Konsep Dasar Transmisi Jarlokaf.pdf

PT. TELEKOMUNIKASI INDONESIA, Tbk PL 1.2 - Konsep Dasar Transmisi OPTICAL ACCESS NETWORK

Kode dokumen Versi Tanggal

: PL-1.2 : 1.0 : 18 September 2004

Diterbitkan oleh : PT TELEKOMUNIKASI INDONESIA, Tbk TELKOMRisTI (R & D Center) Jl Gegerkalong Hilir No 47 Bandung 40152

 Hak cipta PT. TELEKOMUNIKASI INDONESIA, Tbk 2004

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

Daftar Isi HALAMAN JUDUL ....................................................................................................... i Daftar Isi...................................................................................................................... ii Daftar Gambar ........................................................................................................... iii Daftar Tabel ................................................................................................................iv !

Tujuan Umum: 1

!

Tujuan Khusus: 1

!

KONSEP DASAR TRANSMISI

!

I. KONSEP MULTIPLEXING 2

!

1.1.

FDM (Frequency Division Multiplexing) 2

!

1.2.

TDM (Time Division Multiplexing) 2

!

1.3.

WDM (Wavelength Division Multiplexing)

!

II. PCM (Pulse Code Modulation)

!

2.1.

Bandpass Filter

!

2.2.

Sampling (Pencuplikan)

3

!

2.3.

Quantizing (Kuantisasi)

4

!

2.4.

Coding

!

III. PLESIOCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY (PDH)

9

!

IV. SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY (SDH)

12

!

4.1.

Fungsi SDH 13

!

4.2.

Cara Kerja SDH:

!

4.3.

Struktur Frame STM – 1

!

4.3.1. Section Over Head (SOH)

!

4.3.2. Path Over Head (POH) 16

!

4.4.

!

V. TELECOMUNICATION MANAGEMENT NETWORK ( TMN ) 20

!

5.1.

2

3

3

3

5

13

Arsitektur Jaringan SDH Konfigurasi TMN

15 16 17

20

ii

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

Daftar Gambar Gambar 1 Frequency Division Multiplexing .................................................................................. 2 Gambar 2 Time Division Multiplexing............................................................................................ 2 Gambar 3 Wavelength Division Multiplexing ................................................................................ 3 Gambar 4 Proses Penyaringan Frekuensi Suara ......................................................................... 3 Gambar 5 Proses Pencuplikan Suara........................................................................................... 3 Gambar 6 Sinyal Yang dicuplik dengan Fs < 2 BW Finf............................................................... 4 Gambar 7 Sinyal Jika dicuplik dengan Fs = 2 BW Finf ................................................................. 4 Gambar 8 Sinyal Jika Dicuplik Dengan Fs > 2 BWFinf................................................................. 4 Gambar 9 Proses Kuantisasi ........................................................................................................ 4 Gambar 10 Kuantisasi Uniform ..................................................................................................... 5 Gambar 11 Kuantisasi Non-Uniform ............................................................................................. 5 Gambar 12 Contoh Susunan Bit Sinyal PAM .............................................................................. 6 Gambar 13 Karakteristik A-Law Companing................................................................................. 7 Gambar 14 Blok Diagram PCM-30 Arah Kirim dan Arah Terima ................................................. 7 Gambar 15 Struktur Multiframe PCM-30....................................................................................... 9 Gambar 16 Blok PDH.................................................................................................................. 10 Gambar 17 Proses Konversi HDB-3/Unipolar NRZ. ................................................................... 10 Gambar 18 Cara Kerja Buffer Memory ....................................................................................... 11 Gambar 19 Multipleks Digital Orde Tinggi ................................................................................. 11 Gambar 20 Konverter NRZ Unipolar Menjadi Bipolar................................................................. 12 Gambar 21 Deretan Sinyal Tributary 1-s/d 4 ............................................................................ 122 Gambar 22 Mapping Sinyal PDH ke Dalam Container ............................................................. 133 Gambar 23 Mapping Sinyal Container ke Dalam Virtual Container.......................................... 144 Gambar 24 Proses Aligning VC ke Dalam Tributary Unit (TU) ................................................. 144 Gambar 25 Proses Aligning VC Ke Dalam Administrative Unit (AU)........................................ 144 Gambar 1 Struktur Frame STM-1 …………………………………………………………………..15 Gambar 2 Struktur Frame STM-4 …………………………………………………………………..16 Gambar 3 Struktur Frame STM-16 …………………………………………………………………16 Gambar 29 Hirarki Jaringan SDH ............................................................................................. 177 Gambar 30 Berbagai Topologi SDH ........................................................................................... 18 Gambar 31 Terminal Multiplexer............................................................................................... 188 Gambar 32 Add Drop Multiplexer................................................................................................ 19 Gambar 33 Repeater/Regenerator ............................................................................................. 19 Gambar 34 Digital Cross Connect .............................................................................................. 19 Gambar 35 Konfigurasi TMN ...................................................................................................... 20

iii

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

Daftar Tabel Tabel 1 Tabel Kebenaran 8 Segmen ........................................................................................... 5 Tabel 2 Tabel Kebenaran 16 Segmen .......................................................................................... 6 Tabel 3 Kapasitas Bit Dalam Setiap Tingkatan Proses SDH...................................................... 15

iv

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

PL1- Konsep Dasar Transmisi OPTICAL ACCESS NETWORK TUJUAN UMUM: ! Memberi pengetahuan dasar-dasar teknik multipleks ! Memberi penjelasan tentang PCM-30 ! Memberi penjelasan tentang PDH dan SDH TUJUAN KHUSUS: !

