.92 505 193350 1550.52 501 193400 1550.12 497 193450 1549.72 493 193500 1549.32 489 193550 1548.91 485 193600 1548.51 481 193650 1548.11 477 193700 1547.72 473 193750 1547.32 469 193800 1546.92 465 193850 1546.52 461 193900 1546.12 457 193950 1545.72

197


Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

453 194000 1545.32 449 194050 1544.92 445 194100 1544.53 441 194150 1544.13 437 194200 1543.73 433 194250 1543.33 429 194300 1542.94 425 194350 1542.54 421 194400 1542.14 417 194450 1541.75 413 194500 1541.35 409 194550 1540.95 405 194600 1540.56 401 194650 1540.16 397 194700 1539.77 393 194750 1539.37

Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

389 194800 1538.98 385 194850 1538.58 381 194900 1538.19 377 194950 1537.79 374 195000 1537.40 370 195050 1537.00 366 195100 1536.61 362 195150 1536.22 358 195200 1535.82 354 195250 1535.43 350 195300 1535.04 346 195350 1534.64 342 195400 1534.25 338 195450 1533.86 334 195500 1533.47 330 195550 1533.07

198


Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

326 195600 1532.68 322 195650 1532.29 319 195700 1531.90 315 195750 1531.51 311 195800 1531.12 307 195850 1530.72 303 195900 1530.33 299 195950 1529.94 295 196000 1529.55 291 196050 1529.16 287 196100 1528.77 283 196150 1528.38 279 196200 1527.99 276 196250 1527.60 272 196300 1527.22 268 196350 1526.83

Channel#

Frequency(GHz)

Wavelength(nm)

264 196400 1526.44 260 196450 1526.05 256 196500 1525.66 252 196550 1525.27 248 196600 1524.89 245 196650 1524.50

199


Jadi kunci utama dari DWDM adalah :

1. Meningkatkan kapasitas dari kabel serat optik2. Beberapa panjang gelombang yang berbeda ditransmisikan dalam

satu kabel serat optik secara bersamaan3. Pada arah kirim (Multiplexing), menggabungkan beberapa

panjang gelombang yang berbeda menjadi satu4. Pada arah terima (Demultiplexing), memisahkan satu gabungan

panjang gelombang menjadi beberapa panjang gelombang yang mandiri

5. Jumlah panjang gelombang yang digabungkan; yaitu 32 - 64 -128 - 256 dst.nya

6. Jarak antar panjang gelombang yang berdekatan biasanya kelipatan dari 0,4 (50 GHz, ITU-Grid); - 0,8 (100 GHz, ITU-Grid): yaitu : 0,4 - 0,8 - 1,6 - 2,4 dst.nya

200


201


Ada tiga topologi jaringan umum yang bisa digunakan pada sistem DWDM; yaitu :

1. Jaringan Point-to-point

2. Jaringan Star

2. Jaringan Ring

Gambar - gambar berikut memperlihatkan contoh sistem DWDM yang dikonfigurasi pada jaringan point-to-point, star dan jaringan ring.

Pada jaringan star, setiap node mempunyai pemancar dan penerima; dimana satu transmitter dihubungkan ke satu input passive star, dan receiver dihubungkan dihubungkan ke satu output star.

Jaringan DWDM juga dapat dikonfigurasi pada bermacam-macam jaringan ring yang berbeda.

Jaringan ring ini mejadi terkenal, karena banyak jaringan elektrik menggunakan topologi ini; disebabkan pada jaringan ring mudah mengimplementasikan konfigurasi jaringan sesuai dengan geografi yang ada.

Pada contoh berikut, setiap node bisa me-recovery setiap signal wavelength node yang lainnya, yaitu dengan cara menggunakan “wavelength-tunable receiver”.

202


Gambar berikut memperlihatkan contoh hubungan point-to-point sistem DWDM, dimana pada salah satu node digabungkan beberapa wavelength, untuk kemudian ditransmisikanmelalui fiber optik ke beberapa lokasi; dan pada node tujuan gabungan wavelengthtersebut akan di-demultiplex.

Hal ini bisa dilakukan, apabila fiber optik yang digunakan mempunyai bandwidth tinggi (high-bandwidth).

Sebagai tambahan, routing bandwidth tinggi (high-bandwidth routing) bisa diterapkan pada sistem DWDM, didalam jaringan multi-user ; seperti diperlihatkan pada Gambar - 5.

