## ANALISA REDAMAN DENSE WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING TRANSMISI FIBER OPTIK

## Benriwati Maharmi
Jurusan Teknik Elektro, Sekolah Tinggi Teknologi Pekanbaru
*corresponding author : benriwati_m@yahoo.com

## Abstrak
Mengukur redaman dalam  kabel fiber optik adalah unsur penting  untuk  mendapatkan performa  maksimal dari sistem transmisi  telekomunikasi.  Penelitian  ini  bertujuan  menganalisa  redaman    pada  jalur  fiber  optik  berjenis single  mode Non-Zero Dispersion Shifted (NZDF) tipe G 652 di PT. XL Axiata Pekanbaru yang menggunakan Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) . Untuk mengetahui kinerja sistem komunikasi kabel fiber optik akibat redaman yang terjadi, digunakan  metode link power budget dengan range 120 km pada jarak 70 km.  Pengukuran dilakukan dengan menggunakan optical  time-domain  reflectometer (OTDR)  Yokogawa  AQ  7260  dan  power  meter  Anritsu  Optical Handy  ML  8002A.  Dari  hasil  penelitian  didapatkan  nilai  total  redaman  sebesar  1,438  dB,  redaman  per  kilometer tertinggi  sebesar 0,211  dB/km pada jarak  4,73 km. Nilai  redaman tertinggi tersebut  masih berada di bawah nilai dari standart  ITU  ( International  Telecommunication  Union )  untuk  fiber  optik  G.652  pada  panjang  gelombang  1310  nm yaitu ≤0.34 dB/km dan pada panjang gelombang 1510 yaitu ≤0.2 dB/km. Dapat disimpulkan kinerja sistem fiber optic yang diteliti, dikategorikan baik.
Kata kunci : Fiber optik, DWDM, link power budget , redaman

## Abstract
Performance  measuring  of  the  attenuation  in  the  fiber  optic  cable  is  a  crucial  factor  for  the  telecommunications transmission  to  get  the  optimum  of  its  performance  system.  This  study  is  proposed  to  analyze  the  attenuation  on  the single  mode  channel  of  the  optical  fiber  manifold  Non-Zero  Dispersion  Shifted  (NZDF)  type  G  652  used  División Dense Wavelength Multiplexing (DWDM) at PT. XL Axiata, Pekanbaru. The attenuation performance of the fiber optic cable communication system was measured using the link power budget method, which a range of 120 km at a distance of  70  km.  The  measurements were  made  using  the  Optical  Time-Domain  Reflectometer  (OTDR)  AQ  7260  Yokogawa and a power meter of Anritsu Optical Handy ML 8002A. The study results were revealed the value of total attenuation of  1.438  dB and  the highest  attenuation  was  0.21dB/km at  the  distance  of 4.73km.  Those  values  were  still  below  the value  of  standard  ITU  (International  Telecommunication  Union)  G.652  for  optical  fiber,  which  at  a  wavelength  of 1310 nm was ≤0.34 dB/km and at a wavelength of 1510 was ≤0.2 dB/km. It can be concluded the performance of fiber optic systems studied, was categorized a good quality.
Keywords : Fiber optics, DWDM, link power budget, attenuation