Memiliki pengetahuan dasar tentang jarlokaf secara sistematis ! Mampu mengoperasikan sistem dasar Jarlokaf melalui supervisi

1

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

KONSEP DASAR TRANSMISI I. KONSEP MULTIPLEXING Multiplexing merupakan penggabungan beberapa kanal sinyal informasi ke dalam satu kanal informasi dengan tujuan agar sinyal-sinyal informasi tsb dapat dikirimkan secara simultan dalam 1 kanal. Beberapa jenis metoda multiplexing, adalah sbb: 1.1. FDM (Frequency Division Multiplexing) Teknik penggabungan kanal sinyal informasi dengan menggunakan kanal-kanal frekuensi yang berbeda. Lihat gambar 1. Prinsipnya adalah n buah kanal dengan frekuensi yang berbeda-beda ditransmisikan secara simultan pada 1 saluran transmisi. Teknik ini digunakan untuk sistem analog maupun sistem digital.

nal 1 = frek 1

Multiplexer (MUX)

nal 2 = frek 2

n buah kanal ditransmis simultan dalam 1 kanal

al n = frek n

Gambar 4 Frequency Division Multiplexing

1.2. TDM (Time Division Multiplexing) Teknik penggabungan kanal informasi dengan menggunakan bandwidth frekuensi yang sama, namun secara bergantian. Lihat gambar 2. TDM merupakan proses multiplexing dengan cara membagi waktu menjadi slotslot waktu yang menyatakan informasi dari tiap kanal. Teknik ini hanya mungkin untuk sinyal digital. Kanal 1 = frek A Kanal 2 = frek A

Kanal n = frek A

Multiplexer (MUX) n buah kanal ditransmisikan simultan dalam 1 kanaldengan TS-TS yang berbeda

Gambar 5 Time Division Multiplexing

2

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

1.3. WDM (Wavelength Division Multiplexing) Teknik ini serupa dengan FDM, hanya menggunakan domain panjang gelombang sebagai variabelnya. WDM biasa digunakan pada sistem komunikasi serat optik. Lihat gambar 3. fiber

Kode sinyal dari multipanjang gelombang laser

WDM

Mux

Gambar 6 Wavelength Division Multiplexing

II. PCM (Pulse Code Modulation) PCM (Pulse Code Modulation), yaitu proses mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Prosesnya ada 3, yaitu: sampling, quantizing, dan coding. Jenis PCM yang banyak digunakan adalah PCM – 30, berfungsi sebagai analog to digital converter, multiplexing, dan sebagai line coding. Berikut adalah proses PCM-30 : 2.1. Bandpass Filter

0

-

4000 Hz

300

-

3400 Hz

Gambar 7 Proses Penyaringan Frekuensi Suara

2.2. Sampling (Pencuplikan) Sampling

300

-

3400 Hz

PAM

Frekwensi Sampling (Fs) = 8 kHz

Gambar 8 Proses Pencuplikan Suara

Proses sampling adalah proses pengambilan sample dari sinyal suara dengan lebar pita frekwensi antara 3003400 Hz; di mana proses ini dikerjakan oleh modulator amplitudo. Prinsip kerja dari sampler ini sama seperti pintu/gate atau saklar, yang membuka dan menutup dengan periode waktu yang tertentu dan kontinyu; yang mana membuka dan menutupnya pintu/gate atau saklar ini dikerjakan oleh suatu

3

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

frekwensi, yang dikenal sebagai frekwensi sampling. Untuk frekwensi sampling ini, seorang ahli Perancis bernama Harry Nyquist telah mengadakan percobaan-percobaan sbb. : a) Besar Frekwensi Sampling (Fs) yang digunakan adalah lebih kecil dari 2 x lebar frekwensi suara (2 x BW Finf) : Amplitudo

Fs < 2 BW Finf

Frekwensi

LSB fc USB

Gambar 9 Sinyal Yang dicuplik dengan Fs < 2 BW Finf

b) Besar Frekwensi Sampling (Fs) yang digunakan adalah = 2 x lebar frekwensi suara (2 x BW Finf) : Amplitudo

Fs = 2 BW Finf

Frekwensi

LSB fc SSB

Gambar 10 Sinyal Jika dicuplik dengan Fs = 2 BW Finf

c) Besar Frekwensi Sampling (Fs) yang digunakan adalah lebih besar dari 2 x lebar frekwensi suara (2 x BW Finf) : Amplitudo Fs > 2 BW Finf

Frekwensi

Gambar 11 Sinyal Jika Dicuplik Dengan Fs > 2 BWFinf

2.3. Quantizing (Kuantisasi) a. Proses Pemberian harga terhadap sinyal PAM; yang besarnya – kecilnya disesuai dengan harga tegangan pembanding terdekat b. Setiap pulsa akan diletakan kedalam suatu polaritas positif atau polaritas negatif

