Minimalisasi ADD/Drop Multiplexer (ADM) Jaringan Ring Optik WDM Dengan Algoritma Tabu Search.

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA i

ABSTRAK

Suatu hal yang paling menjanjikan untuk jaringan masa depan yaitu jaringan wavelength division multiplexing (WDM) terutama ketika diperlukan lebar pita yang cukup besar. Kapasitas transmisi dari suatu link jaringan optik telah mengalami peningkatan secara berarti berkaitan dengan penggunaan teknologi WDM.

Dalam tugas akhir ini dibahas dan dilakukan simulasi algoritma tabu search (TS) untuk melakukan perancangan dari jaringan transport yang didasarkan pada jaringan ring optik SONET atau WDM. Dalam kasus ini trafik grooming digunakan untuk jaringan bidirectional line-switched ring (BLSR). Sasarannya adalah untuk menempatkan panggilan-panggilan yang datang ke panjang gelombang tertentu sebagai cara untuk meminimalkan biaya keseluruhan dari peralatan elektronik (SONET Add/drop Multiplexers atau SADM).

Dengan melakukan trafik grooming jumlah dari SADM yang dibutuhkan dapat dikurangi (untuk 15 titik tanpa grooming diperlukan 105 SADM sedangkan dengan g = 2 diperlukan 84 SADM, penurunan 20 %). Perubahan trafik akan mempengaruhi jumlah SADM yang dibutuhkan (untuk 15 titik dan g = 2 dengan trafik non-uniform sebanyak 339 dibutuhkan 292 SADM, sedangkan untuk trafik sebanyak 292 dibutuhkan 260 SADM, sensitivitas = 1,47).

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA ii

ABSTRACT

The most promising candidate for future networks is wavelength division multiplexing (WDM) networks especially when large bandwidth is to be supported. The transmission capacity of link in today’s optical networks has increased significantly due to wdm technology.

In this paper are explained and used tabu search (TS) algorithms for the design of transport networkas based on SONET or WDM optical rings. In this case, traffic grooming used for bidirectional line-switched ring (BLSR). The objective is to assign calls to wavelength in a way that minimizes total cost of electronic equipment (SONET Add/Drop Multiplexers or SADM).

However, by traffic grooming the number of SADM can be reduced (for node 15 without traffic grooming needed 105 SADM while with g =2 needed 84 SADM, reduction 20 %). Change of traffic will be influence the number of SADM required (for node 15 and g = 2 with 339 non-uniform traffic needed 292 SADM, while for 292 traffic needed 260 SADM, sensitivity = 1.47).

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA iii

DAFTAR ISI

BAB Halaman

ABSTRAK i

ABSTRACT ii

KATA PENGANTAR iii

DAFTAR ISI v

DAFTAR LAMPIRAN vii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR TABEL xi

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG xiii

I PENDAHULUAN 1

I.1 Latar Belakang 1

I.2 Identifikasi Masalah 2

I.3 Tujuan 3

I.4 Pembatas Masalah 3

I.5 Sistematika Penulisan 4

II SYNCHRONOUS OPTICAL NETWORK 5

II.1. Network Element SDH 5

II.2. Struktur Frame SDH 6

II.3 Dasar SONET 8

II.4 Arsiektur SONET 12

II.5 Arsitektur WDM 14

II.6 Wavelength Assignment 16

II.7 Trafik Grooming 18

II.8 Trafik Grooming pada BLSR 23

III ALGORITMA TABU SEARH 29

III.1 Dasar Algoritma Tabu Search 29

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA iv

IV SIMULASI 41

V.1 Model Simulasi 41

IV.2 Trafik Uniform 42

IV.3 Trafik Non-unform 63

V KESIMPULAN DAN SARAN 85

VI.1 Kesimpulan 85

VI.2 Saran 86

DAFTAR PUSTAKA 87

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA v

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN Halaman

A. Matrik Trafik A-1

B. Program Simulasi B-1

C. Rata-rata ADM C-1

D. Rata-rata Persentasi Penurnan ADM D-1

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA vi

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR Halaman

II.1. Terminal Multiplexer 5

II.2. Regenerator 5

II.3. Add-drop Multiplexer 6

II.4. Cross Connect 6

II.5. Struktur Frame STM-N 7

II.6. Topologi SONET 12

II.7. Sistem transmisi (a) unidirectional (b) bidirectional 13

II.8. Arsitektur broadcast and select 15

II.9. Arsitektur wavelength routing 16

II.10. Trafik dengan dua panjang gelombang 17 II.11. Trafik dengan tiga panjang gelombang 17 II.12. Arsitektur node pada suatu jaringan ring SONET/WDM 18

II.13. Ring SONET tanpa trafik grooming 21

II.14. Ring SONET dengan trafik grooming 22

II.15. Jaringan BLSR 4 titik dengan matrik trafiknya 24 II.16. Jaringan BLSR 5 titik dengan matrik trafiknya 26 III.1. Diagram alir meode descent algoritma tabu search 30