## PENDAHULUAN
Fiber  optik  menjadi  salah  satu  pilihan teknologi yang handal sebagai media jaringan transmisi  dengan  kapasitas  transmisi  data dalam jumlah  yang sangat besar. Pada sistem komunikasi  fiber  optik  teknik multiplexing yang  banyak  digunakan  yaitu Wavelength Division  Multiplexing (WDM).  Teknologi WDM salah satunya  yaitu Dense  Wavelength
Division  Multiplexing (DWDM)    merupakan teknologi  multipleks  dalam  transmisi  data melalui  jaringan  fiber  optik  dengan  panjang gelombang yang berbeda-beda untuk ditransmisikan  melalui  kanal-kanal  informasi yang  mempunyai  jarak  panjang/jauh  dengan kecepatan transmisi data yang tinggi (Antil et al ,  2012).  Namun  kabel  fiber  optik  sebagai media  transmisi  data,  terkadang  terjadi hilangnya  informasi  data  yang  diakibatkan
oleh  rugi-rugi  yang  terjadi  disepanjang  kabel seperti  rugi  daya  ( loss  power  budget )  yang diakibatkan  oleh  redaman  di  sepanjang  kabel fiber optik.
Faktor  demografi  menjadi  salah  satu  yang sangat  berpengaruh  dalam  performa  sistem transmisi  DWDM  (Kartalopoulos,  2002). Karena faktor demografi akan mempengaruhi rugi-rugi disepanjang kabel fiber optik seperti redaman  dan  panjang  kabel.  Selanjutnya, Kaur  dan  Gupta  (2012)  menyatakan  bahwa penempatan komponen DWDM dalam jaringan memerlukan analisis jarak antara dua node,  jenis  data  rate,  spesifikasi  teknis komponen dan rugi daya.
Tujuan  penelitian  adalah  mengalisa  redaman pada  jalur  fiber  optik  berjenis single  mode Non-Zero  Dispersion  Shifted (NZDF)  tipe  H 652  dengan  mengunakan  metode link  power budget .
Pelemahan  energi  sinyal  informasi  yang terjadi  disepanjang  saluran  kabel  fiber  optik yang  dikenal  juga  dengan Attenuasi yang dinyatakan  dalam deciBel (dB),  sehingga amplitudo  gelombang  yang  sampai  pada penerima  menjadi  lebih  kecil  dari  amplitudo yang  dikirim  oleh  pemancar.  Selain  itu pembengkokan  fiber  optik  yang  dipengaruhi oleh  faktor  demografi  serta  untuk  memenuhi syarat  ruangan  dikenal  juga  dengan mikro- bending (Kartalopoulos, 2002). Namun pembengkokan dapat pula terjadi secara tidak sengaja  seperti  misalnya  fiber  optik  yang mendapat  tekanan  cukup  keras  sehingga cahaya  yang  merambat  didalamnya  akan berbelok  dari  arah  transmisi  dan  hilang.  Hal ini  tentu  saja  menyebabkan attenuasi .  Untuk menghitung  besarnya attenuasi di  tiap  titik loss digunakan persamaan (Keiser, 2010):
km dB P P L out in / log 10         ..........(1)
Menghitung  rugi-rugi  total  yang  terjadi  di sepanjang  lintasan  fiber  optik  diperlukan untuk  melihat  apakah  lintasan  fiber  optik  itu
berfungsi dengan baik dan attenuasi disepanjang fiber optik tersebut tidak terpengaruh  terhadap  pengiriman  sinyal informasi. Power  Budget dengan  berbagai rugi-rugi  dalam  fiber  optik  dapat  dihitung dengan persamaan (Sajjan et al , 2015):
) Pr( ) ( dBm dBm Pt P   .........(2) Dimana: P= Power Budget ; Pt=Daya transmitter dan Pr = Daya receiver.
DWDM  dapat  mentransfer  informasi  secara fleksibel  dengan bit-rate sebesar  10  Gbps untuk  setiap  kanal.  Kecepatan  transfer  data yang  fleksibel dapat  digunakan  untuk mengakomodir sistem dengan kecepatan yang berbeda.  Disamping  itu  kecepatan  transfer yang tinggi memungkinkan sistem mentransfer  secara real  time .  Kecepatan dalam mentransfer data dapat dihitung dengan (Ramaswami et al , 2010):
Kecepatan tiap kanal= BR…….…(3) Kecepatan total  =    . BR ……..….(4)
Dimana:   = panjang gelombang;   = jumlah panjang  gelombang  dan  BR= bit-rate panjang gelombang.
Kapasitas  yang  dapat  disediakan  DWDM akan semakin besar dengan semakin banyaknya  panjang  gelombang  yang  dapat diakomodir. Besarnya kapasitas dapat dihitung  dengan  persamaan  (Ramaswami et al , 2010):
Kap. tiap kanal (bps)=   . SDH/STM-n…..(5) Kapasitas total        =    . SDH/STM-n…(6) Dimana: SDH/STM-n =  kapasitas  kanal  input dan  STM-1  =  63  E 1 dimana  E 1 =  2  Mbps (Ramaswami et al , 2010).