Quant Gambar 12 Proses Kuantisasi

4

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

c. Setiap polaritas dibagi menjadi beberapa segment/sub segment(interval) d. Kuantisasi ada 2 macam : - Uniform (seragam) (Linear)

tegangan keluaran (volt)

B tegangan masukan (volt)

A

Gambar 13 Kuantisasi Uniform

- Non-uniform (tidak seragam) (Non-linear) tegangan keluaran (volt)

B

A

tegangan masukan (volt)

Gambar 14 Kuantisasi Non-Uniform

2.4. Coding Coding adalah proses mengubah sinyal PAM menjadi sinyal digital (A – D Converter). Pada PCM-30 berlaku Hukum Companding-A : a. Setiap pulsa PAM ditempatkan pada polaritas positif atau negatif; dan ditandai dengan huruf “S” • Untuk Polaritas Positif S = 1 • Untuk Polaritas Negatif S = 0 b. Setiap polaritas dibagi menjadi 8 segment; segment ke -0 s/d 7, dan ditandai dengan huruf “ABC”. Tabel 1 Tabel Kebenaran 8 Segmen Nomor Segmen Bit A Bit B Bit C 1 2 3 4

0 1 2 3

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 1

5

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

5 6 7 8

4 5 6 7

1 1 1 1

0 0 1 1

0 1 0 1

c. Setiap segment dibagi menjadi 16 sub-segment (interval); interval ke-0 s/d 15, dan ditandai dengan huruf “WXYZ” Tabel 2 Tabel Kebenaran 16 Segmen Nomor Interval Bit-W Bit-X Bit-Y Bit-Z 1 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 1 3 2 0 0 1 0 4 3 0 0 1 1 5 4 0 1 0 0 6 5 0 1 0 1 7 6 0 1 1 0 8 7 0 1 1 1 9 8 1 0 0 0 10 9 1 0 0 1 11 10 1 0 1 0 12 11 1 0 1 1 13 12 1 1 0 0 14 13 1 1 0 1 15 14 1 1 1 0 16 15 1 1 1 1

d. Sehingga sinyal PAM akan berubah menjadi sinyal dengan susunan bitbitnya sbb: S

A

B

C

W

X

Y

Z

Gambar 15 Contoh Susunan Bit Sinyal PAM

Dalam kaitan dengan proses kuantisasi dan coding ini, dikenal adanya hukum companding; dan didalam PCM-30 berlaku Hukum Companding “A”, yang mempunyai aturan sbb. : 1. Meletakan sinyal kedalam 2 polaritas; yaitu polaritas positif, yang ditandai dengan satu digit “1”; atau polaritas negatif yang ditandai dengan satu digit “0”. 2. Setiap Polaritas dibagi menjadi 8 segment; yang ditandai dengan tiga digit “0” dan/atau “1”, dengan nomor mulai dari “0” s/d “7”. 3. Setiap segment dibagi lagi menjadi 16 subsegment, atau interval; dan ditandai dengan empat digit “0” dan/atau “1”, dengan nomer mulai dari “0” s/d “15”. Lihat Gambar (13).

6

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

Gambar 16 Karakteristik A-Law Companing

Blok Diagram PCM-30 Arah Kirim 1 0

0

1 1

0

1 0

10010011 Kanal 1 frekwensi sara, 3003400Hz

Band Pass Filter

Smpling

Kuantisasi

Coding

Generator Clock (Timing) Kanal 1 frekwensi suara, 3003400Hz

Band Pass Filter

Smpling

Kuantisasi

64Kbit/s 1 64Kbit/s 2 64Kbit/s 3

2048Kbit/s Unipolar NRZ

HDB3 COD

Multiplex

2048Kbit/s HDB-3 Coding

64Kbit/s 30

11000101

1 0

0

1 1

0

1 0

Block Diagram PCM-30 (Arah Kirim)