III.2. Unidirected graph 31

III.3. Data awal 32

III.4. Iterasi 1 33

III.5. Iterasi 2 33

III.6. Iterasi 3 34

III.7. Tabu iterasi 35

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA vii

III..9 Iterasi 5 36

III.10. Iterasi 6 36

III.11. Iterasi 7 37

III.12. Iterasi 8 37

III.13. Iterasi 9 38

III.14. Iterasi 10 39

IV.1. Model simulasi 41

IV.2. Ring dengan 5 titik 42

IV.3. Ring dengan 6 titik 50

IV.4. Grafik jumlah ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1,2, dan 3 untuk trafik uniform searah jarum jam dengan random sheet 11

58

IV.5. Grafik persentasi penurunan ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1,2, dan 3 untuk trafik uniform searah jarum jam dengan random sheet 11

59

IV.6. Grafik jumlah ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1,2, dan 3 untuk trafik uniform berlawanan arah jarum jam dengan random sheet 11

60

IV.7. Grafik persentasi penurunan ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1,2, dan 3 untuk trafik uniform berlawanan arah jarum jam dengan random sheet 11

60

IV.8. Grafik rata-rata jumlah ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1,2, dan 3 untuk trafik uniform dengan random sheet 11

61

IV.9. Grafik rata-rata persentasi penurunan ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1,2, dan 3 untuk trafik uniform dengan random sheet 11

62

IV.10. Grafi waktu proses terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1,2, dan 3 untuk trafik unform dengan random sheet 11

62

IV.11. Grafik jumlah ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1 dan 3 untuk trafik non-uniform searah jarum jam

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA viii

dengan random sheet 11

IV.12. Grafik persentasi penurunan ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1 dan 3 untuk trafik non-uniform searah jarum jam dengan random sheet 11

78

IV.13. Grafik jumlah ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1 dan 3 untuk trafik non-uniform berlawanan arah jarum jam dengan random sheet 11

79

IV.14. Grafik persentasi penurunan ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1 dan 3 untuk trafik non-uniform berlawanan arah jarum jam dengan random sheet 11

80

IV.15. Grafik rata-rata ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1 dan 3 untuk trafik non-uniform dengan random sheet 11

81

IV.16. Grafik rata-rata persentasi penurunan ADM terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1 dan 3 untuk trafik non-uniform dengan random sheet 11

82

IV.17. Grafik waktu proses terhadap jumlah titik jaringan pada g = 1 dan 3 untuk trafik non-uniform dengan random sheet 11

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA ix

DAFTAR TABEL

TABEL Halaman

II.1. Kecepatan transmisi untuk PDH 9

II.2. Kecepatan transmisi untuk SONET/SDH 9

II.3. Matrik trafik untuk 4 titik 21

II.4. SADM tanpa grooming dan dengan grooming 27

II.5. Persentasi penurunan SADM 28

III.1. Solusi Greedy 32

III.2. Iterasi tabu search 34

III.3. Total iterasi tabu search 39

IV.1. Matrik trafik uniform untuk 5 titik 43 IV.2. Trafik (1-2) dengan kandidat yang mungkin 43 IV.3. Trafik (5-1) (1-2) dengan kandidat yang mungkin 44 IV.4. Trafik (5-1) (1-2) (2-4) dengan kandidat yang mungkin 45 IV.5. Trafik (5-3) dengan kandidat yang mungkin 47 IV.6. Trafik (5-3) (3-2) dengan kandidat yang mungkin 48 IV.7. Matrik trafik uniform untuk 6 titik 50 IV.8. Trafik (5-6) dengan kandidat yang mungkin 51 IV.9. Trafik (5-6) (6-2) dengan kandidat yang mungkin 52 IV.10. Trafik (5-6) (6-2) (2-4) dengan kandidat yang mungkin 52 IV.11. Trafik (5-3) dengan kandidat yang mungkin 55 IV.12. Trafik (5-3) (3-2 )dengan kandidat yang mungkin 55 IV.13. Matrik trafik non-uniform untuk 5 titik 63 IV.14. Trafik (1-2) dengan kandidat yang mungkin 64 IV.15. Trafik (1-2) (2-4) dengan kandidat yang mungkin 64 IV.16. Trafik (3-2) dengan kandidat yang mungkin 67 IV.17. Trafik (3-2) (2-5) dengan kandidat yang mungkin 67 IV.18. Matrik trafik non-uniform untuk 6 titik 70

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA x

IV.19. Trafik (4-1) dengan kandidat yang mungkin 70 IV.20. Trafik (4-1) (1-2) dengan kandidat yang mungkin 71 IV.21. Trafik (5-3) dengan kandidat yang mungkin 74 IV.22. Trafik (5-3) (3-2) dengan kandidat yang mungkin 74 IV.23. Pengaruh random sheet pada trafik non-uniform 84

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA xi

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG

SINGKATAN NAMA

WDM wavelength division multiplexing BLSR Bidirectional line-switched ring ADM Add/drop multiplexer