Tiap-tiap Wavelength harus mempunyai address, agar dapat dibedakan antara wavelength yang satu dengan yang lainnya didalam jaringan optikal. Sebab setiap NODE akan mengadakan komunikasi dengan NODE lainnya, setiap transmitter atau receiver harusmempunyai wavelength yang tunable. Pada gambar, dipilih transmitter yang tunable.

203


Gambar Contoh Simple Sistem Transmisi DWDM Point-to-Point

λ1

λ2

λ3

λΝ

λ1

λ2

λ3

λΝDWDM MUX DWDM DEMUX

λ1λΝ λ2 λ2

204


Contoh Simple suatu Sistem Transmisi WDM point-to-point; dimana WDM MUX menggabungkan multi wavelength paralelmenjadi satu wavelength serial, diteruskan melalui label serat optik, dan regenerator (jika diperlukan) ke arah penerima.Oleh WDM DEMUX multi wavelength serial diubah menjadi multiwavelength paralel.

205


Gambar Contoh Jaringan Generik Multi-user, dimana link komunikasi dan path routing ditentukan oleh panjang gelombang yang digunakan diantara switching optik.

λ3User Node

1

User Node

2

User Node

3

User Node

4

User Node

N

λ3

Jaringan Optik

Routing ditentukan oleh Panjang Gelombang

λ4

206


Gambar diatas menunjukkan contoh bentuk umum jaringan multi user; dimana link komunikasi dan routing path ditentukan oleh wavelength yang digunakan antar switching optik.Pada gambar diumpamakan User Node-1 terhubung ke User Node-3 dengan λ3; dan User Node-2 terhubung ke User Node-4 dengan λ4.

207


λ1

DWDM

N X N

STAR

λ2

λΝ

Tx 1

Tx 2

Tx N

λ1

λ2

λΝ

Rx 1

Rx 2

Rx N

λ1 λ2 λΝ

λ1 λ2 λΝ

λ1 λ2 λΝ

Tunable Optical Fiber

Gambar Block Diagram Jaringan Bintang Sederhana, dimana DWDM digunakan untuk routing dan multiplexing.

208


Gambar diatas menunjukkan block diagram jaringan bintang yang sederhana; dimana :

• Tx1 transmit λ1, Tx2 transmit λ2, …….. Txn transmit λn ke WDM N x N STAR, yang kemudian akan diteruskan ke penerima.

• Semua wavelength diterima pada perangkat penerima; dalam hal ini pertama – tama multi wavelength akan diterima oleh Tunable Optical Fiber.

• Tunable Optical Fiber akan memilih dan meneruskanwavelngth yang dikehendaki, dan menekan (meredam) wavelength yang tidak dikehendaki.

209


Gambar Contoh Jaringan Ring Unidirectional Sistem DWDM.

λ2User Node

3

User Node

4

User Node

N

User Node

1

User Node

2

λ3

210


Gambar diatas menunjukkan contoh jaringan ring sistem WDM unidirectional, dimana User Node-2 transmit ke User Node-N dengan λ2; dan User Node-3 transmit ke User Node-1 dengan λ3.

211


Gambar Contoh Sistem Transmisi DWDM Ring

212


Gambar diatas memperlihatkan suatu jaringan Transmisi WDM Ring; terdiri dari OADM (Optical Add Drop Multiplexer); yang bisa add dan drop sinyal optik.Sinyal IP dan STM digabungkan menjadi satu dan diteruskan ke E/O converter untuk di “add” kan ke OADM. Atau sebaliknya dari OADM sinyal di drop, diteruskan ke O/E converter untuk diteruskan ke DEMUX, dan dipecah menjadi IP dan STM.HUB mengubah sinyal IP dan STM dari elektrik menjadi optik dan digabungkan dengan wavelength yang lainnya, atau memisah sinyal dengan wavelength tertentu untuk di drop dan diubah menjadi IP dan STM.

213


Pada gambar kedua jaringan diatas, jaringan bintang dan jaringan ring; setiap node mempunyai panjang gelombang yang berbeda, dan setiap 2 node dapat saling berkomunikasi dengan menggunakan panjang gelombang tersebut.

Hal ini berarti, untuk menghubungkan N node, dibutuhkan N panjang gelombang.

