![Proposal Daniel Ari Wily Sihaloho [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/proposal-daniel-ari-wily-sihaloho.jpg)
5 0 756 KB
PROPOSAL SKRIPSI ANALISIS UNJUK KERJA TEKNOLOGI GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK (GPON) PADA JARINGAN FIBER TO THE HOME (FTTH) DI PERUMAHAN DEBANG TAMAN SARI MEDAN Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh
Daniel Ari Wily Sihaloho NIM. 160402034
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2020
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ............................................................................................................ i DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. iii DAFTAR TABEL .................................................................................................. iv BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang.......................................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah .................................................................................... 1
1.3
Batasan Penelitian .................................................................................... 2
1.4
Tujuan Penelitian ...................................................................................... 2
1.5
Manfaat Penelitian .................................................................................... 2
1.6
Sistematika Penulisan Proposal Penelitian ............................................... 2
BAB II DASAR TEORI.......................................................................................... 4 2.1
Serat Optik (Fiber Optic) .......................................................................... 4
2.2
Jaringan Akses Fiber ................................................................................ 5
2.2.1
Fiber-Copper ..................................................................................... 6
2.2.2
Fiber-Coax......................................................................................... 7
2.2.3
AON dan PON .................................................................................. 7
2.3
Implementasi Teknologi Serat Optik........................................................ 8
2.4
Fiber To The Home (FTTH)................................................................... 11
2.5
Passive Optical Network (PON) ............................................................. 12
2.6
GPON (Gigabit Passive Optical Network) ............................................. 13
2.6.1
Prinsip Kerja GPON ........................................................................ 14
2.6.2
Konfigurasi GPON .......................................................................... 18
2.6.3
Standar GPON ................................................................................. 20
2.7
OptiSystem ............................................................................................. 21 i
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................. 22 3.1
Tempat dan Waktu ................................................................................. 22
3.2
Data......................................................................................................... 22
3.3
Alat Penelitian ........................................................................................ 22
3.4
Tahapan Penelitian ................................................................................. 22
3.5
Jadwal ..................................................................................................... 25
BAB IV PENUTUP .............................................................................................. 26 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 27
ii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kabel Serat Optik ................................................................................ 5 Gambar 2.2 Perbedaan AON dan PON ................................................................... 8 Gambar 2.3 Fiber To The Building [14] ................................................................. 9 Gambar 2.4 Fiber To The Zone [14] ....................................................................... 9 Gambar 2.5 Fiber To The Curb [14] ..................................................................... 10 Gambar 2.6 Fiber To The Tower [14] ................................................................... 10 Gambar 2.7 Fiber To The Home [14] ................................................................... 11 Gambar 2.8 Konfigurasi FTTH Berbasis PON ..................................................... 12 Gambar 2.9 Posisi PON di jaringan akses[8] ........................................................ 13 Gambar 2.10 Proses konversi dari paket Ethernet ke frame GEM [8] .................. 15 Gambar 2.11 Sistem Transmisi Teknologi GPON [8] .......................................... 16 Gambar 2.12 Sistem Pengirim Sinyal Downstream pada GPON [8].................... 16 Gambar 2.13 Sistem Pengiriman Sinyal Upstream pada GPON [8] ..................... 17 Gambar 2.14 Arsitektur GPON [8] ....................................................................... 18 Gambar 2.15 Perangkat OLT ................................................................................ 19 Gambar 2.16 Optical Network Termination/Unit (ONT/ONU) ........................... 20 Gambar 2.17 Tampilan Awal OptiSystem ............................................................ 21 Gambar 3.1 Flowchart Penelitian ...........................................................................24
iii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Teknologi Sistem Jaringan Akses ........................................................... 6 Tabel 2.2 Standard Teknologi GPON ................................................................... 21 Tabel 3.1 Jadwal Penelitian....................................................................................24
iv
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Pada era modern ini, dibutuhkan komunikasi berkecepatan tinggi dan
berkapasitas besar dalam bidang telekomunikasi. Bidang telekomunikasi sangat mempengaruhi perkembangan teknologi informasi. Informasi yang diperlukan bukan hanya sekedar teks saja, namun berkembang meliputi informasi suara, data, dan video (triple play). Jaringan akses tembaga dinilai belum cukup dan belum dapat menampung kapasitas bandwidth yang besar dan kecepatan tinggi. Sehingga penerapan fiber optik merupakan salah satu infrastruktur internet berkecepatan tinggi pada bidang telekomunikasi. Fiber optik ini sendiri harus memiliki performansi yang bagus dan handal untuk memberi dampak positif oleh pengguna layanan. Peningkatan kualitas layanan dilakukan dengan migrasi jaringan menjadi jaringan fiber optik dimana bandwidth-nya dapat mencapai 2,488 Gbps. Fiber To The Home (FTTH) merupakan teknologi arsitektur jaringan akses menggunakan fiber optik sebagai media utama menyalurkan layanan. Teknologi FTTH ini memberikan keuntungan terhadap perusahaan maupun konsumen. Minimnya biaya operasional dan kualitas layanan internet yang jauh lebih baik menjadi alasan penggunaan fiber optik. Terdapat salah satu arsitektur yang digunakan yaitu Gigabit Passive Optical Network (GPON). GPON adalah teknologi komunikasi yang sebagian besar komponen penghantar menggunakan fiber optik. Bandwidth yang lebar dibutuhkan untuk transfer informasi baik internet, e-comerce, e-mail, electronic documentation transfer, video dan mobile telephony.
1.2
Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dari Tugas Akhir ini adalah :
1.
