Dokumen tersebut membahas tentang integrasi antara teknologi Optical Transport Network (OTN) dengan protokol IP untuk menyediakan layanan IP over Dense Wavelength-Division Multiplexing (DWDM). OTN menggunakan struktur frame G.709 untuk menambahkan kemampuan pengaturan panjang gelombang dan manajemen jaringan secara end-to-end."

1. Antar-muka OTN untuk IP over DWDM
Abstraksi
Pertumbuhan trafik dalam core network telah terbukti menjadi salah satu faktor utama untuk
integrasi antara IP dan optik (IP-Optical Integration). Sejalan dengan mulai ditinggalkannya
framing layer 2 yang berbasis TDM (Time Division Multiplexing) dalam membangun arsitektur
yang sederhana, maka adanya peningkatan permintaan teknologi untuk memonitor performansi
dan penangangan gangguan sebagai pengganti SONET.
Optical Transport Network (OTN) dengan menggunakan struktur frame G.709 telah memberikan
cara untuk menambahkan kemampuan mengatur panjang gelombang (wavelength). Juniper
network telah menggabungkan teknologi ini dengan teknologi antar muka (interface) 10 Gb
ethernet untuk menyediakan layanan IP over Dense Wavelength-Division Multiplexing DWDM
(IPoDWDM). Integrasi teknologi OTN ke dalam perangkat Router sama dengan mengaktifkan
suatu langkah evolusi dalam Carrier infrastructure dalam rangka menyediakan utilisasi optimum
dari suatu kapasitas transport. Layer 3 yang cerdas memastikan respons yang cepat terhadap
perubahan topologi dan memperluas kemampuan optikal (optical capabilities) ke perangkat
router tanpa memerlukan perangkat terminasi DWDM tersendiri, sehingga penyedia layanan
dapat memberikan layanan on-demand kepada pelanggan.
Jaringan IPoDWDM yang terintegrasi dapat mengurangi jumlah komponen dalam jaringan untuk
menyediakan end-to-end IP koneksi dan routing. Konvergensi jaringan IP dan DWDM
menyediakan keuntungan yang signifikan bagi penyedia layanan, karena perangkat router telah
dilengkapi dengan transponder, sehingga kebutuhan transponder dapat dihilangkan, yang pada
akhirnya akan meningkatkan penghematan baik CapEx atau OpEx. Selain itu, antar-muka
management yang standard akan memberikan kemampuan monitoring jaringan end-to-end dan
manajemen performansi, dan integrasi di level control-plane akan memungkinkan pengenalan
servis baru dengan sangat cepat.
Pendahuluan
Sebuah suatu kenyataan bahwa penyedia layanan tidak mampu menambah kapasitas bandwidth
yang sebanding untuk mengimbangi pertumbuhan eksponensial dari data trafik (IP trafik
berkembang dalam skala 80-100 % setiap tahun. Perkembangan ini terutama karena adanya
perkembangan High-Definition Television (HDTV) dan penetrasi High-Speed Broadband.
ET 5088 Infrastruktur Berbasis IP dan Jaringan Optik 1

2. Antar-muka OTN untuk IP over DWDM
Selain itu penyimpangan lainnya dari trend sebelumnya adalah perkembangan yang terjadi di
area metro (akses) dibanding di area core. Hal ini menyebabkan dibutuhkannnya kecepatan
pelayanan yang lebih cepat, dan pelayanan ini membutuhkan provisioning baik di domain optik
maupun domain IP.
Evolusi ke Arsitektur yang Simple
Untuk mengimbangi tantangan perkembangan eksponensial dari trafik dan kebutuhan pelayanan
yang cepat, bandwidth untuk transport harus tercukupi. Dalam hal ini, inovasi fiber optik
bertujuan menaikkan jumlah bandwidth yang bisa dibawa dalam satu fiber.
Evolusi dari suatu jaringan carrier menggambarkan bagaimana kapasitas digunakan pada masa
lalu, dan bagaimana untuk masa depan. Seperti yang terlihat pada gambar berikut, suatu jaringan
dibentuk dalam beberapa layer : service layer (Voice and IP) memerlukan lapisan untuk
mengadaptasi data seperti ATM atau Frame Relay, dan semua trafik akan di kirimkan melalui
teknologi SONET/SDH. Jika wavelength-division Multiplexing (WDM) digunakan, maka ini
akan menambah layer yang lain.
Gambar 1: IP over ATM over SONET/SDH over DWDM
Dalam model ini, setiap layer berfungsi sebagai “requirement specification” untuk layer
dibawahnya. DWDM layer dibangun pertama kali, kemudian SONET/SDH diprovision dalam
layer optik, dan kemudian ATM diprovision sebagai sistem transport. Dan pada akhirnya, layer
aplikasi akan diprovision. Trafik tradisional dari POTS (Public Old Telephony Systems) diatur
oleh layer cross-connect yang dipetakan ke dalam layer SONET/SDH.
ET 5088 Infrastruktur Berbasis IP dan Jaringan Optik 2