TM terminal multiplexer

VoIP Voice over Internet Protocol HDTV High Definition Television

VOD Video on Demand

SONET Synchronous Optical Network PDH Plesiochronous Digital Hierarchy DS0 Digital signal-0

UPSR Unidirectional path-switched ring LAN Local area network

WAN Wide area network

WADM WDM add/drop

LAMBANG w i

ADM Jumlah ADM di titik i pada jumlah panjang gelombang w

i Titik pada jaringan

w Jumlah panjang gelombang N Jumlah titik pada jaringan

g Faktor grooming

c circle

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA xii

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-1

Lampiran A Matrik Trafik

Tabel A.1 Matrik trafik uniform

Node 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

3 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

4 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

5 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

6 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

7 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

8 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

9 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1

12 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1

13 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1

14 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1

15 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1

16 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1

17 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1

18 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1

19 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

20 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

Tabel A.2. Matrik trafik non-uniform dengan random seed= 10

Node 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 0 4 2 1 4 2 3 5 2 3 3 3 5 4 3

2 4 0 4 3 2 2 3 2 1 2 1 2 4 2 2

3 2 4 0 2 4 4 5 2 5 5 4 4 1 3 4

4 1 3 2 0 4 5 4 4 2 1 4 1 4 4 3

5 4 2 4 4 0 4 3 4 3 4 2 2 2 1 5

6 2 2 4 5 4 0 4 4 3 2 3 4 2 3 1

7 3 3 5 4 3 4 0 2 4 3 3 2 4 4 5

8 5 2 2 4 4 4 2 0 4 2 3 2 5 2 4

9 2 1 5 2 3 3 4 4 0 4 4 3 1 5 4

10 3 2 5 1 4 2 3 2 4 0 2 5 5 2 4

11 3 1 4 4 2 3 3 3 4 2 0 5 3 4 3

12 3 2 4 1 2 4 2 2 3 5 5 0 5 5 4

13 5 4 1 4 2 2 4 5 1 5 3 5 0 4 5

14 4 2 3 4 1 3 4 2 5 2 4 5 4 0 4

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-2

Tabel A.2. Matrik trafik non-uniform dengan random seed= 11

Node 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 0 5 2 5 4 3 2 3 3 2 4 4 1 5 3

2 5 0 5 2 3 1 2 2 2 1 4 4 2 3 4

3 2 5 0 4 3 3 3 1 1 3 2 2 3 3 2

4 5 2 4 0 1 2 1 5 3 2 4 3 3 2 3

5 4 3 3 1 0 3 1 2 1 2 2 3 2 4 2

6 3 1 3 2 3 0 3 3 2 2 5 4 4 3 5

7 2 2 3 1 1 3 0 1 3 4 2 2 4 2 2

8 3 2 1 5 2 3 1 0 2 2 2 2 1 3 5

9 3 2 1 3 1 2 3 2 0 4 3 1 4 1 5

10 2 1 3 2 2 2 4 2 4 0 3 2 1 3 3

11 4 4 2 4 2 5 2 2 3 3 0 2 2 5 5

12 4 4 2 3 3 4 2 2 1 2 2 0 3 2 3

13 1 2 3 3 2 4 4 1 4 1 2 3 0 5 3

14 5 3 3 2 4 3 2 3 1 3 5 2 5 0 2

15 3 4 2 3 2 5 2 5 5 3 5 3 3 2 0

Tabel A.2. Matrik trafik non-uniform dengan random seed= 12

Node 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 0 4 5 2 4 3 5 3 1 3 3 2 5 3 2