Bagaimana mengukur kinerja Gigabit Passive Optical Network (GPON) pada tipikal Fiber To The Home (FTTH) di Perumahan Debang Taman Sari Medan dan proses simulasi kinerja GPON yang akurat untuk kondisi FTTH yang sama?
1
2
2.
Bagaimana hasil analisis komparatif (comparative analysis) antara simulasi dan pengukuran di lapangan untuk meningkatkan efektivitas instalasi FTTH di Perumahan Debang Taman Sari Medan?
1.3
Batasan Penelitian Adapun batasan masalah dari Tugas Akhir ini adalah :
1.
Penelitian berbasiskan simulasi menggunakan Software OptiSystem.
2.
Grafik eye-diagram menjadi parameter utama hasil simulasi.
3.
Area penelitian hanya pada perumahan Debang Taman Sari Medan.
4.
Tidak membahas pengkodean Non Return to Zero (NRZ).
5.
Tidak membahas terperinci apa itu teknologi triple play.
1.4
Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah 1. Menghasilkan sebuah laporan hasil kelayakan pemasangan FTTH sebagai bukti baiknya kualitas sinyal yang dihasilkan dari Optical Line Termination (OLT) sampai ke Optical Network Termination (ONT) pada pemasangan FTTH di Perumahan Debang Taman Sari Medan. 2. Menghasilkan suatu model simulasi yang akurat untuk pemasangan FTTH di Perumahan Debang Taman Sari Medan.
1.5
Manfaat Penelitian Adapun manfaat penelitian ini yaitu dapat dijadikan sebagai referensi dalam
menentukan perancangan FTTH kedepannya menggunakan software OptiSystem.
1.6
Sistematika Penulisan Proposal Penelitian Untuk memudahkan diseminasi hasil penelitian ini maka peneliti akan
menyusun sistematika penulisannya dalam Tugas Akhir sebagai berikut.
Bab I : PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan secara singkat latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
3
Bab II : DASAR TEORI Bab ini membahas tentang teori-teori yang mendukung jaringan akses serat optik meliputi serat optik, arsitektur jaringan secara umum, perkembangan PON, teknologi GPON, dan software yang digunakan untuk simulasi.
Bab III : METODOLOGI PENELITIAN Bab ini membahas tentang metode penelitian berdasarkan analisis jaringan FTTH pada perumahan Debang Taman Sari Medan.
Bab IV : PENUTUP Bab ini membahas kesimpulan atas apa yang dilakukan dan hasil yang diharapkan tetapi belum terjawab.
BAB II DASAR TEORI 2.1
Serat Optik (Fiber Optic) Serat optik adalah saluran transmisi sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau
plastik yang sangat halus. Ukuran kabel ini umumnya berdiameter kurang lebih 120 µm atau lebih halus dari sehelai rambut. Komunikasi serat optik adalah metode transmisi informsasi dari satu tempat ke tempat lain dengan mengirimkan pulsa cahaya inframerah melalui serat optik. Sumber cahaya yang digunakan adalah LASER (Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation) atau LED (Light Emitting Diode). Cahaya membentuk gelombang elektromagnetik yang dimodulasi untuk membawa informasi. Serat optik dipilih karena lebih baik dalam menghantarkan sinyal informasi daripada kabel tembaga. Jenis komunikasi ini dapat mengirimkan informasi berupa suara, video, dan data (triple play) dengan jarak yang jauh[1]. Sebuah kabel serat optik dibuat sekecil-kecilnya (mikroskopis) agar tak mudah patah/retak, tentunya dengan perlindungan khusus sehingga besaran wujud kabel akhirnya tetap mudah dipasang. Satu kabel serat optik disebut core. Untuk satu sambungan/link komunikasi serat optik dibutuhkan dua core, dimana satu sebagai transmitter dan satu lagi sebagai receiver. Variasi kabel yang dijual sangat beragam sesuai kebutuhan, ada kabel 4 core, 6 core, 8 core, 12 core, 16 core, 24 core, 36 core hingga 48 core. Satu core serat optik yang terlihat oleh mata kita adalah masih berupa lapisan pelindungnya (coated), sedangkan kacanya sendiri yang menjadi inti transmisi data berukuran mikroskopis, tak terlihat oleh mata.[4] Perkembangan teknologi serat optik saat ini telah dapat menghasilkan pelemahan (attenuation) kurang dari 20 decibels (dB)/km. Dengan lebar jalur (bandwidth) yang besar sehingga kemampuan dalam mentransmisikan data menjadi lebih banyak dan cepat dibandingkan dengan penggunaan kabel konvensional. Wujud dari kabel serat optik dapat dilihat pada Gambar 2.1[3].
4
5
Gambar 2.1 Kabel Serat Optik
Berikut ini adalah beberapa bagian kabel serat optik: 1. Bagian Inti (Core) Bagian inti fiber optik terbuat dari bahan kaca dengan diameter yang sangat kecil (±2 µm sampai 50µm). 2. Bagian Cladding Bagian cladding adalah bagian pelindung yang langsung menyelimuti serat optik. Biasanya berdiameter 5µm sampai 250µm. Umumnya terbuat dari bahan silicon, dan komposisi bahannya berbeda dengan bagian core. 3. Bagian Coating/Buffer Bagian coating adalah mantel dari serat optik yang berbeda dari cladding dan core. Berfungsi sebagai lapisan pelindung dari semua gangguan fisik yang mungkin terjadi, misalnya lengkungan pada kabel, kelembapan udara dalam kabel. 4. Bagian Strength Member & Outer Jacket Lapisan ini merupakan bagian yang sangat penting karena menjadi pelindung utama dari sebuah kabel fiber optik. Lapisan strength member dan outer jacket adalah bagian terluar dari fiber optik yang melindungi inti kabel dari berbagai gangguan fisik secara langsung.