Arah Terima 1 0

0

1 1

0

1 0

10010011 Kanal 1 frekwensi suara, 3003400Hz

Low Pass Filter

Channel Gate

Generator Clock (Timing) Kanal 1 frekwensi suara, 3003400Hz

Low Pass Filter

Channel Gate

Decoding

Timing Clock Extraction

Decoding

64Kbit/s 1 64Kbit/s 2 64Kbit/s 3

2048Kbit/s Unipolar NRZ HDB3 DEC

Demulti plexing

2048Kbit/s HDB-3

64Kbit/s 30 10010011

Gambar Block Diagram PC-30

1 0

0

1 1

0

1 0

Gambar 14 Diagram blok PCM-30 Arah Kirim dan Arah Terima

7

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

Fungsi PCM 30 setelah A/D Converter adalah multiplexing : a. Prinsip: Time Division Multiplexing b. Methode: “Word-by-Word Interleaving” atau “Byte-by-byte Interleaving”; atau “Cyclic Word Interleaving” atau “Cyclic Byte Interleaving”. c. Menggabungkan : - 30 kanal telepon 64 kbps, - 1 kanal signalling 64 kbps - 1 kanal FAS 64 kbps. Menjadi satu deretan sinyal serial 2048 Kbps. d. Setiap kanal menempati satu “Time Slot” (TS) : - TS-0 untuk FAS/Alarm - TS-1 s/d TS-15 untuk kanal telepon 1 s/d 15 - TS-16 untuk Signalling - TS-17 s/d TS-31 untuk kanal telepon 16 s/d 30 . Dan fungsi yang berikutnya adalah: line coding, yaitu konversi sinyal unipolar NRZ 2048 Kbps menjadi sinyal HDB-3: • Digit “1” dikodekan menjadi tegangan positif atau negatif bergantian, yang polaritasnya selalu berlawan dengan digit “1” sebelumnya • Digit-0 dikodekan menjadi tegangan 0 volt. • Deretan digit “0” berturutan maksimum 3 buah. Struktur Frame PCM-30 1. Satu Multi Frame, dengan panjang waktu 1 Multi Frame 2 mS 2. Enam belas Frame, dengan panjang waktu 1 Frame 125 µS 3. 32 TS/Frame, dengan panjang waktu 1 TS 3,9 µ S 4. 8 Bit/TS, dengan panjang waktu 1 bit 488 nS 5. Jumlah bit/Frame 256 bit 6. Jumlah bit/Multi Frame 4096 bit 7. Bit FAS sebanyak 7 bit ( 0011011); bit-2 s/d 8 TS-0, Frame-frame genap (frame- 0, 2, 4, dstnya.) 8. Bit MFAS sebanyak 4 bit, dengan susunan 0000; terletak pada bit-1 s/d 4 TS-16, Frame-0. 9. Bit Signalling (4 bit/kanal); pada bit-1 s/d 4, dan bit-5 s/d 8 TS-16, Frame-1 s/d Frame-15 10. Bit Alarm (A1) sinyal 2 Mbit/s terletak pada bit-3 TS-0, Frame-frame ganjil (1, 3,5 dstnya) 11. Bit Alarm (A2) sinyal 64 Kbit/s (Signalling) terletak pada bit-6 TS-16, Frame0. Gambar (15) berikut memperlihatkan Struktur Frame PCM-30

8

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

1 Frame = 125 mikro detik(8 bit x 32 TS = 256 bit TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Channel Tlpn

1

Channel Tlpn

2 3 4 5 6

7 8

FAS dan Service Bit

1 2 3 4 5 6 7 8 MFAS dan Signalling (CAS)

F0

X 0 0

1 1 0 1 1

0 0 0 0 Y A2 Y Y

F1

X 1 A1 Y Y Y Y Y

a b c d a b

c d

F2

X 0 0

1 1 0 1 1

a b c d a b

c d

F3

X 1 A1 Y Y Y Y Y

a b c d a b

c d

CH N

CH N+1

F14

X 0 0

1 1 0 1 1

a b c d a b

c d

F15

X 1 A1 Y Y Y Y Y

a b c d a b

c d

3,9 µs

Struktur Frame PCM-30

488 ns

1 Multi Frame = 2 ms (500 Hz) 256 bit x 16 Frame = 4096 bit FR 0

FR 1

FR 2

FR 3

FR 4

FR 5

FR 6

FR 7

FR 8

FR 9

FR 10 FR 11 FR 12

FR 13 FR 14 FR 15

1 Frame = 125 mikro detik 8 bit x 32 TS = 256 bit TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS TS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Channal Telepon yang sudah dikodekan, Ch. 1 s/d Ch 15

MFAS dan Signalling (CAS)

FAS dan Service Bit F0

X 0 0

1 1 0 1 1

0

Channal Telepon yang sudah dikodekan, Ch. 16 s/d Ch 30

0 0 0 Y A Y Y

F1

X 1 A1 Y Y Y Y Y

a b c d a b

c d

F2

X 0 0

a b c d a b

c d

F3

F14 F15

1 1 0 1 1

X 1 A1 Y Y Y Y Y

a b c d a b c d CH N CH N+1

X 0 0

1 1 0 1 1

a b c d a b

c d

X 1 A1 Y Y Y Y Y

a b c d a b

c d

3,9 µ s

1

2

3 4 5 6 7 8

1 2

3 4 5 6 7 8

488 ns

Struktur Multi Frame PCM-30 Gambar 175 Struktur Multiframe PCM-30

III. PLESIOCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY (PDH) Multiplex PDH; dibagi menjadi 2 kelompok, yakni: 1. Order Rendah (Low Order); sering juga disebut sebagai Order Pertama, atau yang paling populer disebut “PCM-30” 2. Order Tinggi (High Order); terdiri dari Order-2, Order-3 dan Order-4

9

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

Blok diagram PDH

Arah Kirim In1

HDB-3 Unipolar NRZ

Buffer Memory

HDB-3 Unipolar NRZ

Buffer Memory

Unipolar NRZ CMI

In2

Unipolar NRZ

Multiplex In3

In4

HDB-3 Unipolar NRZ

Buffer Memory

HDB-3 Unipolar NRZ

Buffer Memory

Output HDB-3

Frame Pattern Pembangkit Frekwensi Clock

Gambar Block Diagram Multiplexing

OSC

Gambar 186 Blok PDH

Cara kerja PDH: 1. Konverter HDB-3/Unipolar NRZ. Berfungsi untuk mengubah sinyal HDB-3 Bipolar menjadi Sinyal Unipolar NRZ (Sinyal Binary). Sinyal yang diterima dari perangkat sebelumnya adalah sinyal dengan kode saluran HDB-3 Bipolar; oleh rangkaian Konverter HDB-3/Unipolar NRZ, sinyal HDB-3 Bipolar ini diubah menjadi sinyal Unipolar NRZ, atau sinyal Binary. +

0

1 0

1

1 0

1 0

+ HDB-3

-

HDB-3 Bipolar

0

1 0

1

1

0

1

0

UNIP. NRZ -

Unipolar NRZ

Gambar 197 Proses Konversi HDB-3/Unipolar NRZ.