2 4 0 3 1 3 4 1 1 2 2 2 3 1 2 2

3 5 3 0 1 5 5 5 2 1 3 1 2 3 2 2

4 2 1 1 0 3 4 1 3 2 4 3 2 1 5 3

5 4 3 5 3 0 4 5 2 4 3 2 1 4 2 4

6 3 4 5 4 4 0 5 1 2 2 4 4 2 5 2

7 5 1 5 1 5 5 0 5 3 4 3 3 2 2 2

8 3 1 2 3 2 1 5 0 5 3 5 5 1 4 4

9 1 2 1 2 4 2 3 5 0 3 5 2 5 3 2

10 3 2 3 4 3 2 4 3 3 0 1 5 2 3 1

11 3 2 1 3 2 4 3 5 5 1 0 5 4 3 2

12 2 3 2 2 1 4 3 5 2 5 5 0 2 4 4

13 5 1 3 1 4 2 2 1 5 2 4 2 0 5 2

14 3 2 2 5 2 5 2 4 3 3 3 4 5 0 3

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-3

Lampiran B Program Simulasi

Menjalankan program simulasi

1. Jalankan program tabu search.exe

2. Masukan harga jumlah titik awal dan titik akhir 3. Masukan faktor grooming awal dan akhir

4. Masukan maksimal iterasi untuk faktor grooming 1 dan lebih dari 1 5. Masukan harga random seed

6. Masukan trafik untuk trafik non-uniform 7. Tekan proses untuk menjalankan simulasi

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-4

Lampiran C Rata-rata ADM

Tabel C.1. Rata-rata ADM untuk trafik uniform dengan node 4-20

N g = 1 g = 2 g = 3 g = 4 g = 5 g = 6 g = 7 g = 8

4 6 4 4 4 4 4 4 4

5 10 8 5 5 5 5 5 5

6 15 11 10 8 6 6 6 6

7 21 16 13 13 12 7 7 7

8 28 21 19 15 14 14 13 8

9 36 28 24 23 17 17 16 14

10 45 36 30 25 22 20 18 17

11 55 42 35 30 27 24 23 20

12 66 50 42 38 33 28 28 27

13 78 61 51 47 42 37 31 31

14 91 72 61 54 47 45 41 37

15 105 84 73 63 59 52 46 46

16 120 96 84 74 69 64 57 50

17 136 111 97 86 80 71 70 64

18 153 127 113 102 92 84 76 73

19 171 142 127 116 103 97 91 83

20 190 161 144 131 118 112 105 98

Tabel C2. Rata-rata ADM untuk trafik non-uniform dengan random seed 10 untuk node 4-15

N g = 1 g = 2 g = 3 g = 4 g = 5 g = 6 g = 7 g = 8

4 19 12 9 8 7 6 4 4

5 32 21 14 13 10 10 9 8

6 52 32 25 20 18 15 14 12

7 77 49 39 31 28 24 23 19

8 102 70 57 47 42 36 33 27

9 128 92 76 64 55 50 45 39

10 154 114 93 80 68 64 57 51

11 185 141 117 100 90 78 72 65

12 222 172 144 124 108 96 89 81

13 269 210 179 154 135 122 108 100

14 307 244 207 183 161 145 133 118

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-5

Tabel C3. Rata-rata ADM untuk trafik non-uniform dengan random seed 11 untuk node 4-15

N g = 1 g = 2 g = 3 g = 4 g = 5 g = 6 g = 7 g = 8

4 24 14 12 8 8 8 4 4

5 37 23 18 14 13 10 9 9

6 50 29 23 19 16 14 13 11

7 66 41 33 26 22 22 18 17

8 83 55 45 39 34 30 25 25

9 104 74 61 51 46 41 36 31

10 128 93 76 63 57 49 45 41

11 159 117 97 83 75 63 55 55

12 192 149 124 110 95 85 78 69

13 227 181 153 135 119 107 95 87

14 268 215 185 164 144 131 121 108

15 317 260 225 202 182 163 150 134

Tabel C4. Rata-rata ADM untuk trafik non-uniform dengan random seed 12 untuk node 4-15

N g = 1 g = 2 g = 3 g = 4 g = 5 g = 6 g = 7 g = 8

4 19 12 9 8 7 7 4 4

5 37 24 18 14 14 10 9 9

6 58 35 27 23 19 15 15 15

7 79 51 40 33 28 23 23 18

8 96 65 52 45 37 33 31 27

9 126 91 74 64 54 50 44 38

10 151 112 91 78 68 60 54 50

11 185 138 116 97 85 78 65 64

12 225 172 144 124 108 95 89 80

13 256 201 168 148 131 113 104 97

14 303 236 206 177 161 141 126 118

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-6

Lampiran D

Rata-rata Persentasi Penurunan ADM

Tabel D.1. Persentasi penurunan ADM untuk trafik uniform dengan node 4-20

N g = 1 g = 2 g = 3 g = 4 g = 5 g = 6 g = 7 g = 8

4 0 33.33 33.33 33.33 33.33 33.33 33.33 33.33

5 0 20 50 50 50 50 50 50

6 0 26.67 33.33 46.67 60 60 60 60

7 0 23.81 38.10 38.10 42.86 66.67 66.67 66.67 8 0 25 32.14 46.43 50 50 53.57 71.43 9 0 22.22 33.33 36.11 52.78 52.78 55.56 61.11 10 0 20 33.33 44.44 51.11 55.56 60 62.22 11 0 23.64 36.36 45.45 50.91 56.36 58.18 63.64 12 0 24.24 36.36 42.42 50 57.56 57.56 59.09 13 0 21.79 34.62 39.74 46.15 52.56 60.26 60.26 14 0 20.88 32.97 40.66 48.35 50.55 54.95 59.34 15 0 20 30.48 40 43.81 50.48 56.19 56.19 16 0 20 30 38.33 42.5 46.67 52.5 58.33 17 0 18.38 28.68 36.77 41.18 47.79 48.53 52.94 18 0 16.99 26.14 33.33 39.87 45.10 50.33 52.29 19 0 16.96 25.73 32.16 39.77 43.27 46.78 51.46 20 0 15.26 24.21 31.05 37.89 41.05 44.74 48.42

Tabel D.2. Persentasi penurunan ADM untuk trafik non-uniform dengan random seed 10 untuk node 4-15