2.2
Jaringan Akses Fiber Jaringan akses fiber atau Optical Access Network merupakan suatu solusi
strategis bagi jaringan pelanggan namun sangat sensitive terhadap jenis teknologi. Teknologi jaringan akses fiber adalah teknologi yang sedang berkembang sehingga berbagai metoda transmisi dimungkinkan untuk diterapkan dan relative masih
6
terbatas jumlah implementasinya. Teknologi yang sudah berkembang saat ini antara lain: DLC (Digital Loop Carrier), HFC (Hybrid Fibr Coax), AON (Active Optical Network), dan PON (Passive Optical Network). DLC, AON, dan PON, merupakan teknologi jaringan akses dan dapat terintegrasi dengan copper pair, sedangkan HFC merupakan teknologi jaringan akses yang terintegrasi dengan coaxial. Pemilihan teknologi jaringan fiber harus memperhatikan beberapa kriteria antara lain: ▪
Jenis jasa dan kapasitas.
▪
Kemudahan O&M.
▪
Konfigurasi dan kehandalan system (reliability).
▪
Kompatibilitas antarmuka dan sesuai standard (compatibility).
▪
Tidak mudah usang dan dijamin produksinya.
▪
Biaya efektif
▪
Tahapan pembangunan dan pengembangan dari teknologi jaringan akses.
2.2.1
Fiber-Copper Teknologi fiber-copper ini sangat banyak digunakan oleh operator
telekomunikasi. Sedangkan teknologi fiber-coax banyak digunakan oleh operator kabel TV di dunia. Beberapa teknologi fiber-copper yang sedang berkembang dan diurut berdasarkan jumlah implementasi terbanyak ditunjukkan pada tabel 2.1[2]. Tabel 2.1 Teknologi Sistem Jaringan Akses No
1.
2.
Teknologi
Konfigurasi Dasar
Tipe Jenis Jasa • IS-A
DLC Konvensional
•
Point to point
DLC generasi baru (NG DLC) atau Flexible Multiplexer PON
•
Point to point
• •
IS-A IS-B
•
Point to • multipoint • Percabangan • sinyal optik pasif
IS-A IS-B DS
•
Keterangan
Telah banyak digunakan di dunia. Relatif baru dan belum banyak digunakan. Mulai dioperasikan secara komersial pada tahun 1994.
7
3.
2.2.2
Point to multipoint • melalui perangkat • percabangan sinyal optik aktif.
AON
IS-A IS-B
Dalam tahap pengembangan dan belum banyak digunakan.
Fiber-Coax Teknologi HFC merupakan suatu langkah teknologi yang unik, yang
menggabungkan dua teknologi jaringan yang saling bertolak belakang. Pada satu sisi jaringan kabel tembaga termasuk jaringan kabel koaksial dituntut untuk dapat mengikuti perkembangan layanan menuju layanan pita lebar (broadband service). Pada sisi yang lain digunakan jaringan kabel serat optik dengan kemampuan yang sangat tinggi. Saat ini sudah mencapai 10Gbps. Penggabungan teknologi ini diharapkan menghasilkan performansi layanan yang baik, dapat mengimbangi teknologi lain yang berkembang seperti FTTL (Fiber To The Loop) atau teknologi xDSL seperti ADSL (Asymetric-data Digital Subscriber Line) dan VDSL (Very High-data Digital Subscriber Line)[2].
2.2.3
AON dan PON Jaringan serat optik aktif (AON) merupakan rangkaian titik ke banyak titik
(Point to Multipoint). Penggunaan teknologi ini terbatas karena biayanya sangat tinggi. Peralatan-peralatan aktif yang digunakan dalam jaringan AON termasuk optical switch memerlukan tenaga listrik. Jaringan
serat optik pasif (PON) juga merupakan jaringan Point to
Multipoint, hampir sama dengan AON. Perbedaannya terletak pada titik komponen aktif digantikan oleh perceraian optik pasif (passive optical splitter). Jika dibandingkan jenis AON, pemasangan jaringan jenis PON lebih mudah dan murah serta tidak menggunakan komponen elektronik aktif sehingga mengurangi biaya pemelihataan peralatan. Dimana dalam Tugas Akhir ini membahas tentang jaringan PON. Perbedan AON dan PON dapat dilihat pada Gambar 2.2[12]
8
Gambar 2.2 Perbedaan AON dan PON
2.3
Implementasi Teknologi Serat Optik Sistem jaringan lokal akses fiber secara umum dari dua jenis perangkat,
yaitu perangkat opto elektronik yang ditempatkan di sisi sentral (dapat berupa Central Terminal/CT atau Optical Line Termination/OLT) serta perangkat opto elektronik yang ditempatkan di sisi pelanggan (dapat berupa Remote Terminal/RT atau Optical Network Unit/ONU). Perbedaan lokaksi peletakan perangkat opto elektronik di sisi pelanggan memunculkan berbagai macam istilah modus aplikasi jaringan lokal akses fiber. Beberapa istilah umum yang paling banyak dipakai untuk menjelaskan arsitektur jaringan lokal akses fiber adalah sebagai berikut[13]: 1. Fiber To The Building (FTTB) Istilah FTTB dipakai bila perangkat opto elektronik di sisi pelanggan berada di dalam suatu gedung (umumnya di basement atau ruangan perangkat
9
telekomunikasi). Jadi fiber optik digelar mulai dari sentral dan berakhir disuatu gedung (umumnya berupa gedung-gedung bertingkat/perkantoran). Terminal pelanggan yang ada di dalam gedung tersebut akan dihubungkan ke perangkat RT atau ONU dengan menggunakan kabel tembaga sesuai dengan jenis layanannya.