## METODA PENELITIAN
Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengukuran pada  fiber  optik  yang  terdiri  dari  72 core
berjenis single  mode  Non-Zero  Dispersion Shifted (NZDF)  tipe  G  652  dengan  panjang gelombang 1310 nm. Pemasangan kabel fiber optik ini ditanam di dalam tanah.  Pengukuran dilakukan dengan menggunakan optical time- domain reflectometer (OTDR) Yokogawa AQ 7260 dan power meter Anritsu Optical Handy ML  8002A  dengan range 120  km  pada  jarak 70 km yang menggunakan Dense Wavelength Divisin Multiplexing (DWDM).
Pengukuran  yang  dilakukan  sebanyak  2  kali yaitu  pada core 7  untuk  transmitter  (Tx)  dan core 33  sebagai  receiver  (Rx).  Tempat pengukuran  setiap core dinamakan  OTB ( Optical Termination Board ).
Data  penelitian  dilakukan  pada  kabel  fiber optik  pada  jalur  transmisi  Pekanbaru–Minas, PT. XL Axiata, sebagai studi kasus.
Tabel 1. Data pengukuran redaman dari OTDR pada core 7
No Jarak (km) Rugi Komulatif / Link Budget (dB) Redaman Hasil Pengukuran (dB/km) Redaman Hasil Perhitungan (dB/km) 1 4,73278 1,055 0,211 0,223 2 8,221165 1,494 0,164 0,182 3 12,43567 2,624 0,202 0,211 4 23,51723 4,633 0,205 0,197 5 60,30346 12,601 0,198 0,209 6 64,00774 13,452 0,189 0,210 7 65,21478 13,661 0,077 0,209 E 70,29106 14,760 0,192 0,209 Total 70,29106 = 0,1438 = 1,65 Keterangan: E=End (titik akhir pengukuran)
Tabel 2. Data pengukuran redaman dari OTDR pada core 33 No Lokasi (km) Rugi Komulatif / Link Budget (dB) Redaman Hasil Pengukuran (dB/km) Redaman Hasil Perhitungan (dB/km) 1 4,58132 0,838 0,175 0,183 2 8,24736 1,740 0,217 0,211 3 13,33871 2,617 0,194 0,196 4 25,11686 5,458 0,198 0,217 5 60,25418 12,590 0,198 0,209 E 70,29106 14,788 0,204 0,210 Total 70,29106 = 1,186 =1,226

## Keterangan: E=End (titik akhir pengukuran)

## HASIL DAN ANALISA
Hasil  penelitian  yang  dilakukan  pada  fiber optik single  mode  Non-Zero  Dispersion Shifted (NZDF) tipe G 652 core 7 dan core 33 dengan  menggunakan optical  time-domain
reflectometer (OTDR)  Yokogawa  AQ  7260 dengan range 120 km pada jarak 70 km yang menggunakan Dense  Wavelength  Divisin Multiplexing (DWDM),  dapat  dilihat  pada Tabel 1 dan Tabel 2.

