PROPOSAL TA Traffic Grooming

Traffic Grooming Pada Jaringan Ring SONET DWDM Dengan Algoritma Integer Linear Programming

PROPOSAL TUGAS AKHIR

Oleh :

Seto Ayom cahyadi

L2F008089

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

2012

Proposal Penelitian

Traffic Grooming Pada Jaringan Ring SONET DWDM Dengan Algoritma Integer Linear Programming

yang diajukan oleh

Seto Ayom Cahyadi

L2F008089

kepada

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Diponegoro

telah disetujui oleh :

Pembimbing I

Sukiswo , ST , MT.

NIP. 196907141997021001

Tanggal : ………………….

Pembimbing II

Ajub Ajulian Z, ST, MT.

NIP. 197107191998022001

Tanggal : .........................

Mengetahui,

Koordinator Tugas akhir

R. Rizal Isnanto, ST. MT.

NIP. 197007272000121001

Tanggal : ……………….

ABSTRAK

Manusia sebagai makhluk sosial tidak akan lepas dari komunikasi terhadap sesamanya.

Dengan semakin berkembangnya teknologi di era globalisasi ini, menuntut kemajuan dalam

bidang komunikasi jarak jauh atau biasa disebut telekomunikasi. Telekomunikasi dan informasi

pada zaman ini tidak hanya berupa suara, melainkan juga video dan data. Suara seperti pada

telepon rumah dan mobilephone, video seperti pada televisi, dan data seperti pada layanan

internet. Telekomunikasi yang semakin maju dapat ditandai dengan meningkatnya kecepatan

akses dan ketahanan terhadap noise. Saat ini, berbagai perusahaan yang bergerak dalam bidang

telekomunikasi telah menerapkan penggunaan kabel serat optik yang akan menggantikan kabel

tembaga.

Suatu hal yang paling menjanjikan untuk jaringan masa depan pada transmisi fiber optik

yaitu jaringan DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) terutama ketika diperlukan

lebar pita yang cukup besar. Kapasitas transmisi dari suatu jaringan SONET (Synchronous

Optical Network) telah mengalami peningkatan secara berarti berkaitan dengan penggunaan

teknologi DWDM. Traffic grooming pada jaringan ring SONET DWDM merupakan pemecahan

masalah packing traffic yang berbeda kecepatan menjadi beberapa aliran trafik pada ring DWDM

dengan tujuan menghemat penggunaan perangkat SONET. Traffic grooming adalah proses

pengelompokan beberapa jalur telekomunikasi, yang akan menentukan penggabungan aliran-

aliran trafik di setiap node.

Dalam tugas akhir ini akan disimulasikan perencanaan dari jaringan transport yang

didasarkan pada jaringan ring SONET DWDM. Dalam kasus ini traffic grooming akan

menentukan optimalisasi perencanaan jaringan ring SONET DWDM dengan algoritma ILP

(Integer Linear Programming). RWA (Routing and Wavelength Assignment) akan menempatkan

rute-rute trafik ke panjang gelombang tertentu sebagai cara untuk meminimalkan biaya

keseluruhan dari penggunaan perangkat SADM (SONET Add/drop Multiplexers). Dengan

masukan beberapa node serta jumlah trafik tiap node, sehingga akan didapatkan suatu alur

jaringan ring SONET DWDM yang optimal sebagai cara untuk meminimalkan biaya keseluruhan

dari perangkat SADM.

Kata Kunci : serat optik, DWDM, Integer Linear Programmin, RWA

PROPOSAL TUGAS AKHIR

I. Judul

Traffic Grooming Pada Jaringan Ring SONET DWDM Dengan Algoritma

Integer Linear Programming

II. Latar Belakang Masalah

Dalam perkembangan teknologi informasi dan komunikasi yang semakin

cepat, masyarakat modern memerlukan adanya sarana komunikasi yang handal

dan canggih. Sarana komunikasi yang dibutuhkan tersebut harus berorientasi

untuk memenuhi kebutuhan layanan yang berlaku tidak hanya saat ini, namun

juga berorientasi untuk memenuhi kebutuhan layanan di masa mendatang.

Keterbatasan utama yang sudah menjadi hal umum adalah spektrum dan lebar

pita. Namun adanya keterbatasan tidak selalu berdampak buruk khususnya pada

perkembangan di bidang telekomunikasi karena hal ini mendorong lahirnya

teknologi - teknologi terbaru sebagai responnya diantaranya dengan komunikasi

serat optik.

Serat optik adalah media transmisi yang melewatkan cahaya (radiant

power/light energy) melalui serat gelas. Karena kapasitas kanal yang besar,

kecepatan tinggi, penerimaan data yang lebih akurat, teliti dapat dipercaya dan

terjamin kerahasiaannya membuat serat optik digunakan pada sistem komunikasi

internet dan TV kabel. Untuk menunjang optimasi pada serat optik digunakan

Teknologi Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) yang mampu

meningkatkan kemampuan kapasitas jaringan eksisting tanpa perlu mengeluarkan

biaya penanaman serat optik kembali dengan melakukan multiplexing.

Jaringan serat optik dengan teknologi DWDM (Dense Wavelength

Division Multiplexing) menyediakan lebar pita yang cukup besar untuk melayani

semua kebutuhan transmisi baik suara, data maupun gambar. Teknologi DWDM

dapat menaikkan kapasitas dari serat optik dengan mentransmisikan beberapa

panjang gelombang secara simultan. Infrastruktur jaringan pada layer fisik saat ini

didominasi oleh SONET (Synchronous Optical Network) dengan arsitektur ring.

Suatu ring SONET dibangun menggunakan sepasang atau dua pasang serat optik

untuk menghubungkan perangkat add drop multiplexer, yang memiliki

kemampuan untuk menggabungkan aliran-aliran trafik.

Traffic grooming merupakan bagian yang penting dari perencanaan dan

implementasi jaringan DWDM. Pemakaian teknologi DWDM dapat mendukung

penggabungan beberapa aliran trafik dan panjang gelombang yang berbeda.