Gambar 2.3 Fiber To The Building [14]
2. Fiber To The Zone (FTTZ) Istilah FTTZ digunakan bila perangkat opto elektronik di sisi pelanggan diletakkan di suatu tempat (umumnya di dalam kabinet) di luar bangunan/gedung. Jadi fiber optik digelar mulai dari sentral dan berakhir di kabinet RT atau ONU yang memiliki daerah cakupan layanan tertentu (zone). Terminal pelanggan dihubungkan ke perangkat RT atau ONU dengan menggunakan kabel tembaga hingga jarak beberapa kilometer (maks. 3 km). bila dianalogikan dengan jaringan kabel tembaga, maka letak kabinet pada modus aplikasi FTTZ adalah kira-kira sama dengan lokasi rumah kabel (RK).
Gambar 2.4 Fiber To The Zone [14]
3. Fiber To The Curb (FTTC) Istilah FTTC digunakan bila perangkat opto elektronik di sisi pelanggan diletakkan di suatu tempat di luar gedung/bangunan (umumnya di dalam kabinet di atas tanah maupun di tiang). Jadi fiber optik digelar mulai dari sentral
10
dan berakhir di kabinet RT atau ONU yang memiliki daerah cakupan layanan tertentu yang lebih kecil dari FTTZ. Terminal pelanggan dihubungkan ke perangkat RT atau ONU dengan menggunakan kabel tembaga hingga jarak beberapa ratus meter (maks. 500 m). bila dianalogikan dengan jaringan kabel tembaga, maka letak kabinet pada modus aplikasi FTTC adalah kira-kira sama dengan lokasi distribution point (DP).
Gambar 2.5 Fiber To The Curb [14]
4. Fiber To The Tower (FTTT) Titik konversi optik (TKO) terletak pada suatu ruangan yang disebut Sherlter BTS. Shelter BTS adalah suatu tempat yang disitu terdapat perangkatperangkat jaringan. Untuk letaknya biasa juga tidak akan jauh dari suatu menara (tower) karena adanya ketergantungan sebuah fungsi diantar keduanya, yakni shelter BTS dan Tower. FTTT diterapkan pada suatu BTS dari central office sampai ke tower yang berfungsi untuk menjembatani pengguna seluler satu dengan yang lain ang terhubung dengan koneksi serat optik[14].
Gambar 2.6 Fiber To The Tower [14]
5. Fiber To The Home (FTTH) Istilah FTTH dipakai bila perangkat opto elektronik (umumnya berupa ONU) diletakkan di dalam rumah pelanggan (residensial). Terminal pelanggan dihubungkan ke ONU dengan menggunakan kabel tembaga indoor atau IKR
11
dengan jarak yang cukup pendek (belasan atau puluhan meter saja). Letak perangkat ONU pada FTTH dapat dianalogikan dengan terminal batas atau bahkan riset pada jaringan kabel tembaga.
Gambar 2.7 Fiber To The Home [14] Pada Tugas Akhir ini akan dibahas tentang arsitektur Fiber To The Home (FTTH).
2.4
Fiber To The Home (FTTH) Fiber to the home (FTTH) adalah sistem penyedia akses jaringan fiber optik
yang titik konversi terdapat di rumah pelanggan. Titik konversi merupakan ujung jaringan fiber optik di sisi client yang berfungsi sebagai tempat konversi sinyal optik ke sinyal elektrik sebelum diakses oleh berbagai perangkat. Arsitektur jaringan komunikasi fiber optik yang digunakan dalam FTTH adalah Passive Optical Network (PON). PON merupakan teknologi terbaru setelah Point-to-point fiber connection, dimana tiap client memiliki jalur optik pribadi untuk menuju CO[15]. Sejak ditemukan oleh British Telecom pada 1980-an, PON terus dikembangkan karena memiliki fleksibilitas tinggi. Terbukti dari munculnya erbagai skema jaringan baru yang berakar dari PON, yaitu GE-PON, Broadband PON (BPON), GPON[16], XPON dan Ethernet PON (EPON)[17]. Pengembangan terhadap PON juga dilakukan pada akses data yang dilakukan, yaitu TDM-PON, WDM-PON, dan Hybrid-PON[18]. Konfigurasi umum FTTH berbasis PON ditunjukkan pada Gambar 2.8[15]
12
Gambar 2.8 Konfigurasi FTTH Berbasis PON
2.5
Passive Optical Network (PON) PON adalah bentuk khusus dari FTTH yang mengandung perangkat optik
pasif dalam jaringan distribusi optik. Perangkat optik pasif yang dipakai adalah konektor, passive splitter dan kabel optik. Dengan passive splitter kabel optik dapat dipecahkan menjadi beberapa kabel optik lagi, dengan kualitas informasi yang sama tanpa adanya fungsi addressing dan filtering, namun terjadi redaman. Dalam PON terdapat tiga komponen utama, yaitu: 1. OLT (Optical Line Termination) 2. ODN (Optical Distribution Network) 3. ONU (Optical Network Unit) Keluaran dari OLT ditransmisikan melalui ODN yang menyediakan alatalat transmisi optik mulai dari OLT sampai pelanggan. ONU menyediakan interface pada sisi pelanggan dari DS (Distribution Point) dan dihubungkan dengan ODN. Teknologi PON pada dasarnya adalah teknologi untuk hubungan point to multipoint dan topologi ini sesuai untuk melayani kelompok pelanggan yang letaknya terpisah, dengan hanya menambah perangkat ONU di lokasi pelanggan. Metode akses yang digunakan
pada
PON
salah
satunya
adalah
TDM
(Time
Division
Multiplexing)/TDMA (Time Division Multiplexing Acces). Pada arah downstream, sinyal TDM dari PLT memuat semua informasi pelanggan dalam slot yang ditentukan dan disebarkan ke semua ONU yang terhubung oleh OLT.