## Perhitungan Redaman
Hasil  perhitungan  redaman  fiber  optik  untuk jalur  transmisi section area  Pekanbaru  – Minas, data pengukuran menggunakan OTDR dengan persamaan Redaman=( Loss (dB))/(Jarak (km) ).
Dari  Tabel  1  dapat  dilihat  bentuk  kejadian ( event )  fiber  optik  pada  jalur  Pekanbaru  – Minas,  gelombang  pada core 7  untuk transmitter  (Tx).  Diketahui,  kumulatif loss akhir = 14,760 dB dengan jarak adalah 70,29106  km.  Redaman  disepanjang  fiber optic adalah:
Komulatif Loss akhir/Jarak = 14,760/70,29106 = 0,209 dB/km
Jadi  pengukuran  redaman  pada core 7  untuk transmitter (Tx) sebesar
0,209dB/km.
Redaman yang terjadi lebih kecil dari standar ITU sebesar 0,25 dB/km.
Sedangkan  untuk  bentuk  kejadian  ( event ) fiber  optik  pada  jalur  Pekanbaru  –  Minas, gelombang  pada core 33  untuk receiver (Rx) dapat  dilihat  pada  Tabel  2.  Diketahui, komulatif loss akhir  =  14,788  dB,  jarak  = 70,29106  km.  Redaman  disepanjang  serat optik  didapatkan  0,210  dB/km.  Dapat disimpulkan  pengukuran  redaman  pada core 33 untuk receiver (Rx) sebesar 0,210  dB/km.
Redaman yang terjadi lebih kecil dari standar ITU sebesar 0,25 dB/km.
Dari  data  pengukuran  yang  diperoleh  dapat dilihat  bahwa  redaman  yang  terjadi  pada kabel  fiber  optik  pada  jalur  transmisi Pekanbaru  –  Minas  pada  beberapa  titik  ukur terdapat  perbedaan  antara  hasil  pengukuran yaitu  0,211  dB/km    dan  hasil  perhitungan 0,223  dB/km  sesuai  dengan  standar  redaman maksimal  yang  ditetapkan  oleh  ITU  yaitu sebesar  0,25  dB/km  untuk  fiber  optik single mode.
Perhitungan Power Budget Untuk  menghitung power  budget digunakan persamaan  (2)  pengukuran  power  budget
dengan  menggunakan  power  meter  sudah mencakup keseluruhan baik itu redaman pada fiber maupun redaman pada sistem transmisinya.  Berdasarkan  hasil  pengukuran yang  dilakukan  dengan  mengunakan  power meter didapatkan data Daya transmitter (Pt)  =  -6,54  dBm,  Daya receiver (Pr)  =  -11,74  dBm.  Maka Power budget (P) adalah 5,2 dB.
Berdasarkan  hasil  perhitungan  diatas  dapat diketahui  bahwa  kinerja  pengiriman  sinyal berjalan dengan baik karena nilai pengukuran pada power  budget yaitu  sebesar  5,2  dB masih  dibawah  ambang  batas    sensitifitas perangkat  yaitu  sebesar  35  dB  (ITU,2000), jika  melebihi  ambang  batas  tersebut  maka pentransmisian sinyal terganggu.

## Analisa Kapasitas Data
Untuk  mengetahui  kapasitas  data  dapat dianalisa  melalui traffic yang  dipakai  dalam penerapan teknologi DWDM. Dalam penelitian ini,  memanfaatkan teknologi SDH ( Synchronous Optical Networking ) menggunakan STM-64 ( Synchronous Transport  Module level-64).  Kapasitas  data maksimal  yang  mampu  mentransmisikan dihitung  dengan  persamaan  (3).  Dimana diketahui panjang gelombang adalah (1 ). Kapasitas
=   . SDH/STM-n
=   . STM-64
= 1 x 10 Gb = 10 Gb
Dari  analisa  diatas  terlihat  bahwa  kapasitas data  maksimal  teknologi  sebesar  10  Gbps. Sedangkan  kapasitas  data  yang  terpakai dihitung dari perolehan data sebagai berikut:
Diketahui: = 1344 STM-1 = 63 E 1 Dimana E 1 = 2 Mbps Maka:  data yang terpakai=    . E 1 = 1344 x 2 Mbps= 2688 Mb = 2,688 Gb = 3 Gb
Dari hasil diatas dapat dilihat bahwa kapasitas teknologi DWDM yang dipakai masih kosong sebesar:

## Kapasitas data kosong
= Kapasitas Data – Kapasitas Data yang terpakai=10 Gb – 3 Gb =7 Gb Maka,  kapasitas  data  yang  kosong  yaitu sebesar 7 Gb.