Karena biaya terbesar dari jaringan ada pada perangkat SADM (SONET Add

Drop Multiplexer), maka yang terpenting adalah bagaimana menggabungkan

aliran-aliran trafik sesuai dengan nilai kebutuhan trafik tiap node serta

menempatkan panggilan-panggilan yang datang ke panjang gelombang tertentu

sedemikian hingga jumlah SADM dapat dioptimalkan.

Dengan adanya permasalahan di atas, maka akan disusun suatu Tugas

Akhir yang berjudul “Traffic Grooming Pada Jaringan Ring SONET DWDM

Dengan Algoritma Integer Linear Programming” yang akan memberikan solusi

perencanaan jaringan traffic grooming pada arsitektur ring SONET DWDM,

sehingga akan dihasilkan suatu jaringan ring SONET DWDM yang optimal.

III. Tujuan Penelitian

Tujuan dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah:

1. Merencanakan jaringan ring SONET DWDM menggunakan traffic

grooming.

2. Menganalisis tingkat penurunan jumlah pemakaian SADM di setiap node

pada jaringan SONET DWDM dengan perencanaan traffic grooming.

IV. Batasan Masalah

Pada penulisan Laporan Tugas Akhir ini penulis membuat batasan

pembahasan tentang :

1. Jaringan menggunakan topologi multi-ring SONET untuk jaringan

Bidirectional Line Switched Ring (BLSR).

2. Nilai trafik tiap node dalam jaringan disajikan dalam bentuk matrik trafik

dengan pola non-uniform menggunakan satuan Gigabit per second (Gbps).

3. Jaringan memiliki jumlah maksimal node sebanyak 50 node dan jumlah

maksimal node dalam setiap ring sebanyak 10 node.

4. Besar kapasitas tiap panjang gelombang yang dibutuhkan sebesar 50 Gbps.

5. Simulasi menggunakan program Matlab dengan metode pendekatan

algoritma ILP ( Integer Linear Programming ) dan RWA ( Routing and

Wavelength Assignment ) pada analisis pengaturan panjang gelombang

V. Tinjauan Pustaka

5.1 Teknologi WDM (Wavelength Division Multiplexing)

Saat ini kemajuan di bidang telekomunikasi begitu pesat sehingga

berdampak pada perkembangan teknologi informasi. Transmisi optik saat ini

menjadi solusi untuk komunikasi dan pertukaran data yang menuntut kecepatan

dan efisiensi tinggi dan biaya murah. Penggunaan serat optik sebagai medium 

transmisi memberikan  dampak pada  keandalan yang tinggi, kapasitas yang besar

dan kualitas yang tinggi menjadi pilihan dalam pembangunan sistem

telekomunikasi.

Kebutuhan sarana komunikasi tersebut harus dapat memenuhi kebutuhan

layanan yang berlaku tidak hanya saat ini, namun juga untuk memenuhi

kebutuhan layanan di masa mendatang. Guna memenuhi kebutuhan tersebut

diperlukan suatu jaringan yang handal, dengan kapasitas menampung lebar pita

yang besar dengan kemudahan penambahan kapasitas, kinerja yang lebih baik,

tingkat ketersediaan yang tinggi dan fleksibilitas yang baik. Berangkat dari

pemikiran inilah, muncul suatu konsep untuk memanfaatkan sistem transmisi

WDM (Wave Division Multiplexing).

Teknologi WDM pada dasarnya adalah teknologi transport untuk

menyalurkan berbagai jenis trafik (data, suara, dan video) dengan menggunakan

panjang gelombang yang berbeda-beda dalam suatu serat optik tunggal secara

bersamaan. Teknologi WDM ini dapat meningkatkan kapasitas layanan dan

memungkinkan komunikasi dua arah pada satu serat optik. Implementasi WDM

dapat diterapkan baik pada jaringan long haul (jarak jauh) maupun untuk aplikasi

short haul (jarak dekat). Secara sederhana transmisi WDM dapat dilihat pada

gambar 5.1.

Gambar 5.1 Konsep transmisi WDM

Percepatan kebutuhan lebar pita yang terutama diakibatkan oleh pesatnya

pertumbuhan trafik data seperti internet, intranet, dan aplikasi multimedia telah

mendorong terjadinya evolusi yang sangat cepat di sisi teknologi jaringan

transport. Teknologi WDM ini mengalami perkembangan pesat dengan

menggunakan transmisi dengan kecepatan 2,5 Gbps sampai 40 Gbps dalam satu

gelombang. Teknologi ini lahir dari ide untuk mentransmisikan beberapa sinyal

secara bersamaan melalui kabel serat optik yang sama dengan kecepatan transfer

sinyal yang sama, tetapi setiap sinyal mempunyai panjang gelombang yang

berbeda satu sama lain.

Sistem WDM dibagi menjadi 2 segmen, DWDM (Dense Wavelength

Division Multiplexing) dan CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing).

Teknologi DWDM dan CWDM didasarkan pada konsep yang sama yaitu

menggunakan beberapa panjang gelombang cahaya pada sebuah serat optik, tetapi

kedua teknologi tersebut berbeda pada spasi kanal, area operasi panjang

gelombangnya dan kemampuan untuk memperkuat sinyal pada medium optik.

5.1.1 DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)

Pada mulanya teknologi WDM merupakan cikal bakal lahirnya DWDM,

berkembang dari keterbatasan yang ada pada sistem serat optik, dimana

pertumbuhan trafik pada sejumlah jaringan backbone mengalami percepatan yang

tinggi. Hal ini menjadi dasar pemikiran untuk memanfaatkan jaringan yang ada

dibandingkan membangun jaringan baru.

DWDM merupakan pengembangan dari teknologi WDM yang memiliki

prinsip kerja serupa. Sistem WDM konvensional bekerja pada dua daerah panjang

gelombang yaitu 1310 dan 1550 nm, dan pada perkembangannya WDM hanya

menggunakan satu daerah panjang gelombang saja (1550 nm), tetapi dilakukan

pembagian dengan lebar spektrum yang sangat kecil sehingga menghasilkan

beberapa panjang gelombang. Jadi yang membedakan DWDM dengan

pendahulunya adalah spasi kanal yang lebih sempit sehingga dapat menampung

puluhan panjang gelombang. Teknologi DWDM berkembang dari keterbatasan

pada sistem transmisi serat optik yang ada, dimana pertumbuhan trafik pada

sejumlah jaringan backbone meningkat sangat pesat sehingga kapasitas lebar pita

yang tersedia tidak mampu lagi mengakomodasi lonjakan trafik tersebut. Hal ini

menjadi dasar pemikiran untuk memanfaatkan jaringan yang ada dibandingkan

membangun jaringan baru yang tentunya akan menghabiskan biaya sangat besar.