Keuntungan dari topologi ini, transmisi data dari pengirim hingga penerima tidak akan mengalami interupsi; sistem seperti ini dikenal dengan istilah “jaringan hop tunggal”. Karena data optik start dari node pengirim (originating) dan berakhir pada node penerima (destination) tanpa berhenti di suatu node perantara.

Kerugian dari jaringan DWDM single hope adalah :

Jaringan dan semua komponen harus sebanyak N panjang gelombang, dan hal ini dapat menimbulkan kesulitan (bahkan tidak mungkin) untuk diterapkan pada jaringan yang besar.

Sampai saat ini teknologi pabrik belum bisa menyediakan dan mentransmisikan sebanyak 1000 panjang gelombang untuk 1000 jaringan pemakai.

Sebagai alternatif untuk mengatasi kebutuhan N panjang gelombang untuk mengakomodasikan N node adalah dengan diterapkannya suatu jaringan multihop; dimana setiap 2 node dapat saling berkomunikasi dengan mengirimkan sinyalnya melalui node ke-3, dengan dimungkinkan terdapat beberapa node perantara diantara ke dua node ybs.

214


Gambar dibawah memperlihatkan suatu bus ganda multihop pada jaringan WDM 8 node,Dimana setiap node dapat mentransmisikan 2 panjang gelombang, dan dapat menerima 2 Panjang gelombang yang lainnya.

Sedangkan Gambar memperlihatkan logika hubungan yang ada. Sebagai contoh, jika Node-1 ingin berhubungan dengan Node-5; maka Node-1 akan mentransmisikan panjang gelombangnya sendiri, yaitu λ1 . Dan dalam hal ini hanya dibutuhkan “single hop”.

Dan jika Node-1 ingin berhubungan dengan Node-2, maka pertama-tama Node-1 harus mengirimkan sinyalnya ke Node-5, baru kemudian ke Node-2; jadi dalam hal ini dibutuhkan 2 hope.

Suatu hop tambahan akan di hapus, apabila :

1. Waktu transmit antara 2 node yang saling berhubungan meningkat, sehingga pada

umumnya hop membutuhkan suatu bentuk pendeteksian dan pengiriman kembali.

2. Keluaran (throughput) antara 2 node yang saling berhubungan menurun; sehingga node pengulang (relaying node) dapat mengirimkan datanya sendiri, sementara node pengulang sedang memproses pengulangan (relaying) data dari node-node yang lainnya.

Walaupun demikian; suatu jaringan multihop dapat memperkecil jumlah panjang gelombang dan komponen pengatur panjang gelombang (wavelength tunable range).

215


Node 1

Node 2

Node 3

Node 4

Node 5

Node 6

Node 7

Node 8

Node 1

Node 2

Node 3

Node 4

λ1 λ9

λ10λ2

λ11

λ12

λ3

λ4

λ5

λ6

λ7

λ8

λ13

λ14

λ15

λ16

Gambar Logika Koneksi Jaringan Multihop 8 node, dengan dual-rail DWDM bus.

216


Gambar diatas menunjukkan contoh Koneksi Jaringan Multihop yang terdiri dari 8 node, dengan dual-rail WDM bus; dimana masing-masing node bisa mengirimkan/menerima 2 wavelength; pada contoh digambarkan :Node-1 berhubungan dengan Node-5 menggunakan λ1, dan dengan Node -6 menggunakan λ2.Node-2 berhubungan dengan Node-7 menggunakan λ3, dan dengan Node -8 menggunakan λ4.Node-3 berhubungan dengan Node-5 menggunakan λ5, dan dengan Node -6 menggunakan λ6.Node-4 berhubungan dengan Node-7 menggunakan λ7, dan dengan Node -8 menggunakan λ8.Node-5 berhubungan dengan Node-1 menggunakan λ9, dan dengan Node -2 menggunakan λ10.Node-6 berhubungan dengan Node-3 menggunakan λ11, dan dengan Node -4 menggunakan λ12.Node-7 berhubungan dengan Node-1 menggunakan λ13, dan dengan Node -2 menggunakan λ14.Node-8 berhubungan dengan Node-3 menggunakan λ15, dan dengan Node -4 menggunakan λ16.