13
Tiap ONU hanya mengakses pada slot yang telah ditentukan untuk transmisi, karena semua informasi downstream disebarkan ke semua ONU, seperti pengaman sinyal, dengan encryption. Sinyal optik upstream dari setiap ONU ditransmisikan secara bersamaan dengan metode TDMA untuk menghindari collision, karena jarak antara OLT dan semua ONU berbeda-beda. Sedangkan panjang gelombang yang digunakan untuk downstream dan upstream pada daerah 1310 nm dan 1490 nm sesuai dengan rekomendasi ITU-T G 984 [7]. Karena kemampuan teknologi PON untuk mengirim dengan bandwidth yang lebih tinggi dan jarak yang jauh, sekitar 20 – 30 Km, bahkan dengan gelombang tertentu bias menembus jarak 50 Km, PON biasanya digunakan untuk jaringan metro atau untuk mobile backhaul yaitu koneksi antar core network atau base station dengan core network. Posisi PON di jaringan akses ini dapat dilihat pada Gambar 2.9.
Gambar 2.9 Posisi PON di jaringan akses[8]
Jaringan PON memiliki beberapa tipe dan yang terkenal adalah APON/BPON, EPON atau GEPON dan GPON. Dimana dalam Tugas Akhir ini membahas tentang GPON.
2.6
GPON (Gigabit Passive Optical Network) GPON merupakan teknologi yang didukung oleh jaringan akses serat optik
dan memiliki kapasitas bandwidth besar, kecepatan akses lebih cepat, serta dapat melayani tiga layanan (triple play) berupa data, suara, video. Bila sebelumnya
14
pelanggan dalam menggunakan internet membutuhkan modem, melakukan panggilan telepon atau IPTV dengan peralatan berbeda, maka penerapan GPON menyebabkan pelanggan bias menggunakan layanan tersebut hanya pada satu alat bernama ONU (Optical Network Unit). Namun, dalam proses transmisi melalui serat optik tidak menutup kemungkinan terjadinya degradasi sinyal yang disebabkan karena redaman dan dispersi sehingga dapat mengganggu proses transmisi [9].
2.6.1
Prinsip Kerja GPON Prinsip kerja GPON itu sendiri ketika data atau sinyal dikirimkan dari OLT,
maka ada bagian yang bernama splitter yang berfungsi untuk membuat serat optik tunggal dapat mengirim ke beberapa ONU, untuk ONU sendiri akan memberikan data-data dan sinyal yang diinginkan pengguna. Passive splitter merupakan optical fiber coupler sederhana yang membagi sinyal optik menjadi beberapa path (multiple path) atau sinyal-sinyal kombinasi dalam satu jalur. Splitter juga berfungsi sebagai perute dan pengkombinasi berbagai sinyal optik. Pada prinsipnya, PON adalah system point to multipoint, dari serat optik tunggal ke arsitektur jaringan. Untuk system kerja dari teknologi GPON dapat dilihat sebagai berikut [8]: a. Metode Enkapsulasi : GEM – GPON GEM merupakan metode enkapsulasi frame pada GPON dimana mekanisme ini bekerja pada lapis dua OSL. Frame GEM akan terdiri atas enkapsulasi data pengguna (suara, data, dan video) dan ditambah dengan overhead. Jika tidak ada data pengguna yang akan dikirim, proses pengiriman frame akan disisipkan ke frame kosong (idle frame). Untuk selanjutnya frame GEM akan digabung dalam lapisan sub GTC (GPON Transmission Convergence) dengan panjang frame 125 µs. Proses konversi Ethernet ke GEM diawali dengan system GPON yang memecah frame Ethernet dan langsung mengisi ke dalam payload GEM, kemudian
15
frame GEM melakukan enkapsulasi informasi header. Proses konversi ini dapat dilihat pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10 Proses konversi dari paket Ethernet ke frame GEM [8]
b. AES (Advance Encryption Standard) AES ini, merupakan mekanisme keamanan system transmisi antara OLT dengan ONU. Sistem GPON secara periodik akan mengganti (renew) kode keamanan untuk peningkatan aspek keamanannya. Teknik mekanisme AES hanya untuk downstream saja, diawali dengan enkripsi yang dibuat dalam model counter 128 bit kode dengan 128 bit key. Pergantian key diinisiasi dan dikontrol oleh OLT dan key diganti tiga kali setiap detiknya. Ketika OLT menerima key dengan benar, maka OLT akan mengirim key switch message ke ONU dan kemudian melakukan trafik downstream.
c. DBA (Dynamic Bandwidth Assignment) Mekanisme dimana secara dinamik ONT dapat meminta dan memberi bandwidth yang telah dialokasikan oleh T-CONT (Transmission Containers). Mekanisme kerja DBA dibagi dua yaitu status reporting dan predictive. Pada saat melakukan status reporting, ONT melaporkan status buffer mereka dan membuatkan antrian dengan DBR (Dynamic Bandwidth Reports) kea rah OLT, kemudian OLT menetapkan ulang bandwidth berdasarkan kapasitas buffer yang tersedia dan informasi antrian diberikan oleh ONT. Pada saat melakukan predictive, OLT memonitoring dan mengadaakn pengaturan berdasarkan utilisasi setiap ONT. Ketika utilisasi ONT melebihi nilai threshold yang diberikan, maka tambahan
16
bandwidth segera ditetapkan jika tersedia. Pada umumnya system GPON itu berbasis teknologi PON dan dari satu core mengeluarkan tiga gelombang (full duplex). Dapat dilihat pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11 Sistem Transmisi Teknologi GPON [8]
Sistem Transmisi GPON mempunyai dua model, yaitu downstream dan upstream. Arah downstream, frame GEM akan dibroadcast (mengirim) ke semua ONU, dari OLT ke semua ONU, dimana masing-masing ONU akan mengidentifikasi paket yang diterimanya dari overhead frame serta memfilter data yang masuk berdasarkan portID. Proses model transmisi downstream dapat dilihat pada Gambar 2.12.