Dengan memperhatikan faktor ekonomis tersebut, implementasi DWDM pada

jaringan eksisting merupakan solusi terbaik.

Pada perkembangan selanjutnya, jumlah panjang gelombang yang dapat

diakomodasikan oleh sehelai serat optik bertambah mencapai puluhan buah dan

kapasitas untuk masing-masing panjang gelombang pun meningkat pada kisaran

10 Gbps sampai 40 Gbps, kemampuan ini merujuk pada apa yang disebut

DWDM.

Gambar 5.2 Prinsip dasar sistem DWDM

Teknologi DWDM merupakan teknologi dengan memanfaatkan system

transmisi serat optik yang sudah ada dengan memultipleksikan sumber-sumber

sinyal yang ada. Menurut definisi, teknologi DWDM dinyatakan sebagai suatu

teknologi jaringan transport yang memiliki kemampuan untuk membawa sejumlah

panjang gelombang dalam satu fiber tunggal. Artinya, apabila dalam satu fiber itu

dipakai empat gelombang, maka kecepatan transmisinya menjadi 4x40 Gbs.

Dengan kapasitas yang cukup besar tersebut, teknologi DWDM mampu

memberikan fleksibilitas yang cukup tinggi untuk memenuhi kebutuhan akan

kapasitas transmisi yang besar dalam jaringan. Kemampuannya dalam hal ini

diyakini banyak orang akan terus berkembang yang ditandai dengan semakin

banyaknya jumlah panjang gelombang yang mampu untuk ditramsmisikan dalam

satu fiber.

Dengan memperhatikan faktor ekonomis, fleksibilitas dan kebutuhan

pemenuhan kapasitas jaringan jangka panjang, maka solusi untuk

mengimplementasikan DWDM merupakan yang paling cocok, terutama jika

didorong pertumbuhan trafik dan proyeksi kebutuhan trafik masa depan terbukti

sangat besar. Secara umum ada beberapa faktor yang menjadi landasan pemilihan

teknologi DWDM ini, yaitu:

1) Menurunkan biaya instalasi, karena implementasi DWDM berarti besar

kemungkinan tidak perlu menggelar fiber baru, cukup menggunakan fiber

eksisting.

2) Dapat dipakai untuk memenuhi permintaan yang berkembang, dimana

teknologi DWDM mampu untuk melakukan penambahan kapasitas dengan

orde n x 40 Gbps (n= jumlah panjang gelombang).

3) Dapat mengakomodasikan layanan baru. Hal ini dimungkinkan karena sifat

dari operasi teknologi DWDM yang terbuka terhadap protokol dan format

sinyal.

5.1.2 CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing)

Sekarang ini aplikasi dari teknologi WDM telah meluas tidak hanya untuk

jaringan jarak jauh, tapi juga untuk jaringan jarak menengah seperti pada area

metropolitan. Untuk meningkatkan kapasitas jaringan, sistem DWDM telah

dikembangakan terutama untuk sistem jarak jauh dan CWDM baru dikembangkan

untuk jaringan jarak menengah yang tidak mahal, dimana sangat diperlukan untuk

jaringan metropolitan.

Dengan pertimbangan utama tingginya biaya diikuti oleh alasan kebutuhan

variasi layanan dan kebutuhan jarak tempuh yang pendek akan membuat

pengimplementasian DWDM kurang handal. Solusi untuk permasalahan ini

adalah konsep CWDM. Tujuan utama teknologi ini adalah menekan biaya

investasi dan biaya operasi teknologi DWDM terutama untuk area metro.

Prinsip kerja dasar dari CWDM adalah sama dengan prinsip kerja umum

teknologi DWDM yaitu mentransmisikan kombinasi sejumlah panjang gelombang

yang berbeda dengan menggunakan perangkat multiplekser panjang gelombang

optik dalam satu fiber. Perbedaan yang paling mendasar antara CWDM dan

DWDM terletak pada spasi kanal (parameter jarak antar kanal) dan area operasi

panjang gelombangnya. CWDM memanfaatkan spasi kanal 20 nm yang lebih

memberi ruang kepada sistem untuk lebih toleran terhadap interferensi. Hal ini

berkaitan langsung dengan teknologi perangkat multiplekser (terutama laser dan

filter) yang akan diimplementasikan dalam sistem, dimana untuk spasi kanal yang

semakin presisi (DWDM = 0,2 nm s/d 1,2 nm), laser dan filter yang digunakan

akan semakin mahal.

Tabel 5.1 Perbandingan CWDM dan DWDM

No Parameter CWDM DWDM

1 Spasi Kanal 20 nm 0,2 nm - 1,2 nm

2 Panjang Gelombang 1290 nm - 1610 nm 1470 nm - 1610 nm

3 Aplikasi point to point, ring, mesh point to point, ring, mesh

4 Area Implementasi metro long haul

5 Power Consumtions lower higher

6 Laser Device cheaper higher

Dengan pertimbangan seperti pada tabel 5.1 dan uraiannya maka dengan

konsep CWDM, tingginya biaya bisa ditekan. Kebutuhan variasi layanan di metro

dengan kebutuhan lebar pita tetap bisa dipenuhi, dan kebutuhan area implementasi

untuk metro bisa didapatkan. Teknologi CWDM menjadi solusi yang baik

mengatasi kebutuhan lebar pita besar dengan biaya murah pada area metro. Hal ini

dilandasi dengan penggunaan spasi kanal 20 nm yang menyebabkan sistem tidak

membutuhkan teknologi tinggi yang mahal.