217


ROUTING WAVELENGTH PASIV.Dalam hal jumlah wavelength available yang kita miliki terbatas, maka jaringan dapat menggunakan “routing passive” untuk melalukan suatu sinyal pada jaringan yang hanya berbasis pada panjang gelombangnya sendiri.

Routing di desain dengan jalan menggunakan kembali wavelength pada link-link lainnya (non-shared links).

Sebagai contoh dapat kita lihat pada Gambar-10, dimana user I dapat menggunakan panjang gelombang λ1 untuk berhubungan dengan user II; dan secara bersamaan user V dapat menggunakan kembali panjang gelombang yang sama, λ1 , untuk komunikasi dengan user III.

Fungsi ini sesuai dengan prinsip cross-connect, dimana route sinyal input pada suatu wavelength menentukan output sinyal. Contoh simpel operasi cross-connect DWDM passive dapat dilihat pada Gambar dibawah.

Cross-connect terdiri dari :- Demultiplex Wavelength untuk arah sinyal masuk- Multiplexer Wavelength untuk sinyal arah keluar- Fiber yang menghubungkan tingkat input dan output

Pada contoh, walaupun hanya ada 2 wavelength, namun terdapat 4 kemungkinan path routing tanpa saling mengganggu, yang berdasar kepada wavelength dan transmitternya (origin).

218


Pada umumnya, N wavelength untuk N kemungkinan koneksi path; tetapi sekarang N wavelength untuk N2 koneksi path. Panjang gelombang yang sama dapat digunakan kembali oleh setiap port input untuk akses ke port output yang sama sekali berbeda, dan menentukan penambahan koneksi. Teknik ini mengingkatkan kapasitas dari jaringan DWDM.

219


Gambar Contoh Jaringan yang dilengkapi dengan wavelength reuse dengan routing wavelength passive.

λ3

User Node

I

User Node

IIUser Node

III

User Node

IV

User Node

V

λ2λ1

λ3 λ1

λ2

λ2

λ3

λ1

λ1

DWDM passive X-

connect

220


Gambar diatas menunjukkan suatu contoh jaringan yang dilengkapi dengan wavelength reuse dengan routing wavelength passive; yaitu routing tanpa terjadi perubahan wavelength.User Node-1 berhubungan dengan User Node-2 menggunakan λ1, dan dengan User Node -5 menggunakan λ3.User Node-2 berhubungan dengan User Node-1 menggunakan λ1, dan dengan User Node -4 menggunakan λ2.User Node-3 berhubungan dengan User Node-5 menggunakan λ1.User Node-4 berhubungan dengan User Node-2 menggunakan λ2.User Node-5 berhubungan dengan User Node-1 menggunakan λ3, dan dengan User Node -3 menggunakan λ1.

221


λ1Α, λ2 Α

Gambar Contoh Cross-connect Wavelength 2 X 2, yang routing port-outputnya ditentukan oleh “spesific input wavelength dan spesific input port”.

λDMUX

λDMUX

λMUX

λMUX

λ1B, λ2 B

λ1Α, λ2 Β

λ1B, λ2Α

Kabel fiber optik

λ2 B

λ2 A

Input A

Input B

Output C

Output D

222


Gambar diatas menunjukkan contoh jaringan Cross CoonnectWavelength 2 x 2; dimana routing port outputnya ditentukan oleh :Input wavelength tertentu dan input port tertentu pula. Dua buah Wavelength DEMUX masing-masing menerima input 2 wavelength λA dan λB.Masing-masing wavelength ditransmisikan ke dua wavelength Mux yang berbeda.

223


SHIFTING WAVELENGTH AKTIV.

Berbeda dengan routing passive, yang dibatasi pada kondisi jaringan statis, pada shifting wavelength aktiv sifatnya dinamis, dapat menyesuaikan dengan perubahan yang terjadi pada kondisi jaringan. Hal ini berarti bahwa perubahan routing tergantunng pada wavelength dan link yang ada. Konsep jaringan ini memerlukan “shifting wavelength aktiv”, seperti diperlihatkan pada Gambar berikut.Pada gambar diperlihatkan 2 LAN kecil dihubungkan ke suatu WAN yang lebih besar, dimana setiap LAN hanya dapat mentransmisikan melalui 2 l, yaitu la dan lb.Node-I ingin berhubungan dengan Node-II. Apabila Node-I ingin kirim, maka wavelength yang bisa digunakan hanya la. Karenanya, jika sinyal muncul pada LANkanan, hal ini akan “revealed” bahwa la sudah digunakan oleh LAN kanan. Berarti, hanya ada satu cara bagi sinyal yang akan muncul di node-II, yaitu dengan mengaktifkan switch ke lb yang bisa digunakan.