2. Buffer Memory. Berfungsi untuk menyamakan kecepatan sinyal Unipolar NRZ (Sinyal Binary), dengan kecepatan sinyal Unipolar NRZ lainnya. Buffer Memory akan menyimpan sinyal Unipolar NRZ keluaran dari konverter HDB-3/Unipolar NRZ; dan kemudian Buffer Memory ini akan mengeluarkan sinyal yang disimpannya berdasarkan clock baca yang datang dari Pembangkit Frekwensi Clock. Dalam hal ini ke-4 Buffer Memory akan menerima clock baca yang berasal dari sumber yang sama, sehingga keluaran dari Buffer Memory akan berupa sinyal yang sudah sinkron antara satu dengan yang lainnya. Lihat Gambar (18).

10

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

Sinyal Unipolar NRZ Clock Tulis

Buffer Memory

Clock Baca

Sinyal Unipolar NRZ 1 2 3

Pembangkit Frekwensi Clock

OSC

4 Gambar 208 Cara Kerja Buffer Memory

3. Multiplex. Berfungsi menggabungkan 4 sinyal digital yang sudah disinkrronkan oleh Buffer Memory menjadi 1 deretan sinyal serial; untuk addres mana kanal 1, 2, 3, dan mana kanal 4, pada deretan 4 sinyal serial ini akan ditambahkan bit-bit FAS. Proses Multiplexing pada Multiplex digital Order Tinggi berjalan secara bit-by-bit interleaving, di mana setiap 4 bit dari 4 kanal akan membentuk 1 word (1 TS). Lihat Gambar 19. Kanal 1 : a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 1 word/TS

Kanal 2 : b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 MULTIPLEX

Kanal 3 : c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8

1 word/TS

1 word/TS

a1 b1 c1 d1 a2 b2 c2 d2 a3 b3 c3 d3

Kanal 4 : d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8

Gambar 219 Multipleks Digital Orde Tinggi

4. Konverter Unipolar NRZ /Bipolar. Sinyal hasil multiplexing adalah sinyal Unipolar Non Return to Zero (NRZ). Sinyal ini sebelum ditransmisikan harus diubah terlebih dahulu menjadi sinyal bipolar: a. HDB-3, untuk PDH Order-2 dan Order-3 b. CMI, untuk PDH Order-4 Lihat Gambar (20). 5. Pembangkit Frekwensi Clock. Berfungsi untuk membangkitkan frekwnesi clock yang seluruh proses pada arah kirim.

dibutuhkan

untuk

6. Frame Pattern. Berfungsi membangkitkan bit-bit Frame Alignment Signal, di mana: ! Untuk Order - II dan Order - III bit-bit FAS sebanyak 10 bit, dengan susunan adalah 1111010000

11

Konsep Dasar Transmisi-PL1

!

Optical Access Network

Untuk Order - IV bit-bit FAS sebanyak 12bit, dengan susunan adalah 111110100000 + 0 1 0

1 1

0 1 0

Unipolar NRZ

+

0

1

0

1

1

0

1

0

HDB-3 Bipolar

Unipolar NRZ HDB-3 -

-

Gambar UNIPOLAR NRZ/HDB-3

+ 0 1 0

1 1

H

0 1 0

Unipolar NRZ

0 1

0 1 1

0 1 0

Unipolar NRZ CMI

CMI Bipolar

Gambar 20 Konverter NRZ Unipolar Menjadi Bipolar

7. Oscillator. Berfungsi sebagai pembangkit utama dari frekwensi clock, berupa X-tall Oscillator.

yang

biasanya

8. Struktur Frame. Susunan frame multiplex PDH ini dapat dibedakan menjadi 3 (tiga), yaitu : 1) Struktur Frame Multiplex PDH 8,448 Mbit/s 2) Struktur Frame Multiplex PDH 34,368 Mbit/s 3) Struktur Frame Multiplex PDH 139,264 Mbit/s 1). Struktur Frame Multiplex digital Order-2 (1) Tributary-1 1 2

3

1 0

0 a1

4

53

Informasi

FAS

a 50

54 55

106

C a 1 51

a 102

107108

159 160 161 162

C a 2 103

a C V a 154 3 155

Informasi

Informasi

212 a 205

Informasi

Tributary-2 1 2

3

4

1 0

0 b1

53 54 55

Informasi

FAS

b 50

159 160 161 160

106 107 108 b C b 102 2 103

C b 1 51 Informasi

212

b C V b 154 3 155 Informasi

b 205

Informasi

Tributary-3 1 2

3

1 0

X c1

4

53 54 55

Informasi

FAS

c 50

106

C c 1 51

c 102

107 108

159 160 161 162

C c 2 103

c C V c 155 154 3

Informasi

Informasi

212 c 205

Informasi

Tributary-2 1 2

3

1 0

Y d1

FAS

4

53 54 55

Informasi

d 50

106

C d 1 51

d 102 Informasi

107 108 C d 2 103

289

160 161

162

212

d C V d 154 3 155 Informasi

d 205

Informasi

Gambar Deretan Sinyal Tributary - 1 s/d Tributary – 4 (Input Multiplexing/Output Demultiplexing)