5.2 SONET (Synchronous Optical Network)

Perkembangan trafik data yang sangat cepat telah mendorong semakin

berkembangnya teknologi jaringan transport optik yang mampu mengakomodasi

kebutuhan lebar pita yang sangat besar. Percepatan kebutuhan lebar pita yang

terutama diakibatkan oleh pesatnya pertumbuhan trafik data seperti internet,

intranet dan aplikasi multimedia telah mendorong terjadinya evolusi yang sangat

cepat di sisi teknologi jaringan transport. Sehingga diperlukan topologi jaringan

transport yang handal.

Guna memenuhi kebutuhan itu diperlukan suatu jaringan yang handal,

dengan kapasitas menampung lebar pita yang besar dengan kemudahan

penambahan kapasitas, performansi yang baik, tingkat ketersediaan yang tinggi

dan fleksibilitas yang baik. Untuk saat ini, jaringan bergantung pada SONET.

SONET adalah sebuah standar yang mendefinisikan transmisi telekomunikasi

untuk serat optik, yang awal mulanya dibawa oleh Bellcore (Telcordia), dengan

koordinasi dari ITU (International Telecommunication Union). SONET banyak

digunakan di Amerika Utara yang kemudian distandarkan oleh ANSI (American

National Standards Institute).

SONET merupakan standar komunikasi digital yang baru untuk suatu

sistem transmisi serat optik. Transport sinyal tingkat pertama pada SONET

(STS-1) memiliki kecepatan 51,840 Mbps, dan selanjutnya multipleks SONET

dibentuk dari sejumlah N kali sinyal dasar STS-1 sehingga lebih efisien

dibandingkan hirarki yang lain. SONET juga dapat meningkatkan kapasitas lebar

pita pada serat optik tanpa perlu melakukan penambahan kabel optik. Kehandalan

trafik pada SONET akan selalu terjaga pada topologi ring yang menggunakan

DWDM.

SONET beroperasi pada empat lapisan, seperti yang ditunjukkan pada

gambar 2.5. Seperti OSI dan model TCP jaringan, data dilewatkan dari bawah ke

atas di antara lapisan-lapisan ini. Lapisan dari bawah ke atas itu adalah:

1) Photonic Layer

Photonic layer adalah lapisan tingkat terendah dari SONET yang

merupakan lapisan antarmuka elektrik dan optik untuk mengangkut informasi

melalui kabel serat optic yang berfungsi juga untuk konversi sinyal listrik menjadi

sinyal cahaya optik (dan sebaliknya, di sisi penerima).

2) Section Layer

Section layer ini mengangkut sinyal informasi dari lapisan sebelumnya.

Lapisan ini biasanya dibandingkan dengan lapisan data-link dari model OSI, yang

juga menangani framing dan transfer fisik.

3) Line Layer

Line layer menangani banyak fungsi, termasuk sinkronisasi dan

multipleksing untuk lapisan path di atasnya. Hal ini juga memberikan

perlindungan switching otomatis.

4) Path Layer

Path Layer adalah lapisan tertinggi SONET. Lapisan ini, yang hanya dapat

diakses dengan peralatan seperti add/drop multiplexer (sebuah perangkat yang

membagi jalur SONET menjadi beberapa bagian), menangani semua komunikasi

end-to-end, pemeliharaan, dan kontrol.

Path Layer

Line Layer

Section Layer

Photonic Layer

Gambar 5.4 Lapisan SONET

Setiap tingkat dari hirarki digital di SONET memiliki tingkat OC (Optical

Carrier), dan struktur frame elektrik disebut STS (Synchronous Transport

Signal). Pada sistem SDH, tingkat definisi tunggal ini disebut STM (Synchronous

Transport Module). Dalam hal ini, peran lapisan photonic yaitu membentuk frame

STS menjadi sinyal OC. Tabel 5.2 menunjukkan tingkat umum yang digunakan

sesuai dengan besar transfer bit yang digunakan.

Tabel 5.2 Digital hirarki SONET/SDH

SONET Level

Optical / Electrical

SDH Level Line Rate

(Mbps)

Payload Rate

(Mbps)

OC - 1 / STS - 1 STM - 0 51.84 50.112

OC - 3 / STS - 3 STM - 1 155.52 150.336

OC - 12 / STS - 12 STM - 4 622.08 601.344

OC - 48 / STS - 48 STM - 16 2488.32 2405.376

OC - 192 / STS -192 STM - 64 9953.28 9621.504

OC - 768 / STS -768 STM - 256 39818.12 38486.016

Tingkat multipleksing yang lebih tinggi dari tingkat dasar OC-1 (STS-1)

menunjukkan hanya dengan angka, sehingga sebuah frame STS-N berisi N kali

STS-1, dan tingkat OC-N merupakan N kali OC-1. SDH tidak memiliki standar

sesuai dengan OC-1/STS-1, tetapi frame STM-0 dalam SDH yang dimaksud

identik dengan STS-1. Beberapa nilai N dari standar digital hirarki pada tabel 2.2

menunjukkan tingkat penggunaan yang praktis, nilai lainnya seperti OC-9 dan

OC-24 adalah standar tetapi belum ditemukan penggunaannya secara nyata, juga

tidak ada yang sesuai pada tingkat standar SDH.

5.3 Jaringan Ring SONET

Topologi ring adalah topologi umum yang digunakan dalam jaringan

SONET yang memiliki tingkat kehandalan yang tinggi. Pada SONET, tiap

transmisi dalam sistem tersebut membawa sinyal dengan kecepatan yang berbeda.

Hal ini meningkatkan kompleksitas pada proses perencanaan, disamping

meningkatnya kompleksitas dalam proses perencanaan, penggabungan antara

transmisi juga meningkatkan fleksibilitas desain.

Berikut ini adalah dua tipe utama dari DWDM ring:

1) Dedicated Protection Ring

Pada dedicated protection ring terdapat dua counter-routing fibers yang

menggunakan DWDM pada masing-masing fiber, dimana setiap permintaan

panjang gelombang diproteksi menggunakan sebuah jalur utama pada satu sisi

ring dan sebuah jalur backup pada sisi ring yang lainnya. Karena kanal-kanal

diproteksi pada sebuah jalur panjang gelombang, maka ring ini disebut juga

dengan Sub Network Connection Protection (SNCP Ring). Jika terdapat kegagalan

link atau node pada ring maka trafik akan dipindahkan ke jalur lain.