3. Antar-muka OTN untuk IP over DWDM
Kelanjutan dari Evolusi ini, trafik legacy Frame Relay/ATM lambat laun hilang seiring dengan
berkembangnya IP network, sehingga layer ATM/Frame Relay juga ikut menghilang. Trafik
layer 2 dan layer 3 yang terintegrasi dapat di petakan secara langsung ke sistem layer
SDH/SONET, seperti yang digambarkan dalam diagram dibawah ini :
Gambar 2: IP Over SONET Over DWDM
Dalam arsitektur tradisional, biaya transport sangat didominasi oleh biaya regenerasi sinyal
optik, karena sinyal optik perlu diubah ke sinyal elektrik dan kemudian diubah kembali ke sinyal
optik.
Gambar 3: Regeneration menjadi lebih murah dengan adanya perkembangan
Teknologi Optik
ET 5088 Infrastruktur Berbasis IP dan Jaringan Optik 3

4. Antar-muka OTN untuk IP over DWDM
Perkembangan teknologi seperti dispersion compensation modules, teknik forward error control
(FEC), enhanced modulation techniques, tunable lasers, and multidegree reconfigurable optical
add-drop multiplexers (ROADMs) telah menggeser fokus ekonomi dari transport link ke
switching nodes.
Realisasi IP Over DWDM
Konvergensi IP-DWDM telah berjalan sementara waktu, solusi komprehensif transport berbasis
pada platform IP routing merupakan langkah selanjutnya. Kunci arsitektur bergeser dari
bagaimana menyelesaikan konvergensi menjadi bagaimana integrasi yang berbasiskan standard,
seperti long-reach transponder dalam perangkat router itu sendiri, yang merupakan benar-benar
realisasi IPoDWDM.
Gambar 4: Standard Based Transponder yang dipasang di Router
Partisi yang jelas antara layer optik dan elektrik sudah terselesaikan. Layer optik berisi seluruh
element optik pasif (fiber, DWDM, amplifiers/penguat, ROADM). Layer IP terdiri dari fungsi-
fungsi elektrik yang terintegrasi, mulai dari processing paket, switching, cross connecting, dan
multiplexing, dan memproduksi sinyal optik long-haul yang dapat langsung diprovision dalam
layer optik. Hal ini dapat terwujud dengan menggunakan teknologi OTN (Optical Transport
Network) and G.709 frames.
ET 5088 Infrastruktur Berbasis IP dan Jaringan Optik 4