Gambar 221 Deretan Sinyal Tributary 1-s/d 4

IV. SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY (SDH) SDH (Synchronous Digital Hierarchy), adalah multiplex digital yang berfungsi menggabungkan:

12

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

1. Sinyal digital 2 Mbit/s, 34 Mbit/s, 140 Mbit/s menjadi : - Sinyal STM-1 (155,52 Mbit/s) atau - Sinyal STM-4 (622,08 Mbit/s). 2. Sinyal STM-1 menjadi : - Sinyal STM-4, atau - Sinyal STM-16 (2,48832 Gbit/s). 3. Sinyal STM-4 menjadi : - Sinyal STM-16, - Sinyal STM-64 (9,95328 Gbit/s) 4. Sinyal-sinyal PDH dan STM-n menjadi sinyal SDH dengan level yang lebih tinggi. 4.1. Fungsi SDH 1. Mengubah sinyal bipolar PDH input pada tributary port, menjadi sinyal unipolar NRZ. 2. Menempatkan sinyal unipolar NRZ pada containernya masing-masing : a. C-12 untuk sinyal 2048 Kbps. b. C-3 untuk sinyal 34368 Kbps c. C-4 untuk sinyal 139264 Kbps 3. Melengkapi sinyal-sinyal C-12, C-3 dan C-4 dengan byte-byte : a. Over Head (POH), dan b. Pointer 4. Menggabungkan sinyal-sinyal yang sudah dilengkapi dengan byte-byte Over Head dan Pointer menjadi satu deretan sinyal serial. 5. Mengubah sinyal hasil multiplexing menjadi : a. Sinyal Bipolar CMI, untuk STM-1 yang dikirimkan melalui Radio Gelombang Mikro Digital SDH, atau melalui level SDH yang lebih tinggi. b. Sinyal dengan daya optik untuk STM-1 yang dikirmkan melalui kabel optik. 4.2. Cara Kerja SDH: 1. Proses Mapping a. Mapping Sinyal PDH Kedalam Container (C). Karena kapasitas container dibuat lebih besar dari pada kapasitas sinyal sinyal PDH, maka mapping sinyal-sinyal PDH kedalam container selalu dilakukan dengan cara menambahkan bit-bit yang dibutuhkan, untuk menyamakan kapasitas sinyal-sinyal PDH dengan kapasitas container (gambar 22). SINYAL PDH

ONTAINER

Cn

(C)

Ditambahkan Bit-bit : - Bit stuufing tetap (R) - Bit Over Head (O) - Bit Justifikasi Opportuniity (S) - Bit Justifikasi Kontrol (C)

Gambar 232 Mapping Sinyal PDH ke Dalam Container

13

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

b. Mapping Sinyal Container Kedalam Virtual Container (VC). Mapping sinyal-sinyal container (C) kedalam Virtual Container (VC) dilakukan dengan cara menambahkan bit-bit (byte) Path Over Head (POH) kedalam sinyal sinyal C. Lihat Gambar 23. VIRTUAL CONTAINER (VC)

SINYAL C

VC

Ditambahkan Bit-bit (Byte) : PATH OVER HEAD (POH)

Gambar 243 Mapping Sinyal Container ke Dalam Virtual Container

POH ini berfungsi untuk : - Mengirimkan bit-bit pengecek error - Mengirimkan indikasi sinyal, normal atau gangguan - Mengirimkan label sinyal 2. Proses Aligning. a. Aligning VC Kedalam Tributary Unit (TU). Proses aligning sinyal-sinyal virtual container (VC) kedalam Tribuatry Unit (TU) dilakukan dengan cara menambahkan bit-bit (byte) Pointer (PTR) kedalam sinyal sinyal VC. Proses ini berlaku untuk VC-12 dan VC-3. Lihat Gambar (24) berikut. Tributary Unit (TU)

SINYAL VC

TU

Ditambahkan Bit-bit (Byte) : POINTER (PTR)

Gambar 254 Proses Aligning VC ke Dalam Tributary Unit (TU)

Pointer berfungsi untuk : - Mengindikasikan awal dari suatu VC - Menyamakan bit rate VC dengan bit rate TU - Mengindikasikan kondisi sinyal yang dikirimkan/diterima b. Aligning VC Kedalam Administrative Unit (AU) Proses aligning sinyal virtual container (VC) kedalam Administrative Unit (AU) dilakukan dengan cara menambahkan bit-bit (byte) Pointer (PTR) kedalam sinyal VC. Proses ini berlaku untuk VC-4. Lihat Gambar 25 berikut. SINYAL VC-4

Administrative Unit -4 (AU-4)

AU-4

Ditambahkan Bit-bit (Byte) POINTER (PTR)

Gambar 265 Proses Aligning VC Ke Dalam Administrative Unit (AU)