Gambar 5.5 Optical Channel Dedicated Protection Ring

Tipe ring ini relatif sederhana dimana sinyal dibagi pada node sumber dan

switching dilakukan oleh selektor yang ada pada sisi penerima. Pendekatan ini

tidak memerlukan protokol pensinyalan yang rumit.

Proteksi SNCP Ring :

a. Ketika terjadi kegagalan maka koneksi yang mengalami kegagalan tersebut

di-switch ke sisi ring yang lainnya menggunakan kapasitas proteksi padaf

iber yang lainnya.

b. Kekurangan dari SNCP Ring adalah berkurangnya panjang jalur proteksi.

Sehingga akan menjadi pertimbangan yang penting dalam jaringan serat

optik, karena jalur yang lebih panjang akan mengalami redaman dan distorsi

yang lebih besar.

2) Shared Protection Ring

Pada shared protection ring, 50% dari kapasitas ring didedikasikan untuk

tujuan proteksi sehingga memungkinkan untuk menggunakan bersama kapasitas

proteksi di antara permintaan panjang gelombang berbeda yang dirutekan pada

ring seperti pada gambar 5.6.

(a) (b)

Gambar 5.6 (a). Shared Protection Ring (b). Shared Protection Ring setelah

mengalami kegagalan

Ring SONET juga disebut self-healing ring (ring perlindungan khusus),

karena SONET memiliki mekanisme perlindungan yang mendeteksi kegagalan

dan mengubah rute trafik ke jalur proteksi atau jalur cadangan. Dalam ring

perlindungan khusus, setiap jalur normal memiliki jalur perlindungan yang sesuai

dan dalam lingkaran perlindungan bersama. Arsitektur ring SONET menawarkan

fungsionalitas yang lebih maju, sehingga jaringan ring SONET telah dominan

karena lebih ekonomis, manajemen praktis dan mudah.

Ada dua konsep proteksi pada jaringan ring SONET, yaitu:

1) 2-fiber BLSR (Bi-Directional Line-Switched Rings)

Hanya memerlukan dua buah fiber di antara setiap pasangan node yang

berdekatan.

Me-reserve jalur panjang gelombang pada setiap fiber untuk digunakan

sebagai kanal proteksi. Dalam menampung permintaan transmisi, optical

path dirutekan pada jalur panjang gelombang yang lainnya, yaitu kanal kerja.

Kanal kerja pada satu fiber diproteksi oleh kanal proteksi pada fiber yang

lainnya.

Jika terjadi kegagalan maka node yang ada di dekat kegagalan tersebut akan

melakukan loop back.

Gambar 5.7 2-fiber BLSR (Bi-Directional Line-Switched Rings)

2) 4-fiber BLSR (Bi-Directional Line-Switched Rings)

Memerlukan empat buah fiber di antara node yang berdekatan.

Kanal kerja dan proteksi dibawa melalui fiber yang berbeda, yang

memungkinkan untuk menentukan arah kanal dari jalur kerja ke panjang

gelombang yang sama.

Empat fiber mengkombinasikan ring dan jalur proteksi pada arsitektur yang

sama.

Gambar 5.8 4-fiber BLSR (Bi-Directional Line-Switched Rings)

SONET dibangun dari konfigurasi ring OADM. Beberapa OADM dapat

dimasukkan ke dalam konfigurasi ring baik untuk lalu lintas dua arah atau searah

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.9. Keuntungan utama dari topologi ring

adalah survivability-nya, jika kabel serat dipotong atau terjadi kerusakan akan

memiliki kecerdasan untuk mengirim layanan melalui jalur alternatif atau yang

disebut loop back tanpa gangguan. Permintaan untuk layanan survivable, routing

beragam pada serat optik, fleksibilitas dalam mengatur ulang layanan untuk

melayani node alternatif, serta pemulihan otomatis yang cepat, telah membuat

topologi ring SONET sangat populer.

Gambar 5.9 Topologi Ring SONET

5.4 Arsitektur SONET

SONET dengan topologi Ring adalah infrastruktur jaringan optik yang

paling banyak digunakan saat ini. Dengan perkembangan DWDM,

memungkinkan banyak panjang gelombang yang ditransmisikan serta didukung

dengan peralatan dan media serat optik yang handal. Komponen perangkat utama

dari topologi ini adalah Optical Add Drop Multiplexer (OADM), SONET Add

Drop Multiplexer (SADM) dan Optical Cross Connect (OXC).

Dengan adanya komponen seperti OADM, sangat mungkin untuk sebuah

node melewatkan sebagian besar kanal panjang gelombang optik dan hanya drop

panjang gelombang yang akan membawa trafik menuju node tujuan. SADM

mampu menambah dan menjatuhkan data kecepatan tinggi maupun rendah dari

dan ke aliran panjang gelombang yang diterima pada setiap node. Setiap SADM

memiliki antarmuka kecepatan tinggi dan antarmuka kecepatan rendah yang dapat

dihubungkan ke OXC. Perangkat OXC digunakan untuk koneksi silang aliran

panjang gelombang dan mengatur semua fasilitas transmisi antar ring jika

beberapa ring saling berhubungan.

Gambar 5.10 Node architecture jaringan ring SONET

Pada jaringan SONET tradisional, satu SADM diperlukan untuk setiap

panjang gelombang pada setiap node yang akan melakukan add/drop pada

panjang gelombang tertentu. Pada perkembangannya di dalam sistem SONET,

ketika memilih beberapa set node untuk membentuk sebuah ring, kita tidak perlu

memperlengkapi semua aliran panjang gelombang dalam satu putaran dengan

SADM, karena pada prakteknya suatu SADM yang dibutuhkan oleh setiap

jaringan SONET tergantung pada banyaknya node pada jaringan dan banyaknya

kanal panjang gelombang yang digunakan pada setiap node. Jika suatu SADM

dipakai pada setiap kanal panjang gelombang di tiap node, maka jumlah total

SADM yang diperlukanakan akan meningkat seiring pertambahan jumlah panjang

gelombang yang dimultipleks ke suatu serat optik.