N g = 1 g = 2 g = 3 g = 4 g = 5 g = 6 g = 7 g = 8

4 0 36,84 52,63 57,89 63,16 68,42 78,95 78,95 5 0 34,38 56,25 59,38 68,75 68,75 71,88 75 6 0 38,46 51,92 61,54 65,38 71,15 73,08 76,92 7 0 36,36 49,35 59,74 63,64 68,83 70,13 75,32 8 0 31,37 44,12 53,92 58,82 64,71 67,65 73,53 9 0 28,13 40,63 50 57,03 60,94 64,85 69,53 10 0 25,97 39,61 48,05 55,84 58,44 62,99 66,88 11 0 23,78 36,76 45,95 51,35 57,84 61,08 64,86 12 0 22,52 35,14 44,14 51,35 56,76 59,91 63,51 13 0 21,93 33,46 42,75 49,81 54,65 59,85 62,83 14 0 20,52 32,57 40,39 47,56 52,77 56,68 61,56 15 0 18,49 29,41 38,38 45,38 50,42 56,30 58,54

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-7

Tabel D.3. Persentasi penurunan ADM untuk trafik non-uniform dengan random seed 11 untuk node 4-15

N g = 1 g = 2 g = 3 g = 4 g = 5 g = 6 g = 7 g = 8

4 0 42,86 57,14 60,71 75 75 78,57 78,57 5 0 43,59 56,41 65,38 70,51 75,64 76,92 80,77 6 0 36.21 51,72 59,48 65,52 70,69 72,41 76,72 7 0 30,92 45,39 54,61 61,18 67,11 71,05 72,37 8 0 27,46 41,97 51,30 58,55 64,77 67,36 70,98 9 0 24,71 37,45 48,26 54,83 60,62 64,86 67,95 10 0 23,23 37,10 46,13 53,23 59,03 62,90 66,77 11 0 21,12 32,89 41,98 48,93 54,81 58,82 63,10 12 0 19,38 30,14 40,19 47,37 53,59 57,42 61,48 13 0 16,77 29,09 36,36 44,04 49,49 53,54 58,38 14 0 15,96 26,71 35,06 41,56 47,68 51,95 56,40 15 0 14,56 24,32 32,8 39,36 45,92 48,8 53,76

Tabel D.4. Persentasi penurunan ADM untuk trafik non-uniform dengan random seed 12 untuk node 4-15

N g = 1 g = 2 g = 3 g = 4 g = 5 g = 6 g = 7 g = 8

4 0 36,84 52,63 57,89 63,16 63,16 78,95 78,95 5 0 35,14 51,35 62,16 62,16 72,97 75,68 75,68 6 0 39,66 53,45 60,34 67,24 74,14 74,14 74,14 7 0 35,44 49,37 58,23 64,56 70,89 70,89 77,22 8 0 32,29 45,83 53,125 61,46 65,63 67,71 71,88 9 0 27,78 41,27 49,21 57,14 60,32 65,08 69,84 10 0 25,83 39,74 48,34 54,97 60,26 64,24 66,89 11 0 25,41 37,30 47,57 54,05 57,84 64,86 65,41 12 0 23,56 36 44,89 52 57,78 60,44 64,44 13 0 21,45 34,38 42,19 48,83 55,86 59,38 62,11 14 0 22,11 32,01 41,58 46,87 53,47 58,42 61,06 15 0 19,59 30,70 38,89 45,03 50,58 54,97 60,24

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-8

Lampiran E Grafik Hasil Simulasi

Gambar E.1. Grafik rata-rata ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik uniform dengan random seed 10

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-9

Gambar E.2. Grafik rata-rata ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik uniform dengan random seed 11

Gambar E.3. Grafik rata-rata ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik uniform dengan random seed 12

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-10

Gambar E.4. Grafik rata-rata persentasi penurunan ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik uniform dengan random seed 10

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-11

Gambar E.5. Grafik rata-rata persentasi penurunan ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik uniform dengan random seed 11

Gambar E.6. Grafik rata-rata persentasi penurunan ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik uniform dengan random seed 12

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-12

Gambar E.7. Grafik waktu proses terhadap node dan faktor grooming untuk trafik uniform dengan random seed 10

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-13

Gambar E.8. Grafik waktu proses terhadap node dan faktor grooming untuk trafik uniform dengan random seed 11

Gambar E.9. Grafik waktu proses terhadap node dan faktor grooming untuk trafik uniform dengan random seed 12

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-14

Gambar E.10. Grafik rata-rata ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik non-uniform dengan random seed 10

Gambar E.11. Grafik rata-rata ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik non-uniform dengan random seed 11

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-15

Gambar E.12. Grafik rata-rata ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik non-uniform dengan random seed 12

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-16

Gambar E.13. Grafik rata-rata persentasi penurunan ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik non-uniform dengan random seed 10

Gambar E.14. Grafik rata-rata persentasi penurunan ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik non-uniform dengan random seed 11