Gambar 2.12 Sistem Pengirim Sinyal Downstream pada GPON [8] Downstream frame GTC memiliki durasi 125 µs dan panjang 38880 byte, dimana sesuai dengan data downstream 2.48832 Gbps. Psync (4 bite) menunjukkan frame permulaan untuk ONU. Ident berisi superframe counter 8 Khz yang digunakan oleh system enkripsi dan juga digunakan untuk memberikan sinyal
17
synchronous refrence tingkah rendah. PLOAMd menangani fungsi seperti OAM (operation, administration, and management) yang berhubungan dengan penanda. BIP (Bit Interleaved Parity) digunakan untuk memperkirakan tingkat kesalahan bit. Plend (Payload Length Indicator downstream) memberikan panjang bandwidth upstream (Bwmap). Setiap masukan dalam bandwidth upstream (Bwmap) merupakan alokasi bandwidth tunggal untuk T-CONT dituju. Sedangkan untuk model transmisi upstream, frame GEM akan dibawa dalam bentuk semacam container (kotak-kotak) yang diistilahkan T-CONT (Transmission Container). T-CONT akan membawa portID dari GEM setiap ONU. Pada saat transmisi upstream bekerja, OLT mengontrol kanal upstream dengan pengaturan seperti window (jendela) waktu dari masing-masing ONT. Proses model transmisi upstream dapat dilihat pada Gambar 2.13. Pada Gambar 2.13 terlihat bahwa durasi upstream frame GTS sebesar 125 µs dan panjang bit 19440, yang memberikan kecepatan pada upstream sebesar 1.24416 Gbps. Setiap frame upstream berisi beberapa pecahan transmisi yang berasal dari satu atau beberapa ONU. Setiap pecahan transmisi upstream memiliki PLOu (Physic Layer Overhead upstream) dimana PLOu pada awalnya memecah link upstream ONU ada lapisan fisik dari link pecahan upstream.
Gambar 2.13 Sistem Pengiriman Sinyal Upstream pada GPON [8]
PLOAMu (Physic Layer operation administration management upstream) bertanggung jawab untuk fungsi-fungsi mengelola seperti memulai, aktivasi ONT dan pemberitahuan PLSu (Power Leveling Sequence upstream) berisi informasi tentang tingkatan daya laser yang terlihat dengan OOLT. DBRu (Dynamic
18
Bandwidth Report upstream) menginformasikan panjang antrian masing-masing TCONT di ONT. Arsitektur GPON berdasarkan pada TDM, sehingga mendukung layanan T1, E1 dan DS3 (digital signal 3). Tidak seperti system multiplexer lainnya, GPON mempunyai layer PMD (Physical Medai Dependent) yang dilengkapi dengan FEC (Forward
Error
Correction).
ONU
mempunyai
kemampuan
untuk
mentransmisikan data di tiga mode power. Pada mode 1, ONT akan mentransmisikan pada kisaran daya output yang normal. Pada mode 2 dan 3 ONT akan mentransmisikan 3-6 dB lebih rendah daripada mode 1 yang memberikan OLT untuk memerintahkannya menurunkan daya apabila OLT mendeteksi sinyal dari ONT
terlalu kuat atau sebaliknya, ONT akan memberi perintah ONT untuk
mennaikkan jika terdeteksi sinyal dari ONT terlalu rendah. Arsitektur GPON dapat dilihat pada Gambar 2.14.
Gambar 2.14 Arsitektur GPON [8]
2.6.2
Konfigurasi GPON Konfigurasi jaringan GPON pada dasarnya dapat dibagi menjadi 3 bagian
[10]: 1. Optical Line Terminal (OLT) OLT menyediakan interface antara system PON dengan penyedia layanan (service provider) data, video dan jaringan telepon. Bagian ini akan membuat link ke system operasi penyedia layanan melalui Elemen Management System (EMS). Bentuk nyata dari OLT dapat dilihat pada Gambar 2.15.