Dengan adanya aliran-aliran panjang gelombang pada jaringan, SADM

sangat mendominasi biaya dalam jaringan ring SONET. Oleh karena itu, dengan

mengatur aliran panjang gelombang pada serat optik ini dapat mengurangi

besarnya biaya jaringan.

5.5 Traffic Grooming pada jaringan ring SONET

Pergeseran baru teknologi telekomunikasi kini sedang terjadi. Hal ini

didorong oleh perkembangan teknologi internet yang secara drastis yang telah

mengubah paradigma telekomunikasi dari transmisi suara menjadi transmisi data.

Ledakan kebutuhan lebar pita yang diakibatkan oleh pesatnya pertumbuhan trafik

data mendorong terjadinya evolusi yang cukup cepat di sisi teknologi jaringan

transport yang dengan cepat memasuki orde Gbps (Gigabit per second) bahkan

orde Tbps (Terabit per second). Inovasi di jaringan transport ini didahului oleh

penemuan teknologi optik DWDM yang kemudian berlanjut ke teknologi

SONET. Kedua teknologi ini akan berperan dalam konsep NGN (Next generation

Network), dimana dengan kemampuan lebar pita yang besar maka kehandalannya

yang diharapkan juga tinggi. Untuk itu tentu dibutuhkan suatu sistem jaringan

yang optimal, yang mampu memberikan pelayanan maksimal serta memberikan

solusi dalam penghematan biaya pembangunan suatu jaringan.

Untuk meminimalkan biaya keseluruhan dari peralatan elektronik, maka

dalam suatu jaringan SONET dibutuhkan teknik perencanaan dan optimasi

jaringan. Traffic grooming merupakan pemecahan masalah packing traffic yang

berbeda kecepatan menjadi beberapa aliran trafik pada ring SONET sesuai dengan

kebutuhan trafik dan panjang gelombang dengan tujuan untuk menghemat

penggunaan peralatan SADM. Traffic grooming adalah proses pengelompokan

beberapa jalur telekomunikasi, yang akan menentukan penggabungan aliran-aliran

trafik di tiap node.

Sistem traffic grooming sederhana dengan arsitektur ring akan

memberikan batas-batas dan solusi analitis untuk meminimalisasi biaya jaringan.

Perbedaan ring SONET yang telah mengalami grooming dan belum dilakukan

grooming pada Gambar berikut:

(a) (b)

Gambar 5.11 ring SONET WDM : (a) Sebelum grooming (b)Setelah grooming

Pada gambar tersebut terlihat penggunaan SADM berkurang. Akan tetapi

pada kenyataannya traffic grooming jauh lebih kompleks daripada asumsi biasa,

dikarenakan :

Jaringan berkembang menjadi jaringan SONET.

Kebutuhan permintaan dan panjang gelombang semakin meningkat.

Jaringan menggunakan trafik dinamis.

Trafik tidak lagi menggunakan pola uniform.

Akibatnya dalam mengoptimalkan jaringan akan menjadi masalah yang

terlalu sulit untuk solusi analitis, sehingga di dalam teknik traffic grooming

diberikan beberapa solusi :

Menetapkan solusi pemetaan jaringan.

Minimalkan beban lalu lintas secara keseluruhan.

Menetapkan panjang gelombang.

Meminimalkan penggunaan SADM dalam jaringan.

Nilai trafik disajikan dalam bentuk matrik trafik permintaan. Untuk

memenuhi kebutuhan trafik tersebut, maka akan dibentuk jaringan telekomunikasi

berbasis medium serat optik dengan teknologi transmisi DWDM. Dengan datadata

tersebut, maka dibuatlah perencanaan implementasi jaringan khususnya pada

jaringan ring SONET yang memenuhi kebutuhan trafik secara optimal dengan

teknologi transmisi DWDM. Batasan mengenai keoptimalan perencanaannya

adalah sejauh mana biaya implementasi dapat diminimalkan. Hal tersebut dapat

tercapai dengan memaksimalkan utilisasi jaringan.

Kompleksitas dalam perencanaan jaringan tersebut membutuhkan

komputasi suatu algoritma dalam menentukan optimasi jaringan aliran-aliran

trafik tiap node. Pada gambar di bawah memperlihatkan contoh arsitektur node

jaringan ring SONET yang nantinya diharapkan mampu memberikan kehandalan

pada jaringan ring SONET dengan tujuan memperkecil biaya jaringan serta

meningkatkan kualitas aliran trafik tiap node.

Gambar 5.11 Arsitektur ring SONET/SDH

Munculnya teknologi DWDM menyediakan kemampuan untuk

meningkatkan lebar pita jaringan SONET pada kecepatan rendah ke kecepatan

yang lebih tinggi sesuai dengan aliran panjang gelombang. Biaya total

penggunaan SADM sangat mendominasi pada suatu perencanaan jaringan optik,

karena banyaknya SADM yang dibutuhkan oleh suatu jaringan optik tergantung

pada banyaknya node pada jaringan dan banyaknya kanal panjang gelombang

yang digunakan oleh setiap node. Selain itu, pola trafik jaringan optik mengalami

perubahan dari waktu ke waktu. Bagaimana mengembangkan algoritma

rekonfigurasi dinamis untuk traffic grooming merupakan masalah penting untuk

memperkecil penggunaan SADM pada jaringan.

5.6 Algoritma ILP (Integer Linear Programming)

Dalam memecahkan permasalahan packing traffic jaringan menjadi

beberapa aliran trafik pada ring DWDM dengan tujuan menghemat penggunaan

peralatan SONET, perencanaan didesain dengan pencarian solusi optimum

menggunakan algoritma ILP. Algoritma ILP diharapkan mampu memberikan

solusi optimum untuk permasalah tersebut. Perencanaan ini merupakan

perencanaan yang disusun sebagai alternatif solusi traffic grooming dalam

perencanaan kapasitas jaringan ring SONET.