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-17

Gambar E.15. Grafik rata-rata persentasi penurunan ADM terhadap node dan faktor grooming untuk trafik non-uniform dengan random seed 12

Gambar E.16 Grafik waktu proses terhadap node dan faktor grooming untuk trafik non-uniform dengan random seed 10

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-18

Gambar E.17. Grafik waktu proses terhadap node dan faktor grooming untuk trafik non-uniform dengan random seed 11

Gambar E.18. Grafik waktu proses terhadap node dan faktor grooming untuk trafik non-uniform dengan random seed 12

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA A-19

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Permintaan layanan telekomunikasi yang semakin meningkat dan kondisi jaringan yang tidak mengalami perubahan menyebabkan penurunan mutu layanan. Hal ini tentu merugikan bagi pelanggan karena tingkat layanan yang semakin rendah. Untuk mengatasi hal tersebut maka pihak penyedia jasa telekomunikasi harus menambah kapasitas dari jaringan. Untuk meningkatkan kapasitas tersebut dapat digunakan kabel serat optik yang mempunyai lebar pita yang lebih lebar. Kemajuan teknologi transmisi serat optik akhir-akhir ini dan kebutuhan lebar pita bagi pelanggan yang semakin meningkat memaksa penyediaan jasa jaringan telekomunikasi untuk melakukan perubahan atau penggantian pada jaringan kabel tembaga ke jaringan serat optik. Penggunaan serat optik sebagai pengganti kabel tembaga dapat meningkatkan layanan yang membutuhkan lebar pita yang cukup lebar.

Penggunaan jaringan wavelength division multiplexing (WDM) menjanjikan jalan keluar bagi pemanfaatan lebar pita yang sangat besar dari serat optik. Dalam WDM seluruh lebar pita dari serat optik dibagi dalam paket-paket, dengan frekuensi yang berdekatan sehingga seluruh lebar pita dapat dimanfaat secara maksimal.

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA 2

Pada jaringan WDM tersebut terdapat terminal yaitu Add-Drop Multiplexer (ADM) yaitu alat tempat menambah atau mengurangi jumlah aliran trafik setiap panjang gelombang dalam jaringan optik.

Biaya tertinggi pada suatu jaringan optik tergantung pada jumlah Add/Drop Multiplexer (ADM) yang dipakai pada jaringan tersebut, dengan semakin bertambah ADM yang digunakan maka biaya pada jaringan tersebut akan semakin bertambah pula.

Dalam kasus ini trafik grooming digunakan untuk jaringan bidirectional line-switched ring (BLSR). Sasarannya adalah untuk menempatkan panggilan-panggilan yang datang ke panjang gelombang tertentu sebagai cara untuk meminimalkan biaya keseluruhan.

Banyak metoda yang dapat digunakan untuk penelitian ini. Salah satu metoda yang digunakan adalah algoritma tabu search. Algoritma tabu search memanfaatkan informasi tentang urutan pencarian untuk panduan pendekatan dalam mengatasi masalah optimalisasi lokal. Penggunaan algoritma tabu search diharapkan dapat diperoleh suatu perancangan yang paling baik berdasarkan batasan secara ekonomi maupun teknik.

1.2. Identifikasi Masalah

Identifikasi masalah pada tugas akhir ini antara lain :

1. Bagaimana perencanaan suatu jaringan optik yang sudah ada untuk mengurangi jumlah ADM?

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA 3

1.3. Tujuan

1. Menganalisis algoritma tabu search untuk minimalisasi add/drop multiplexer pada jaringan ring optik WDM.

2. Melakukan simulasi algoritma tabu search untuk mengetahui jumlah

ADM yang minimal pada suatu jaringan ring optik dengan trafik tertentu agar terjadi penghematan.

3. Memberikan perkiraan penurunan jumlah ADM terhadap faktor

grooming pada algoritma tabu search yang digunakan pada simulasi

1.4. Pembatasan Masalah

1. Topologi yang digunakan untuk menghubungkan antar sentral yaitu topologi ring.

2. Trafik Grooming pada bidirectional line-switched ring (BLSR). 3. Permasalahan proteksi tidak di bahas pada penelitian ini.

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA 4

1.5. Sistematika Penulisan

Untuk mendapatkan gambaran yang jelas dan lengkap tentang masalah yang akan dibahas, maka penulisan Tugas Akhir ini dibagi menjadi lima bab dengan sistematika sebagai berikut :

• Bab I. Pendahuluan

Bab ini berisi penjelasan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, manfaat dan tujuan penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika pembahasan yang akan digunakan dalam tugas penelitian ini.

• Bab II. Landasan TeoriSynchronous Optical Network

Bab ini berisi penjelasan mengenai Network element SDH, dasar SONET (TeoriSynchronous Optical Network ) dan arsitektur SONET dan berisi penjelasan tentang arsitektur WDM, wavelength assignment, trafik grooming, dan trafik grooming pada bidirectional line-switched ring (BLSR).