224


Node I

Node II

Wavelength Router

Active Switching

Ring A

λa d an λb

Ring B

λa d an λb

λa

λb

λa

λb

Node Jaringan

Gambar Active Wavelength Switching didalam suatu WAN dinamis, dimana 2 LAN yang lebih kecil dapat saling berkomunikasi hanya pada sepasang

wavelength yang terbatas.

225


Gambar Active Wavelength Switching didalam satu WAN, dua jaringan LAN bisa saling berhubungan hanya dengan menggunakan sepasang wavelength; yaitu λa dan λb.Gambar diatas menunjukkan :Pada Ring A : untuk komunikasi digunakan λb.Pada Ring B : untuk komunikasi digunakan λa.Untuk komunikasi antara Ring A dan Ring B :Dari Ring A sampai Wavelength Router menggunakan λa.Pada Wavelength Router wavelength di switch dari λa ke λb.Λb dari Wavelength Router diteruskan ke Ring B

226


Gambar Satu set Wavelength Lokal yang bisa digunakan lagi oleh tiap-tiap LAN, dan satu set Wavelength Global yang digunakan untuk menghubungkan antar LAN

Skenario lainnya yang membutuhkan switching wavelength aktif adalah suatu kondisi dimana satu set wavelength yang digunakan secara eklusif oleh suatu LAN; dan satu set lainnya digunakan secara eklusif untuk komunikasi antar LAN. Wavelength yang digunakan didalam suatu LAN bisa digunakan lagi oleh suatu LAN yang lainnya, selama diantara wavelength tersebut tidak saling mengganggu (interference). Lihat Gambar berikut.

LAN “A”λ1…….λ10

LAN “B”λ1…….λ10

LAN “C”λ1…….λ10

LAN “D”λ1…….λ10

λ11….λ14

STAR

λ11….λ14

λ11….λ14

λ11….λ14

JARINGAN WAN

227


Gambar diatas menunjukkan jaringan Wide Area Network (WAN), dimana beberapa jaringan LAN (A – B – C – D) saling dihubungkan.

228


Penggeseran satu panjang gelombang ke panjang gelombang yang lainnya merupakan pekerjaan yang sangat sulit didalam suatu jaringan.

Satu methode untuk membentuk switching panjang gelombang aktif adalah dengan menggunakan optoelectronic penggeser panjang gelombang.

Methode ini membutuhkan pengubah optoelectronic dan akan menyebabkan suatu kejadian dimana kecepatan optoelectronic menjadi leher botol.

Untuk mengatasi masalah ini, adalah dengan jalan digunakannya “all-optical active wavelength shifting” yang bekerja pada kecepatan tinggi.

All-optical disini berarti bahwa semua penggeser panjang gelombang (shifter) harus optical murni; misalnya tidak menggunakan pengubah optoelectronic data optik.

Dalam hal ini ada beberapa methode untuk all- optical wavelength shifting”; dimana setiap methode mempunyai keuntungan dan kerugian.

229


Node 1

Node 2

Node 3

Node 4

Node 5

Node 6

Node 7

Node 8

λ10

λ9

λ12

λ11

λ14

λ13

λ16

λ15

λ2

λ1 λ3

λ6

λ5

λ8

λ7

λ5

λ1

λ6

λ2

λ7

λ3

λ8

λ4

λ13

λ9

λ14

λ10

λ15

λ11

λ16

λ12

λ4

Gambar Jaringan Multihop 8 node, dengan dual-rail DWDM bus.

Node-1 berhubungan dengan Node-5 (wavelength - 1); dan Node-1 berhubungan dengan Node-2 (wavelength-1 dan wavelength-10, melalui Node-5)

230


Gambar diatas adalah menunjukkan suatu jaringan multihopdengan 8 node; yang menggunakan bus WDM dual-rail, dimana :

Masing-masing node bisa bekerja dengan 2 pasang wavelength yang berbeda, kombinasi λ1 s/d λ16.Semua node bisa saling berhubungan.