## Analisa Kecepatan Transfer Data
Untuk  mengetahui  kecepatan  transfer  data dapat  diketahui  dari  modul  yang  dipakai dalam penerapan teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), menggunakan produk alcatel lucent menyediakan  8   input  dengan bit  rate kanal sebesar  10  Gbps.  PT.  XL  Axiata  Pekanbaru saat  ini  baru  menggunakan  1   input  karena telah  mencukupi  keperluan  input  data  daerah Pekanbaru  dan  sekitarnya.  Kecepatan  untuk mentransfer  data  dapat  dihitung  dengan persamaan (4). Diketahui panjang gelombang =  1 ,  BR  ( bit-rate )=  10Gbps,  maka kecepatan=   . BR=10 Gbps.
Dari  analisa  diatas  terlihat  bahwa  kecepatan teknologi DWDM dalam memenuhi kebutuhan  layanan  komunikasi  pelanggannya sebesar  10  Gbps,  dengan  kapasitas  data sebesar  3  Gb  dapat  mentransmisikan  data selama 0,3 second .

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  didapatkan  nilai  total redaman  sebesar  1,438  dB,  redaman  per kilometer tertinggi sebesar 0,211 dB/km pada jarak  4,73  km.  Nilai  redaman  tertinggi tersebut  masih  berada  dibawah  nilai  dari standart International  Telecommunication Union (  ITU  )  untuk  fiber  optik  G.652  pada panjang  gelombang  1310  nm  yaitu  ≤0.34 dB/km  dan  pada  panjang  gelombang  1510 yaitu ≤0.2 dB/km.
Power budget pada Fiber optic sebesar 5,2 dB masih  dibawah  ambang  batas    sensitifitas perangkat  yaitu  sebesar  35  dB.  Dengan kapasitas  data  sebesar  3  Gb  dari  10  Gb  yang tersedia sehingga dapat mentransmisikan data selama 0,3 second

## DAFTAR ACUAN
Antil,  R.,  Pinki  and  Beniwal,  S.  (2012),  “An Overview of DWDM Technology & Network”, International  Journal  of  Scientific
&  Technology  Research ,  Vol.  1,  Issues  11, pp. 43-46.
Kartalopoulos, S. (2002),
“DWDM Networks”  in  DWDM:  Networks,  Devices, and  Technology,  Chapter  5,  pp.  388-427, Wiley-IEEE Press.
Kaur, I. and Gupta, N.  (2012) “Optimization of  Fiber  Length  For  EDFA to  Enhance  the Channel    Capacity    of    DWDM  System” International  Symposium  on  Instrumentation &  Measurement,  Sensor  Network  and Automation (IMSNA), IEEE , Vol. 1, pp 7-10.
Keiser, G. (2010) Optical Fiber Communications , Fourth Edition, Mc.
GrawHill Inc.
Ramaswami,  R.,  Sivarajan,  K.  and  Sasaki  G. (2010), Optical  Networks:  A  Practical Perspective ,  3 rd Edition,  Elsevier,  Morgan Kaufmann Publishers, USA.
Sajjan,  S.M.,  Seshasai,  V.  and  Sadashivappa, G.  (2015)  “DWDM  Link  Design  and  Power Budget Calculation”, International Journal of Advanced  Research  in  Electrical,  Electronics and  Instrumentation  Engineering ,  Vol.  4, Issue 4, pp. 2538-2548.
International Telecommunication Union, 2000, Itu-T G-652 Series Recommendations Transmission  Systems  And  Media,  Digital Systems And Networks.