• Bab III. Algoritma Tabu Search

Bab ini berisi penjelasan tentang dasar algoritma tabu search dan pemakaian algoritma tabu search.

• Bab IV. Simulasi

Bab ini berisi penjelasan tentang proses simulasi, hasil simulasi, dan analisa dari hasil simulasi.

§ Bab V. Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi kesimpulan dan saran.

85 UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Berdasarkan simulasi yang telah dilakukan dapat dibuat kesimpulan sebagai berikut :

1. Algoritma tabu search dapat digunakan untuk melakukan penghematan jumlah ADM trafik grooming pada jaringan ring optik, hal ini terbukti dengan percobaan simulasi yang dilakukan dapat mengurangi jumlah ADM yang dibutuhkan dengan dilakukan penggabungan trafik (trafik grooming), untuk 15 titik dengan trafik uniform jika tanpa grooming akan diperoleh jumlah ADM = 105 dan trafik non-uniform = 317, jika dilakukan grooming dengan g = 2 diperoleh jumlah ADM = 84 dan trafik non-uniform ADM = 215, untuk trafik uniform mengalami penurunan sebesar 20 % dan pada trafik non-uniform 17,9%.

2. Dalam melakukan perhitungan simulasi, trafik non-uniform akan memerlukan waktu yang lebih lama untuk mendapatkan nilai yang optimal, hal ini disebabkan karena jumlah trafik yang lebih besar. Untuk 15 titik jaringan dengan trafik uniform memiliki trafik 105 sedangkan untuk trafik non-uniform dengan random seed 10 memiliki trafik 339 saat g = 2 diperoleh jumlah ADM = 292, sedangkan untuk random seed 11 dengan trafik 292 diperoleh jumlah ADM = 260 dan hasil sensivitas rata-ratanya = 1,47.

86

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

V.2 Saran

Untuk pengembangan dapat di tambahkan parameter proteksi pada sistem. .

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA 87

DAFTAR PUSTAKA

[1] A. Chiu, E. Modiano, “Traffic Grooming Algorithm for Reducing Electronic Multiplexing Cost in WDM Ring Networks”, IEEE Journal of Lightwave Technology, Vol. 18, No. 1, Januari, 2000.

[2] Beby H.A.Manafe.,Johanis F.M.Bowakh.”Traffic Grooming pada jaringan WDM”. The first Conference on Telematics System, Services, and Applications, ITB, Bandung, Indonesia, May 2004.

[3] Fred Glover, Manuel Laguna, ‘”Tabu Search”, Kluwer Academic Publishers, Boston, 1997.

[4] G. David Morley, Wayne D. Grover, “Current Approaches in the Design of Ring-based Optical Networks”, Proceedings of the 1999 IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer, Shaw Conference Center, Edmonton, Alberta, Canada May 9-12 1999, p.220-p.225.

[5] G. David Morley, Wayne D. Grover, “Tabu Search Optimization of Optical Ring Transport Networks”, Proceedings IEEE Globecom 2001, San Antonio, Texas Nov. 25-29, 2001.

[6] J. Q. Hu, “Traffic Grooming in WDM Ring Networks: a Linear Programming Solution”, Journal of Optical Networking, Vol. 1, No. 11, November, 2002.

[7] O. Gerstel, P. Lin, G. Sasaki, “Wavelength Assignment in a WDM Ring to Minimize Cost of Embedded SONET Rings”, Proceedings of IEEE INFOCOM,Vol. 1, pp. 94-101, 1998.

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA 88

[8] Rajiv Ramaswami, Kumar N. Sivarajan, “Optical Networks : A Practical Perspective ”, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., San Francisci, CA, 1998.

[9] Thomas Agung S., “Trafik Grooming pada Jaringan Optik Ring Bidirectional”, The first Conference on Telematics System, Services, and Applications, ITB, Bandung, Indonesia, May 2004, p.164-p.169.

[10] Xijun Zhang, Chunming Qiao, “An Effective and Comprehensive Approach for Traffic Grooming and Wavelength Assignment in SONET/WDM Rings”, Proceedings of the SPIE-The International Society for Optical Engineering, vol. 3531, September 1998.

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA 3

1.3. Tujuan

1. Menganalisis algoritma tabu search untuk minimalisasi add/drop multiplexer pada jaringan ring optik WDM.

2. Melakukan simulasi algoritma tabu search untuk mengetahui jumlah ADM yang minimal pada suatu jaringan ring optik dengan trafik tertentu agar terjadi penghematan.

3. Memberikan perkiraan penurunan jumlah ADM terhadap faktor grooming pada algoritma tabu search yang digunakan pada simulasi

1.4. Pembatasan Masalah

1. Topologi yang digunakan untuk menghubungkan antar sentral yaitu topologi ring.

2. Trafik Grooming pada bidirectional line-switched ring (BLSR). 3. Permasalahan proteksi tidak di bahas pada penelitian ini.