14

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

3. Proses Multiplexing. a. Multiplexing TU Menjadi Tributary Unit Group (TUG). i) Multiplexing 3 x TU-12 Menjadi TUG-2 ii) Multiplexing 1 x TU-3 Menjadi TUG-3 iii) Multiplexing 7 x TUG-2 Menjadi TUG-3 iv) Multiplexing 3 x TUG-3 Menjadi VC-4 v) Multiplexing 1 x AU-4 Menjadi AUG vi) Multiplexing 1 x AUG Menjadi STM-1 vii) Multiplexing 4 x STM-1 Menjadi STM-4 viii) Multiplexing 16 x STM-1 Menjadi STM-16 ix) Multiplexing 4 x STM-4 Menjadi STM-16 Tabel 3 Kapasitas Bit Dalam Setiap Tingkatan Proses SDH PDH Size (bytes) Bit rate (Kbit/s) Container Size (bytes) Bit rate (Kbit/s)

T1 24 1544 C-11 25 1600

E1 32 2048 C-12 34 2176

T2 99 6312 C- 2 106 6784

E3 537 34368 C -3 756 48384

E4 2176 139264 C- 4 2340 149760

Virtual Container Size (bytes) Bit rate (Kbit/s)

VC- 11 26 1664

VC-12 35 2240

VC -2 107 6848

VC-3 765 48960

VC-4 2349 150336

Tributary Unit Size (bytes) Bit rate (Kbit/s) Tributary Unit Group Size (bytes) Bit rate (Kbit/s) Administrative Unit Size (bytes) Bit rate (Kbit/s)

TU-11 27 1728

TU-12 36 2304

TU-2 108 6912 TUG-2 108 6912

TU-3 768 49152 TUG-3 774 49536 AU-3 786 50304

AU -4 2358 150912

Administr. Unit Group Size (bytes) Bit rate (Kbit/s)

AUG 2358 150912

4.3. Struktur Frame STM – 1 Frame STM-1 : 1. Kapasitas sebesar 9 baris x 270 kolom = 2.430 byte. 2. Bit Rate STM-1 sebesar 2430 byte x 64 kbit/s = 155,520 Mbit/s 3. Interval waktu untuk setiap Frame sebesar 125 ms atau Frekuensi pengulangan setiap Frame sebesar 8.000 Hz. 4. Prinsip pengirimannya adalah byte-per-byte, mulai dari byte (kolom) pertama baris pertama; sampai dengan byte (kolom) terakhir baris terakhir. 270 Columns 1

91

261

1 2 3 4 5 6 7 8 9

RSOH AU POINTER

PAYLOAD

MSOH

RSOH : Regenerator Section Overhead MSOH : Multiplex Section Overhead Payload : Area untuk memuat sinyal informasi ( sinyal PDH) Kapasitas transport untuk satu Byte = 64 Kbit/s Kapasitas Frame = 270 x 9 x 64 Kbit/s = 155,520 Mbit/s Perioda Pengulangan Frame = 125 us

Gambar 27 Struktur Frame STM-1 15

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

1 1 2 3 4 5 6 7 8 9

36 1

1044

RSOH AU POINTER

PAYLOAD

MSOH

RSOH : Regenerator Section Overhead MSOH : Multiplex Section Overhead Payload : Area untuk memuat sinyal informasi ( sinyal PDH) Kapasitas transport untuk satu Byte = 64 Kbit/s Kapasitas Frame = 1080 x 9 x 64 Kbit/s = 622,080 Mbit/s Perioda Pengulangan Frame = 125 us

Gambar 28 Struktur Frame STM-4 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9

144 1

4176

RSOH AU POINTER

PAYLOAD

MSOH

RSOH : Regenerator Section Overhead MSOH : Multiplex Section Overhead Payload : Area untuk memuat sinyal informasi ( sinyal PDH) Kapasitas transport untuk satu Byte = 64 Kbit/s Kapasitas Frame = 4320 x 9 x 64 Kbit/s = 2488,320 Mbit/s Perioda Pengulangan Frame = 125 us

Gambar 29 Struktur Frame STM-16

4.3.1. Section Over Head (SOH) Byte SOH yang ditambahkan ke AU-4 berfungsi : 1. Berisi informasi frame STM-1. 2. Informasi monitoring perfomansi section ybs. 3. Maintenance 4. Fungsi-fungsi operasi (seperti monitoring regenerator intermediate dan pengontrol switching proteksi). 5. Baris 1 s/d 3 dari SOH digunakan untuk byte RSOH, baris ke-4 untuk Pointer AU-4, dan baris 5 s/d 9 digunakan untuk byte MSOH. 4.3.2. Path Over Head (POH) Byte POH yang ditambahkan ke VCn berfungsi : 1. Membawa informasi yang dibutuhkan sesuai dengan payload VC-4 yang dikirimkan. 2. Menandai payload yang bersangkutan, dan akan tetap ada sampai payload di-demultiplex. 3. POH terdiri dari 9 byte, yang ditandai dengan J1, B3, C2, G1, F2, H4, Z3, Z4 dan Z5.