Dalam gambar dicontohkan node-1 berhubungan dengan :Node-5; menggunakan λ1.Node-2; melalui node 5 dengan menggunakan λ1 dan λ10.

231


232


Perbandingan ETDM dengan DWDM

MUX DEMUX

Tx

Σ Σamp amp

Tx

TxTE

TE

TE Tx

Tx

Tx TE

TE

TETE: Terminal EquipmentTx: DWDM transmitter/transponderMUX: wavelength multiplexerDEMUX: wavelength demultiplexeramp: Optical Amplifier

...

λn

TE Tx Tx TEλ1

1

n

...amp amp

600km

TE TEReg Reg TE: Terminal EquipmentReg: electrical Regenerator

100km

...

ETDM: high output power & moderate dispersion tolerance in Terminal Equipment (3R)

DWDM: moderate output power & high dispersion tolerance in Terminal Equipment (1R)

233


Perbandingan ETDM dan DWDM

Highest capacity (commercial systems/laboratory experiments)can be combined with arbitrary modulation formatsDWDM:

ETDM DWDM

Commercial / Lab. 10 Gb/s / 40 Gb/s >100 Gb/s / >1 Tb/s

Features Potentially cost efficient Available

Enablingtechnologies

High speed electronics Wavelength stable: –EDFAs –MUX/DEMUX –Laser

Network aspects Traditional SDH networks All Optical NetworkWavelengths Routing

Limiting fiberproperties

Signal distortion(Chromatic dispersion, PMD, …)

Nonlinear Crosstalk(SRS, XPM, FWM)

234


T1

T2

R1

R2

λ1λ1

λ2λ2

T3

T4

R3

R4

λ3λ3

λ4λ4

Gambar SDM dengan 4 fiber optik, untuk 4 x 2,5 Gbps

Perbandingan DWDM dengan SDM dan TDM

T1

T2

λ1

λ4

λ2

λ3

T Rλλ

Gambar TDM dengan 1 fiber optik, untuk 1 x 10 Gbps

T3

T4

R1

R2

λ1

λ4

λ2

λ3R3

R4

λ4 λ3 λ2 λ1λ4 λ3 λ2 λ1

Gambar DWDM dengan 1 fiber optik, untuk 4 x panjang gelombang

235


Gambar diatas menunjukkan :Sistem SDM (Space Division Multiplexing); setiap sinyal optik (masing-masing 2,5 Gbps) ditransmisikan melalui satu core fiber optik, semakin banyak sinyal optik yang ditransmisikan semakin banyak jumlah core fiber optik yang dibutuhkan.Sistem TDM (Time Division Multiplexing); satu core optik digunakan untuk mentransmisikan satu sinyal optik 10 Gbps.Sistem WDM (Wavelength Division Multiplexing); satu core optik digunakan untuk mentransmisikan multi sinyal optik (misalnya masing-masing mempunyai kapasitas 10 Gbps).

236


237


Dari bahasan diatas dapat ditarik kesimpulan, bahwa sistem DWDM menawarkan keuntungan-keuntungan sbb. :

1) Memperkecil jumlah penggunaan kabel serat optik, karena adanya kemampuan mentransmisikan beberapa panjang gelombang didalam satu kabel serat optik.

2) Memperpanjang batasan jarak tempuh dari sinyal3) Bisa di upgrade dari suatu kapasitas ke kapasitas lainnya tanpa

mengganggu pelayanan yang ada, dan berarti mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk provisioning. Bisa dikembangkan dari kemampuan transmisi 1 kanal menjadi n kanal (misalnya 80 kanal 2,5 Gbps per fiber).

4) Kecepatan bit dan protokol yang digunakan pada sistem DWDM dapat dengan mudah diubah.

5) Menekan biaya untuk Mux/Demux

238


Keuntungan dan AplikasiBenefits

• Capacity• Multiple high-speed optical channels pada single fiber• Memperpanjang life time optical fiber• Pengembangan kapasitas mudah dan murah• Optical transmission• Kebal terhadap BER, EMI/RFI, distance (none or minimal “O-E-

O”conversion, bandwidth

Applications

• Submarine Long Haul• Terrestrial Long haul• Metro Area networks• Passive Optical networks

239


BUKU-5 DWDM

Documents

Transcript of BUKU-5 DWDM