5. Antar-muka OTN untuk IP over DWDM
Pengenalan OTN, G.709, and IP Over DWDM
Generasi awal jaringan optik adalah SONET/SDH, yang berbasiskan teknologi TDM untuk
menyediakan monitoring performansi dan proteksi terhadap kerusakan atau kegagalan fiber atau
perangkat. Reliabilitas dan manajemen kapasitas yang bagus dari SONET/SDH berkontribusi
untuk suksesnya jaringan optik. Tetapi Carriers menghadapi tantangan baru dimana jaringan
yang dioptimasi secara tradisional untuk membawa trafik voice, sekarang digunakan secara
meningkat oleh layanan data dan video dengan bandwidth yang sangat besar. Beberapa dari
tantangan ini, sudah tentu terastasi dengan hadirnya teknologi DWDM.
Secara umum, DWDM tidak mempunyai proteksi dan skema manajemen seperti yang dimiliki
SONET/SDH. Lebih jauh lagi, hal ini memerlukan tambahan element jaringan tambahan seperti
optical amplifiers (penguat optik), multiplexers, dan demultiplexers dan perangkat
pengkompensasi dispersi. Perangkat-perangkat ini membutuhkan monitoring yang kontinue
untuk memastikan reliabilitas. Spesifikasi dari International Telecommunication Union
Telecommunication Standardization (ITU-T), G.709 OTN (Optical Transport Network)
mengaplikasikan banyak fungsi manajemen dari jaringan SONET/SDH ke dalam jaringan optik
DWDM saat ini. Dengan menggunakan OTN, informasi overhead ditambahkan di depan sinyal
optik sebagai header, dan FEC trailer ditambahkan dibelakang. Dengan demikian, kanal optik
dapat dengan mudah diprovision, dimonitor, dimaintain dan diperbaiki.
Standard G.709 membantu untuk mengatur jaringan dengan jumlah wavelength yang sangat
banyak. Fitur pada G.709 yang disebut FEC mampu menambah jarak tempuh optik dengan cara
menambah reliabilitas melalui pengurangan BER (Bit Error Rate). Dan pada akhirnya OTN telah
menemukan cara untuk mengintegrasikan antar-muka OTN pada router berbasis IP. Konvergensi
IP dan DWDM akan memberikan keuntungan yang signifikan kepada penyedia layanan, karena
dengan adanya transponder yang terintegrasi dengan router akan menghilangkan kebutuhan rak
transponder, yang pada akhirnya akan membantu menghemat CapEx dan OpEx.
Keuntungan yang sangat instant adalah berkurangnya CapEx dan OpEx, seperti yang telah
disebutkan diatas dikarenakan berkurangnya kebutuhan rak, yang artinya adalah berkurangnya
kebutuhan tempat, pendingin, daya listrik dan pengaturan, serta jumlah interkoneksi.
ET 5088 Infrastruktur Berbasis IP dan Jaringan Optik 5

6. Antar-muka OTN untuk IP over DWDM
Gambar 5: IP over DWDM - Sebelum dan Sesudah
Selain itu, antar-muka manajemen yang standard memberikan monitoring performansi dan
manajemen jaringan end-to-end. Integrasi di sisi Control-plane akan memungkinkan pengenalan
layanan-layanan baru dengan cepat, sedangkan integrasi di sisi manajemen akan memudahkan
pengoperasian jaringan, peningkatan ketersediaan (availibility) jaringan dan utilisasi.
OTN: Digital Wrappers and G.709 Frames
Struktur frame dari G.709 (yang dikenal juga sebagai “digital wrappers”) menambahkan
informasi manajemen untuk wavelength. Selain itu juga menambahkan FEC, yang menambah
kehandalan melalui pengurangan BER, dan menambah jarak jangkauan optik.
Kecepatan dari frame-frame G.709 mengikuti standard yang ada dalam SONET/SDH. Sehingga,
diperoleh pemetaan hierarchical payload packager yang dimulai pada 2.5 Gbps (OC-48/STM-
16) sampai dengan 40 Gbps (STM-256):
• OTU1 : 2.5 Gbps
• OTU2 : 10 Gbps
• OTU3 : 40 Gbps
ET 5088 Infrastruktur Berbasis IP dan Jaringan Optik 6

7. Antar-muka OTN untuk IP over DWDM
Gambar 6: Segmen pada Jaringan Transport Optik : OTU, ODU dan OPU
Pada intinya, ada tiga bagian penting dari frame-frame G.709 yaitu overhead, payload, dan FEC
data. Tiga bagian penting ada baik untuk frame OTU1, OTU2 ataupun OTU3. Lebih jauh lagi
frame-frame G.709 dibagi menjadi tiga golongan yang masing-masing berhubungan dengan tiga
golongan yang berbeda juga dalam jaringan optik. Golongan Overhead terdiri dari :
• Optical Channel Payload Unit (OPU)
• Optical Channel Transport Unit (OTU)
• Optical Channel Data Unit (ODU)
Gambar 6 menunjukkan lokasi dalam jaringan transmisi yang mengacu pada beberapa golongan
diatas.
Struktut dari OTU yang masuk dalam FEC, memberikan fungsi supervisory (pengawasan), dan
mengkondisikan sinyal untuk transportasi diantara channel termination point yang pada titik
tersebut terdapat 3 fungsional (Retiming – synchronisasi waktu sinyal, Reshaping –
pembentukkan kembali sinyal yang rusak, dan Regeneration – pembangkitkan sinyal kembali).
ODU menyediakan pengawasan jalur secara end-to-end dan mendukung monitoring koneksi
tandem.
Gambar 7 menunjukkan berbagai macam bagian dalam frame-frame G.709, termasuk overhead
untuk setiap golongan frame ODU. OPU, dan OTU, FEC dan payload. Meskipun kecepatan
berbasiskan pada SONET/SDH, payload dalam frame-frame G.709 completely protocol
agnostic. Sebagai contoh, ATM atau protokol generic framing procedure (GFP) dapat dipetakan
secara langsung ke dalam frame-frame G.709 ini. Fitur inilah yang menjadikan OTN sebagai
ET 5088 Infrastruktur Berbasis IP dan Jaringan Optik 7