16

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

Fungsi Pointer: 1. Untuk menekan keterlambatan transmisi, VC diletakkan di mana saja didalam payload; process ini disebut “floating” . 2. ntuk menunjukkan awal dari VC didalam payload, setelah process floating kemudian akan ditambahkan “pointer”; jadi pointer berfungsi untuk mengindikasikan alamat byte pertama dari VC tersebut. Ada 2 jenis pointer; yaitu : 1. Pointer AU (pointer Administration Unit), yaitu pointer yang terletak pada baris ke-empat dari “Section Over Head (SOH)” frame STM-N, yang berfungsi mengindikasikan lokasi awal dari VC-4. 2. Pointer TU (pointer Tributary Unit), yaitu pointer yang terletak didalam “section payload” dari frame STM-N, digunakan untuk mengindikasikan lokasi awal dari VC-12/ VC-3. 4.4. Arsitektur Jaringan SDH Ada 2 level penggunaan elemen-elemen jaringan SDH dalam jaringan transmisi : 1. Jaringan Akses (Access Network) untuk mengkombinasikan dan mendistribusikan layanan-layanan yang menggunakan semua jenis bit rate (64 kbps, VC-12, VC-3, VC-4) dan dengan bit rate transmisi STM-1, STM-4, STM-16 dan STM-64. 2. Level Transport untuk transmisi sinyal-sinyal STM-1 STM-4, STM-16 dan STM-64 serta node-node jaringan dengan sistem Cross-Connect yang menggunakan semua jenis bit rate (VC-12, VC-3 dan VC-4). TOPOLOGI JARINGAN SDH

STM-16

ST M4

STM-4

STM-1 Local Exchange

STM-1

Local Exchange Cross Connect Multiplexer Digital Switch

Trunk Network Level 1 STM-1 Trunk Network Level 2

Local Network FlexiMux

Mux 64/2M

Subscriber Access

Gambar 309 Hirarki Jaringan SDH

17

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

Point to

1.

Point

PTE

2. Point

to

PTE

REG

Multipoint

ADM

REG

PTE

PTE

REG

CONNECT.

3. CROSS -

REG

MUX

DCS

REG

MUX

MUX

MUX

REG

REG

4. RING.

ADM

ADM

ADM

ADM

Gambar 30 Berbagai Topologi SDH

Elemen Jaringan adalah suatu interface yang ditempatkan pada Node SDH dan berfungsi untuk komunikasi antara Node SDH dengan jaringan Supervisi (Telecomunication Management Network ). Jenis-jenis elemen jaringan : 1. Terminal Multiplexer (MUX) PDH danTributary STM-m m

STM-n

n

Aplikasi : Sistem Transmisi Point-to-Point (STM-1, STM-4, STM-16)

Gambar 311 Terminal Multiplexer

18

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

2. Add Drop Multiplexer (ADM) STM-n

STM-n

Tributary PDH & STM-m m n

Gambar 322 Add Drop Multiplexer

3. SDH Repeater (REG)

STM-n

STM-n

Aplikasi : Regenerasi sinyal saluran di dalam jaringan RING dan Point-to-Point

Gambar 333 Repeater/Regenerator

4. Digital Cross Connect (DXC) 16 SDH 4 4 Multiplexer 16

2.5 Gbit/s 622 Mbit/s 155 Mbit/s 140 Mbit/s

140

140 Mbit/s

2.5 Gbit/s 622 Mbit/s 155 Mbit/s

CC 2

2

VC-12

140

VC-4 34 Mbit/s

140

34

VC - 4 VC - 3 VC - 12

VC-3 2 Mbit/s

2

VC-12 VC-4

2

VC-12

VC-3 34

VC-12 2

140

2

140 Mbit/s 140 Mbit/s 34 Mbit/s 2 Mbit/s

Aplikasi : Routing, Broadcasting, add & drop

Gambar 344 Digital Cross Connect

19

Konsep Dasar Transmisi-PL1

Optical Access Network

TELECOMUNICATION MANAGEMENT NETWORK ( TMN ) Suatu peralatan pendukung yang sangat diperlukan guna menangani pengelolaan seluruh jaringan SDH di mana menawarkan pengaturan yang lebih luas dalam pengelolaan fungsi-fungsi perangkat pada setiap waktu. Salah satu keuntungannya adalah jaringan SDH akan berfungsi menjadi suatu sistem operasi dan pemeliharaan yang terpusat. Konfigurasi TMN dapat terdiri dari Elemen Jaringan, Mediation Device, Operations System dan Work Station. V.

5.1. Konfigurasi TMN Konfigurasi TMN Operating System (OS)

F

Q3

Q3

Workstation

Data Communication Network (DCN) Q3 Medation Device (MD) Q2 or Q1 Local Communication Network (LCN)

Network Element (NE)

F

Workstation

F

Workstation

Qx Network Element (NE)

Gambar 355 Konfigurasi TMN

Fungsi dari tiap-tiap bagian didalam TMN adalah : 1) Operating System (OS); Berfungsi untuk memproses seluruh informasi yang diperlukan untuk monitoring dan kontrol jaringan. 2) Data Communication (DC). Berfungsi sebagai basis untuk komunikasi antar elemen-elemen TMN. 3) Mediation Device (MD). Berfungsi sebagai penanggung jawab untuk mengendalikan pertukaran informasi antara OS dan NE. 4) Network Element (NE). Bagian yang menjadi obyek bagi TMN. 5) Q dan F adapter (Qn dan F). Penghubung antar bagian didalam TMN.

20