Persamaan dalam algoritma ILP:

∑t=1

N

∑l=1

L

y il

∑i=1

N

∑j=1

N

∑s=1

mij

xijsl ≤ g , l=1,2 , …, L, (1)

∑t=1

L

x ijsl=1, ∀ i , j , s (2)

y il ≥ x ijsl ,

y il ≥ x jisl , ∀ i , j , s ,l (3)

x ijsl , y ilsemuanya adalah variable biner

Dimana: N : Jumlah Node dalam jaringan

L : Jumlahwavelength yang tersedia

G : Trafik granularistik

Algoritma ILP sangat berguna untuk diterapkan pada DWDM dengan

kapasitas dan jumlah node yang besar.

2.7 RWA (Routing and Wavelength Assignment)

Dengan traffic grooming akan dapat mendukung penggabungan beberapa

aliran trafik yang memiliki kecepatan rendah ke aliran trafik yang memiliki

kecepatan yang lebih tinggi pada saluran panjang gelombang. Masalah tersebut

telah menerima banyak perhatian baru-baru ini, terutama pola trafik jaringan optik

yang berubah dari waktu ke waktu. Bagaimana mengembangkan algoritma

rekonfigurasi dinamis untuk traffic grooming merupakan masalah penting pada

suatu perencanaan sebuah jaringan sedemikian hingga jumlah SADM dalam

jaringan ring SONET dapat dioptimalkan.

Pada jaringan ring SONET, koneksi wavelength-routing (lightpaths) antar

node dibangun secara dinamis sebagai respon terhadap pola permintaan yang

acak. Suatu permintaan koneksi akan diblok jika panjang gelombang tidak

tersedia pada jalur yang terbentuk antar node. Pada jaringan dimana trafiknya

dilewatkan melalui beberapa node, besar kemungkinan akan sangat rentan

terhadap blocking, yang mana hal ini akan mempengaruhi quality of service.

Terlihat bahwa beberapa metode routing dan pengaturan panjang gelombang

mempunyai potensi untuk mengatasi masalah diatas.

Salah satu alternatif untuk aplikasi jaringan ring SONET pada jaringan

optik DWDM yaitu RWA (Routing and Wavelength Assignment). Suatu jaringan

dengan RWA dapat mengatur permintaan trafik dengan pengalokasian yang

dinamis, sehingga jalur panjang gelombang tersedia sebanyak yang diperlukan

antar node dapat mencukupi kebutuhan lebar pita. Sedangkan konsep RWA yaitu

untuk meminimalkan biaya dan memberikan altematif terbaik untuk masa yang

akan datang, sehingga diperlukan suatu skema RWA terbaik yang dapat

memenuhi konsep wavelength routing tersebut.

Gambar 2.14 Aliran panjang gelombang dalam jaringan

Ketika memilih beberapa set node untuk membentuk sebuah ring dengan

RWA, tidak perlu melengkapi semua aliran panjang gelombang dalam satu

putaran dengan perangkat SADM. Misalkan pada gambar 2.14, jika terdapat trafik

dari node 1 ke node 2 melalui node 3 pada aliran panjang gelombang 1, maka

node 1 dan node 2 harus dilengkapi dengan SADM pada kanal panjang

gelombang 1. Sedangkan pada node 3 hanya melewatkan aliran panjang

gelombang 1 dan tidak perlu melengkapi dengan perangkat SADM, karena pada

prakteknya suatu SADM yang dibutuhkan oleh setiap jaringan tergantung pada

banyaknya node dan banyaknya kanal panjang gelombang yang digunakan pada

suatu jaringan.

Jaringan membutuhkan rekonfigurasi yang sesuai dengan kebutuhan trafik

pada jaringan tersebut. Desain jaringan akan sangat mendukung setiap

permasalahan yang ditimbulkan karena adanya kebutuhan trafik pada setiap node,

serta akan meminimalkan biaya keseluruhan jaringan yang memiliki permintaan

trafik dengan pengalokasian yang dinamis pada jaringan.

Berikut adalah contoh untuk menunjukkan bahwa metode RWA dapat

mengurangi penggunaan perangkat SADM pada jaringan. Sebagai contoh jaringan

ring SONET sepuluh node dengan nilai kebutuhan trafik yang beragam. Pola

trafik untuk contoh ini adalah non-uniform, artinya jaringan memiliki nilai trafik

yang berbeda di kedua pasangan untuk setiap node. Setiap kanal panjang

gelombang pada jaringan bisa membawa dua atau lebih aliran trafik.

Tabel 5.4 Contoh matrik trafik

Node1 node2 node3 node4 node5 node6 node7 node8 node9 node10

node1 0 10 2 8 12 7 6 4 8 7

node2 7 0 6 2 3 6 4 8 5 8

node3 3 9 0 10 8 9 6 15 7 11

node4 13 2 10 0 9 12 9 8 6 9

node5 3 9 8 9 0 7 13 6 10 6

node6 11 9 7 9 13 0 9 9 6 9

node7 8 12 8 15 7 10 0 11 7 14

node8 6 7 6 5 11 9 5 0 4 8

node9 9 6 14 8 6 8 12 2 0 5

node10 5 13 8 6 7 5 6 9 13 0

Jaringan dengan 10 node yang masing-masing memiliki jumlah trafik yang

berbeda sesuai dengan matrik trafik di atas. Dengan kapasitas jumlah trafik dalam

jaringan akan dibutuhkan 2 buah kanal panjang gelombang. Sehingga pengaturan

aliran panjang gelombang sesuai rute trafiknya dapat dilihat pada keterangan di

bawah ini.