19
Gambar 2.15 Perangkat OLT
2. Optical Distribution Network (ODN) Konfigurasi jaringan optik atau kadang disebut dengan istilah ODN adalah jaringan optik antara perangkat OLT sampai perangkat ONU/ONT. ODN menyediakan sarana transmisi optik dari OLT terhadap pengguna dan sebaliknya. Transmisi ini menggunakan komponen optik pasif. ODN menyediakan peralatan transmisi optik antara OLT dan ONU. Perangkat Interior pada ODN terdiri dari : 1. Optical Fiber / Kabel Fiber Optik. 2. Splices. 3. Konektor. 4. Splitter. Splices merupakan peralatan yang digunakan untuk menyambungkan satu kabel serat optik dengan yang lainnya secara permanen. Ada dua prinsip sambungan yaitu sambungan fusi dan sambungan mekanik. Sambungan fusi menggunakan pancaran listrik untuk mematri dua kabel serat optik secara bersamasama. Teknik ini memerlukan orang yang ahli dan berpengalaman karena penjajaran kabel serat optik membutuhkan computer terkontrol untuk mencapai kerugian sesedikit 0.05 dB. Untuk sambungan mekanik, semuanya menggunakan elemen biasa. Teknik ini lebih mudah diterapkan dilapangan dengan kerugian sekitar 0.2 dB. Konektor optik merupakan salah satu perlengkapan kabel serat optik yang berfungsi sebagai penghubung serat. Dalam operasinya konektor mengelilingi serat kecil sehingga cahayanya terbawa secara bersama-sama tepat pada inti dan segaris
20
dengan sumber cahaya (serat lain). Splitter merupakan komponen pasif yang dapat memisahkan daya optik dari satu input serat kedua atau beberapa output serat. Splitter pada PON dikatakan pasif sebab tidak memerlukan sumber energy eksternal dan optimasi tidak melakukan terhadap daya yang digunakan terhadap pelanggan yang jaraknya berbeda dari node splitter, sehingga sifatnya idle dan cara kerjanya membagi daya optik sama rata.
3. Optical Network Termination/Unit (ONT/ONU) ONU menyediakan interface antara jaringan optik dengan pelanggan. Sinyal optik yang ditransmisikan melalui ODN diubah oleh ONU menjadi sinyal elektrik yang diperlukan untuk service pelanggan. Pada arsitektur FTTH, ONU diletakkan disisi pelanggan. ONU dihubungkan dengan melalui suatu Adaptation Unit (AU) yang menyediakan fungsi penyesuai antara ONU dan sisi pelanggan. Bentuk nyata dari ONT/ONU dapat dilihat pada Gambar 2.16.
Gambar 2.16 Optical Network Termination/Unit (ONT/ONU)
2.6.3
Standar GPON Standar teknologi GPON dapat dilihat pada Tabel 2.2 [4].
21
Tabel 2.2 Standard Teknologi GPON Karakteristik Standarisasi Rilis Draft Dokumen Frame Efisiensi Frame Bandwidth Bandwidth per user
Layanan Jarak Maksimum Jumlah Percabangan ONU
Keamanan 2.7
GPON ITU-T G.984 2002 ATM -92% Downstream 2,5 Gbps Upstream 1,25 Gbps 2,5 / 32 = 75 Mbps / ONU 2,5 / 64 = 35 Mbps / ONU 2,5 / 128 = 15 Mbps / ONU Data, voice, video 20 km 1 : 32 1 : 64 1 : 128 AES 128 bit
OptiSystem OptiSystem adalah rangkaian desain perangkat lunak komprehensif yang
memungkinkan pengguna untuk merencanakan, menguji, dan mensimulasikan tautan optik dalam lapisan transmisi jaringan optik modern. Selain itu OptiSystem juga mendukung untuk pengukuran jaringan seperti Power Link Budget dan Rise Time Budget. Umumnya yang menjadi parameter pada OptiSystem adalah bentuk dari eye diagram yang diperoleh dari hasil simulasi rangkaian yang dibentuk.
Gambar 2.17 Tampilan Awal OptiSystem
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1
Tempat dan Waktu Penelitian ini dilaksanakan mengikuti alur struktural jaringan terhadap
Perumahan Debang Taman Sari Medan dan dilaksanakan dalam jangka 2 (dua) minggu didampingi oleh pihak Indihome Telkom. Dan yang diteliti merupakan perangkat-perangkat yang saling terhubung membentuk jaringan FTTH terhadap perumahan Debang Taman Sari Medan.
3.2
Data Data yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data yang diperoleh
langsung dari lapangan yang dihitung menggunakan alat penghitung terhadap perangkat yang saling terhubung dari Telkom Akses sampai ke perumahan Debang Taman Sarii Medan dan dibandingkan dengan perolehan hasil dari simulasi menggunakan simulator OptiSystem.
3.3
Alat Penelitian Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas perangkat keras
dan perangkat lunak, sebagai berikut: a. Satu unit computer (laptop) b. Software OptiSystem c. Optical Power Meter
3.4
Tahapan Penelitian Dalam penelitian yang bertujuan untuk analisis unjuk kerja GPON pada
jaringan FTTH di perumahan Debang Taman Sari Medan, digunakan beberapa metode sebagai berikut:
22
23
1. Studi Literatur Dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik tugas akhir yang terdiri dari buku referensi, jurnal penelitian, layanan internet dan diskusi dengan dosen pembimbing dalam rangka mencapai tujuan penelitian.
2. Review Lapangan Melakukan review lapangan terhadap pemasangan dan perancangan dari Telkom STO PDB yang beralamat di Jl. Setia Budi No. 349, Tj. Sari, Kec. Medan Selayang, Kota Medan pada perumahan Debang Taman Sari Medan yang beralamat di Tanjung Sari, Medan Selayang, Kota Medan.
3. Pengumpulan Data Mengambil data berupa besarnya daya dan redaman yang dihasilkan pada tiap titik mulai dari OLT sampai pada ONT.
4. Spesifikasi Perangkat Mencatat tipe-tipe perangkat yang digunakan untuk menjadikan referensi pada simulasi di OptiSystem agar hasil simulasi tidak berbeda jauh dari hasil survey lapangan.
5. Metode Penelitian Berbasis Simulasi Simulasi dilakukan setelah memperoleh data dan gambaran arsitektur pemasangan dari Telkom STO PDB terhadap perumahan Debang Taman Sari.