8. Antar-muka OTN untuk IP over DWDM
suatu pilihan yang tepat untuk transport network karena OTN mampu membawa berbagai
macam tipe trafik (data, voice, video) dengan struktur framing yang umum, dengan tetap
mengijinkan adanya service-level guarantee, management, monitoring, dan error correction.
Gambar 7: Struktur dari Frame G.709
Ada beberapa keuntungan dari struktur frame yang fleksibel. Yang pertama adalah memberikan
kemungkinan wavelenght dalam jaringan DWDM untuk diatur sebagai sebuah entity. Yang
kedua, karena Operations, Administration, and Maintenance (OAM) di lewatkan dalam frame
secara end-to-end, maka memberikan kemungkinan majemenen dilakukan melalui jaringan yang
multi-vendor. Dan yang ketiga adalah karena FEC terintegrasi dalam segmen OTU pada frame
maka mengijinkan jarak jangkauan yang lebih jauh, yang tentunya mengurangi jumlah perangkat
yang dibutuhkan untuk jaringan transmisi jangka panjang (long-haul).
Karena Carriers melakukan migrasi ke dalam jaringan dengan kecepatan yang lebih tinggi, maka
FEC menjadi sangat kritis. FEC merupakan skema pengkodean (encoding dan decoding) sinyal
yang akan digunakan untuk melakukan deteksi dan koreksi kesalahan yang mungkin akan masuk
ke dalam sinyal optik pada saat sinyal ditransmisikan. Kesalahan-kesalahan ini dapat
dikarenakan pelemahan sinyal, optical cross-talk, dispersi, atau kejadian-kejadian anomali yang
lain. Selain itu lebih dari hanya sekedar memperbaiki kesalahan, FEC juga menyediakan
mekanisme untuk memberikan peringatan dini apabila terjadi penurunan kualitas (degradation)
sinyal. Dengan peringantan ini memungkinkan untuk melakukan kontrol proteksi sebelum
terjadinya kegagalan secara menyeluruh.
ET 5088 Infrastruktur Berbasis IP dan Jaringan Optik 8

9. Antar-muka OTN untuk IP over DWDM
Keuntungan lain dari OTN yaitu kemampuan OTN untuk melakukan pemetaan terhadap
pengguna (client-mapping) dan dukungan terbalik (backward support) untuk protokol
SDH/SONET tanpa melakukan perubahan format, bit rate, dan timing. Hal ini berarti bahwa
sinyal dari pengguna dilewatkan secara transparan melalui OTN, namun sekaligus mendapatkan
keuntungan dari FEC yang disediakan oleh OTN.
Yang terakhir, OTN dapat beradaptasi terhadap pertumbuhan kecepatan data karena OTN
mengijinkan transmisi dari berbagai macam tipe packet dengan menggunakan pemetaan GFP
(GFP mapping). GFP mapping mengurangi jumlah layer diantara layer fiber dan layer IP, dan
menambah efisiensi penggunaan bandwidth. Kemampuan pemetaan dari OTN ini menjadikan
OTN sebagai protocol-agnostic carrier untuk layanan yang transparan seperti SONET/SDH,
Ethernet, ATM, IP, MPLS, atau protokol apa saja yang ingin di implementasikan oleh sebuah
carrier.
Manajemen Terpadu and Kecepatan Layanan
Dengan integrasi optik, kesehatan dari jaringan optik secara menyeluruh dapat dilihat dari sistem
manajemen dari router. Dapat ditunjukkan seperti dalam gambar 8.
Gambar 8: Manajemen IP-Optik yang Terintegrasi
ET 5088 Infrastruktur Berbasis IP dan Jaringan Optik 9