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA 4

1.5. Sistematika Penulisan

Untuk mendapatkan gambaran yang jelas dan lengkap tentang masalah yang akan dibahas, maka penulisan Tugas Akhir ini dibagi menjadi lima bab dengan sistematika sebagai berikut :

• Bab I. Pendahuluan

Bab ini berisi penjelasan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, manfaat dan tujuan penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika pembahasan yang akan digunakan dalam tugas penelitian ini. • Bab II. Landasan TeoriSynchronous Optical Network

Bab ini berisi penjelasan mengenai Network element SDH, dasar SONET (TeoriSynchronous Optical Network ) dan arsitektur SONET dan berisi penjelasan tentang arsitektur WDM, wavelength assignment, trafik grooming, dan trafik grooming pada bidirectional line-switched ring (BLSR).

• Bab III. Algoritma Tabu Search

Bab ini berisi penjelasan tentang dasar algoritma tabu search dan pemakaian algoritma tabu search.

• Bab IV. Simulasi

Bab ini berisi penjelasan tentang proses simulasi, hasil simulasi, dan analisa dari hasil simulasi.

§ Bab V. Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi kesimpulan dan saran.

85 UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Berdasarkan simulasi yang telah dilakukan dapat dibuat kesimpulan sebagai berikut :

1. Algoritma tabu search dapat digunakan untuk melakukan penghematan jumlah ADM trafik grooming pada jaringan ring optik, hal ini terbukti dengan percobaan simulasi yang dilakukan dapat mengurangi jumlah ADM yang dibutuhkan dengan dilakukan penggabungan trafik (trafik grooming), untuk 15 titik dengan trafik uniform jika tanpa grooming akan diperoleh jumlah ADM = 105 dan trafik non-uniform = 317, jika dilakukan grooming dengan g = 2 diperoleh jumlah ADM = 84 dan trafik non-uniform ADM = 215, untuk trafik uniform mengalami penurunan sebesar 20 % dan pada trafik non-uniform 17,9%.

2. Dalam melakukan perhitungan simulasi, trafik non-uniform akan memerlukan waktu yang lebih lama untuk mendapatkan nilai yang optimal, hal ini disebabkan karena jumlah trafik yang lebih besar. Untuk 15 titik jaringan dengan trafik uniform memiliki trafik 105 sedangkan untuk trafik non-uniform dengan random seed 10 memiliki trafik 339 saat g = 2 diperoleh jumlah ADM = 292, sedangkan untuk random seed 11 dengan trafik 292 diperoleh jumlah ADM = 260 dan hasil sensivitas rata-ratanya = 1,47.

86

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

V.2 Saran

Untuk pengembangan dapat di tambahkan parameter proteksi pada sistem. .

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA 87

DAFTAR PUSTAKA

[1] A. Chiu, E. Modiano, “Traffic Grooming Algorithm for Reducing Electronic Multiplexing Cost in WDM Ring Networks”, IEEE Journal of Lightwave Technology, Vol. 18, No. 1, Januari, 2000.

[2] Beby H.A.Manafe.,Johanis F.M.Bowakh.”Traffic Grooming pada jaringan WDM”. The first Conference on Telematics System, Services, and Applications, ITB, Bandung, Indonesia, May 2004.

[3] Fred Glover, Manuel Laguna, ‘”Tabu Search”, Kluwer Academic Publishers, Boston, 1997.

[4] G. David Morley, Wayne D. Grover, “Current Approaches in the Design of Ring-based Optical Networks”, Proceedings of the 1999 IEEE Canadian Conference on Electrical and Computer, Shaw Conference Center, Edmonton, Alberta, Canada May 9-12 1999, p.220-p.225.

[5] G. David Morley, Wayne D. Grover, “Tabu Search Optimization of Optical Ring Transport Networks”, Proceedings IEEE Globecom 2001, San Antonio, Texas Nov. 25-29, 2001.

[6] J. Q. Hu, “Traffic Grooming in WDM Ring Networks: a Linear Programming Solution”, Journal of Optical Networking, Vol. 1, No. 11, November, 2002.

[7] O. Gerstel, P. Lin, G. Sasaki, “Wavelength Assignment in a WDM Ring to Minimize Cost of Embedded SONET Rings”, Proceedings of IEEE INFOCOM,Vol. 1, pp. 94-101, 1998.

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA 88

[8] Rajiv Ramaswami, Kumar N. Sivarajan, “Optical Networks : A Practical Perspective ”, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., San Francisci, CA, 1998.

[9] Thomas Agung S., “Trafik Grooming pada Jaringan Optik Ring Bidirectional”, The first Conference on Telematics System, Services, and Applications, ITB, Bandung, Indonesia, May 2004, p.164-p.169.

[10] Xijun Zhang, Chunming Qiao, “An Effective and Comprehensive Approach for Traffic Grooming and Wavelength Assignment in SONET/WDM Rings”, Proceedings of the SPIE-The International Society for Optical Engineering, vol. 3531, September 1998.