6. Analisis dan Pembahasan Yang menjadi parameter pada simulasi ini adalah bentuk dari eye diagram yang ditampilkan dari hasil perancangan. Akan dilakukan analisis juga terhadap BER diagram pada hasil simulasi yang juga menjadi acuan perbandingan antara hasil simulasi dan hasil perhitungan langsung bentuk dari jaringan FTTH. Jika tidak sesuai dengan standar, dilakukan riset terhadap spesifikasi perangkat.
24
Adapun flowchart alur penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
Gambar 3.1 Flowchart Penelitian
25
3.5
Jadwal Waktu pelaksanaan dalam melakukan penelitian dari awal untuk mencapai
hasil yang diharapkan dari Tugas Akhir ini ditunjukklan pada Tabel 3.1. Table 3.1 Jadwal Penelitian Bulan dan Minggu Juli No
Agustus
September
Oktober
Kegiatan 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1
Studi Literatur dan Bimbingan
2
Proposal
3
Desain dan analisis komparatif
4
Penulisan Laporan
1 2 3
4
BAB IV PENUTUP Pada tugas akhir ini dijelaskan bentuk dan proses perancangan arsitektur jaringan Fiber To The Home pada perumahan Debang Taman Sari Medan yang akan menghasilkan kualitas sinyal yang baik dan dengan bandwidth yang besar terhadap perumahan Debang Taman Sari Medan. Dengan dilakukannya perancangan jaringan ini, akan dapat membantu perusahaan menemukan penentuan titik mana saja dapat dilakukan perbaikan sebelum langsung melakukan arsitektur perancangan terhadap suatu rumah ataupun perumahan. Diharapkan bentuk hasil dari parameter eye diagram akan membentuk gelombang yang menyerupai seperti mata manusia yang mengartikan bahwa hasil simulasi telah berhasil dan baik kondisinya.
26
DAFTAR PUSTAKA [1]
Keiser, Gerd, Fiber optical communication, 4 th ed, 2011. Diakses pada 15 Juli, 2020. Tersedia dari: https://en.wikipedia.org/wiki/Fiber-optic_communication
[2]
Hamdani, Jaringan Akses Fiber, April 1999. Diakses pada 20 Juli, 2020. Tersedia dari: elektroindonesia.com/elektro/tel25.html
[3]
M. Fachri, “Analisis Kinerja Jaringan Fiber To The Home (FTTH) di Jalan Lotus Perumahan Cemara Asri Medan,” Universitas Sumatera Utara, 2014.
[4]
Puti M. F., “Analisis Link Budget Jaringan Serat Optik Gigabit Passive Optical Network,” Universitas Sumatera Utara, 2015.
[5]
Hermayasari, “Analisis CWDM Pada Sistem Komunikasi Serat Optik,” Universitas Sumatera Utara, 2010.
[6]
PT. Telekomunikasi Indonesia, "Panduan Desain FTTH", Jakarta: PT. Telekomunikasi Indonesia, Tbk. Divisi Akses, pp.9~11, 2012.
[7]
J. S. Asensi Pla, "Design of Passive Optical Network", Valenccia: BRNO University of Technology, p.30, 2012.
[8]
P. Hardjono, "Training Center (Course Development) GPON", Bandung: PT. Telkom, pp. 2~7, 2008.
[9]
A. P. Perdana, A. Hambali and B. Uripno, “Analisis Dispersion Power Penalty Pada Implementasi Teknologi GPON Studi Kasus Area STO Centrum Bandung,” Dispersion Power Penalty, p.2, 2012.
[10] A. Nugroho, “Teknologi Gigabit-Capable Passive Optical Network (GPON) Sebagai Triple Play Service,” pp. 4-6, 2010.
27
28
[11] A. Sanjaya, Ada 3 jenis (tipe) serat optik yang sering digunakan, Oktober 7, 2013. Diakses pada: 2 Juli, 2020. Tersedia dari: https://www.academia.edu/4692097/Ada_3_jenis_tipe_serat_optik_yang_s ering_digunakan_Step_Indeks_Multimode_Grade_Indeks_Multimode_Ste p_Indeks_Siglemode?auto=download [12] Koonen, Ton, Fiber To The Home, Februari 16, 2010. Diakses pada 20 Juli, 2020. Tersedia dari: id.wikipedia.org/wiki/Fiber_to_the_Home [13] Mandorkawat2009, Pengantar Analisis Teknologi Access Fiber Optic untuk media Telekomunikasi, Oktober 19, 2009. Diakses pada: 21 Juli, 2020. Tersedia dari: https://mandorkawat2009.wordpress.com/2009/10/19/pengantar-analisisteknologi-access-fiber-optic-untuk-media-telekomunikasi/ [14] Dea Sunggara, "Implementasi Jaringan Fiber Optik FTTH (Fiber To The Home) Berbasis Sistem Noss-F STO Muara Karang Jakarta Utara," Bina Sarana Informatika, 2018 [15] Rima Adiati, Dasar Komunikasi Fiber Optik dan FTTH (Fiber To The Home), April 20, 2017. Diakses pada 24 Juli, 2020. Tersedia dari: warstek.com/2017/04/20/ftth/ [16] N. Kumar, "Improved Performance Analysis of Gigabit Passive Optical Networks," Optik, vol.125, p.1837~1840, 2014. [17] S. M. Gillani, M. A. Khan and M. K. Shahid, "Reach Extendibility of Passive Optical Network Technologies," Optical Switching and Networking, vol. 18, p. 211~221, 2015.
29
[18] J. Chen, "Design, Analysis and Simulation of Optical Access and Wide-area Networks," Doctoral Thesis : KTH School of Information and Communication Technologiy, Stockholm, 2009.