λ 1 : 1↔2, 1↔3, 1↔4, 1↔5, 1↔6, λ 1 : 1↔2, 1↔3, 2↔3, 1↔4, 2↔4,

1↔7, 1↔8, 1↔9, 1↔10, 2↔3, 3↔4,1↔5, 2↔5, 3↔5, 4↔5,

2↔4, 2↔5, 2↔6, 2↔7, 2↔8, 1↔6, 2↔6, 3↔6, 4↔6, 5↔6,

2↔9, 2↔10, 3↔4, 3↔5, 3↔6, 1↔7, 2↔7, 3↔7, 4↔,7 5↔7,

3↔7, 3↔8, 3↔9, 3↔10, 4↔5, 6↔7, 1↔8 = 8 ADM

4↔6, 4↔7, 4↔8, 4↔9, 4↔10, λ 2 :1↔9,1↔10, 9↔10,2↔9, 2↔10,

5↔6, 5↔7, 5↔8, 5↔9, 5↔10, 2↔8, 8↔9, 8↔10, 3↔8, 3↔9,

6↔7, 6↔8, 6↔9, 6↔,10, 7↔8, 3↔10,4↔8, 4↔9, 4↔10, 5↔8,

7↔9, 7↔10, 8↔9, 8↔10, 9↔10 5↔9,5↔10, 6↔8, 6↔,9 6↔10,

= 10 ADM 7↔8, 7↔9, 7↔10 = 10 ADM

λ 2: 1↔2, 1↔3, 1↔4, 1↔5, 1↔6,

1↔7, 1↔8, 1↔9, 1↔10, 2↔3,

2↔4, 2↔5, 2↔6, 2↔7, 2↔8,

2↔9, 2↔10, 3↔4, 3↔5, 3↔6,

3↔7, 3↔8, 3↔9, 3↔10, 4↔5,

4↔6, 4↔7, 4↔8, 4↔9, 4↔10,

5↔6, 5↔7, 5↔8, 5↔9, 5↔10,

6↔7, 6↔8, 6↔9, 6↔,10, 7↔8,

7↔9, 7↔10, 8↔9, 8↔10, 9↔10

= 10 ADM

(a) (b)

Gambar 2.15 Perbandingan pengaturan panjang gelombang

(a) Sebelum proses RWA

(b) Sesudah proses RWA

RWA akan memberikan pengaturan rute-rute trafik sesuai dengan panjang

gelombang yang dibutuhkan pada setiap node pada jaringan. Dengan pengaturan

tersebut dapat memberikan hasil yang optimal dalam perencanaan sebuah

jaringan.

Tabel 2.5 Perbandingan penggunaan SADM tiap node

Sebelum RWA Sesudah RWA

Node Panjang Gelombang Node Panjang

Gelombang

1 λ1, λ2 1 λ1, λ2

2 λ1, λ2 2 λ1, λ2

3 λ1, λ2 3 λ1, λ2

4 λ1, λ2 4 λ1, λ2

5 λ1, λ2 5 λ1, λ2

6 λ1, λ2 6 λ1, λ2

7 λ1, λ2 7 λ1, λ2

8 λ1, λ2 8 λ1, λ2

9 λ1, λ2 9 λ2

10 λ1, λ2 10 λ2

Tabel di atas memberikan perbandingan antara jaringan sebelum dilakukan

RWA dengan jaringan yang sudah dilakukan RWA. Akan dibutuhkan 20

perangkat SADM pada jaringan 10 node dengan 2 buah kanal panjang gelombang.

Sedangkan setelah dilakukan RWA akan dibutuhkan hanya 18 perangkat SADM

pada jaringan. Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa traffic grooming dengan

RWA akan menurunkan jumlah pemakaian SADM di setiap node pada jaringan.

VI. Metode Penelitian

Tinjauan Pustaka

Mulai

Pencarian Data

Pengolahan Data

Analisa Data

Permasalahan yang Timbul

Usulan Perbaikan Sistem

Kesimpulan & Saran

Selesai

Dalam penyusunan Laporan TA ini, digunakan beberapa metode, antara

lain :

1. Metode Study Literatur.

Mengambil dan mengumpulkan teori-teori dasar serta teori

pendukung dari berbagai sumber, terutama meminta data dari PT

Telkom Semarang, buku-buku referensi dan situs-situs dari internet

tentang apa-apa yang menunjang dalam analisa ini.

2. Metode Observasi.

Mengadakan kunjungan langsung ke lapangan untuk mengamati

dan mengadakan observasi secara langsung tentang perangkat –

perangkat yang digunakan oleh PT Telkom Semarang

3. Metode Konsultasi.

Melakukan konsultasi dengan pembimbing TA dan rekan – rekan teknisi

lapangan, untuk memperoleh gambaran dan penjelasan tentang berbagai

macam hal mengenai teknologi GSM dan sistem yang digunakan di PT

Telkom Semarang.

4. Metode Studi Pustaka.

Mempelajari literatur GSM dan sistemnya di perpustakaan PT Telkom

Semarang dan mempelajari data – data yang ada.

Dari data – data yang ada maka dapat dianalisa kualitas jaringan

GPON pada PT Telkom Semarang. Dan dengan analisa yang dibuat akan

diusulkan langkah – langkah apa guna memperbaiki kinerja sistem, dan

dengan analisa yang dibuat akan diusulkan langkah – langkah untuk

memperbaiki kinerja sistem tersebut.

VI. Jadwal Pelaksanaan Penelitian

No Kegiatan

Waktu Pelaksanaan

Oktober

2012

November

2012

Desember

2012

Januari

2013

3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2

1 Pengambilan Data

2 Studi Literatur

3Analisa &

perhitungan trafik

4. Pembuatan Laporan

VII. Penutup

Proposal Tugas Akhir ini di buat belum dalam format yang sebenarnya,

sehingga masih sangat memungkinkan adanya perubahan yang disesuaikan

dengan kondisi yang ada. Atas perhatiannya, penulis ucapkan terima kasih.

DAFTAR PUSTAKA

1. Godbole, Achyut. 2003. Data Communications and Network. Mumbai:

McGraw-Hill

2. Green, DC. 1995. Komunikasi Data. Yogyakarta : Penerbit Andi.

3. Saydam, Gouzali. 2005.Teknologi Telekomunikasi Perkembangan dan

Aplikasi. Bandung : CV. Alfabeta.

4. Sukiswo, ST. Buku Ajar Jaringan Telekomunikasi. Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Semarang. 2002.

5. Konstruksi dan Instalasi Jaringan Kabel Tembaga. Divlat PT. TELKOM

INDONESIA. Bandung. 1997.

6. --, Teknologi Jaringan Akses. Divlat PT. TELKOM INDONESIA DIVRE

IV. Semarang.

7. Suherman, R F. Jaringan Telekomunikasi. Departemen Teknik Elektro

Fakultas Teknik UNSUT. Medan. 2006.