10. Antar-muka OTN untuk IP over DWDM
Pendekatan manajemen terbuka (Open management approach) mengarah pada pilihan lebih
untuk customer. Hal ini memberikan fleksibilitas yang lebih besar dalam mendesain resiliency
network karena adanya transparansi antara fitur resiliency DWDM dan IP/MPLS, yang pada
akhirnya mencapai utilisasi yang lebih baik dalam bandwidth jaringan. Selain itu manajemen
yang terintegrasi memudahkan pengoperasian network dan memperbaiki tingkat ketersediaan
dan utilisasi jaringan.
Sistem manajemen transmisi dan router dapat memiliki visibilitas terhadap semua perangkat
melalui GMPLS (Generalized MPLS) atau OTN signaling antara perangkat IP dan perangkat
optik. Pendekatan ini memberikan integrasi yang cukup mudah dengan sistem OSS (Operating
Systems Support), dimana OSS dan EMS (Element Management Systems) dapat melakukan
komputasi secara off-line dan memasukkan konfigurasi ke dalam perangkat, GMPLS signaling
adalah antara perangkat IP dan optik.
Keuntungan dari pendekatan ini adalah fleksibilitas layanan, provisioning yang lebih cepat, dan
OpEx yang lebih rendah.
Visi Juniper untuk OTN
Visi utama dari Juniper untuk core network adalah untuk mengintegrasikan fungsional OTN ke
dalam kemampuan routing yang memiliki kemampuang lengkap yang sudah terimplementasi
dalam Juniper Operating System (JunoS) pada Juniper platform.
Juniper menawarkan beberapa fungsional ke dalam Core Router seri T :
• 10 Gigabit Ethernet OTN Physical Interface Card (PIC)
• Interoperability GMPLS yang memberikan kemampuan signalling yang tidak hanya
mampu membawa informasi label MPLS tetapi juga mampu membawa informasi optik
seperti wavelength. Fitur ini memengaktifkan kemampuan transisi antara tradisional
routed-network dan WDM network.
Produk Router Juniper yang terintegrasi dengan OTN teknologi, mampu mendukung next-
generation long-haul dan metro networks seperti meningkatnya fleksibilitas dalam desain
network dengan memiliki jarak sambungan transmisi cukup jauh yang dilengkapi dengan OAM
yang kuat dan kanal yang sangat padat dalam satu fiber optik. Keuntungan tambahan yang dapat
ET 5088 Infrastruktur Berbasis IP dan Jaringan Optik 10

11. Antar-muka OTN untuk IP over DWDM
direalisasikan adalah penurunan CapEx dan OpEx, yang dimungkinkan karena hilangnya
perangkat transponder pihak ketiga, termasuk regenerator.
ITU-T (OTU2) G.709 – compliant PIC menyediakan Generic Forward Error Correction (GFEC)
dan Enhanced Forward Error Correction (EFEC), yang bisa dipilih melalui CLI (Command Line
Interfaces). FEC mendukung jarak transmisi yang jauh untuk aplikasi yang mempunyai
keterbatasan OSNR (Optical Signal to Noise Ratio) dengan cara mengurangi efek noise optik
yang disebabkan oleh penguat (amplifiers), sehingga semakin banyak amplifiers yang bisa
digunakan dalam satu link fiber.
Kesimpulan
Kunci pergeseran arsitektur dalam standard G.709 adalah mengintegrasikan long-reach
transponder berbasis OTN standard ke dalam IP Router. Hal ini untuk menciptakan partisi yang
jelas antara layer optik dan layer elektrik. Layer optik mengandung elemen optik seperti fiber,
DWDM, amplifiers, dan ROADM. Layer IP mengintegrasikan semua fungsi elektrik, mulai dari
processing paket, switching, cross-connecting, dan mulplexing, yang menghasilkan sinyal optik
jarak jauh yang mampu di provision langsung ke dalam layer optik. Konvergensi ini juga
menyediakan kemampuan untuk memenuhi service-level agreement (SLA) yang ketat sebagai
transport OAM dan proteksi paket (G.709) memberikan proteksi ke seluruh layer dengan
koordinasi yang cukup baik.
Konvergensi jaringan IP dan DWDM memberikan keuntungan yang signifikan untuk penyedia
layanan. Router yang terintegrasi dengan transponder, menghilangkan kebutuhan akan rak
transponder, sehingga mengurangi CapEx dan OpEx. Integrasi pada Control-plane akan
memfasilitasi pengenalan layanan baru yang sangat cepat, dan integrasi manajemen
memudahkan pengoperasian network sekaligus memperbaiki avaibility dan utilisasi jaringan.
Referensi
1. Juniper Networks, Inc. “OTN Interfaces for IP over DWDM” Whitepaper, 2010.
ET 5088 Infrastruktur Berbasis IP dan Jaringan Optik 11