Studi Perancangan Jaringan Akses Fiber To TheHome (ftth) Dengan MenggunakanTeknologi Gigabit Passive Optical Network (Gpon) di Perumahan Cbd Polonia Medan
STUDI PERANCANGAN JARINGAN AKSES FIBER TO THE
HOME (FTTH) DENGAN MENGGUNAKAN TEKNOLOGI
GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK (GPON) DI
PERUMAHAN CBD POLONIA MEDAN
OLEH :
ISMAIL FARUQI
NIM : 080402098
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
STUDI PERANCANGAN JARINGAN AKSES FIBER TO THE
HOME (FTTH) DENGAN MENGGUNAKAN TEKNOLOGI
GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK (GPON) DI
PERUMAHAN CBD POLONIA MEDAN
Oleh :
ISMAIL FARUQI
NIM : 080402098
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada tanggal 27 bulan Juli tahun 2013 di depan penguji
1) Ir. M. Zulfin, MT
: Ketua Penguji
2) Naemah Mubarakah, ST. MT
: Anggota Penguji
Disetujui Oleh :
Pembimbing Tugas Akhir
(Ir. Sihar P. Panjaitan, MT)
NIP : 19640306 199103 1001
Diketahui oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU
(Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si)
NIP : 19540531 198601 1 002
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
GPON (gigabit passive optical network) adalah salah satu teknologi akses
kecepatan tinggi yang memiliki keunggulan multiple services, dan ketersediaan
bandwidth besar yang mendukung aplikasi triple play (voice, data, dan video). Akan
tetapi, proses transmisi melalui media serat optik mengakibatkan adanya degradasi
sinyal yang disebabkan redaman dan dispersi sehingga dapat mengganggu proses
transmisi.
Pada Tugas Akhir ini akan dirancang implementasi jaringan FTTH (fiber to
the home) menggunakan teknologi GPON dari STO sampai ke perumahan CBD
Polonia Medan. Dalam perancangan dilakukan penentuan perangkat, tata letak, dan
volume perangkat yang digunakan. Kemudian untuk menentukan kelayakan sistem
dianalisis dengan parameter rise time budget dan power link budget.
Hasil dari perancangan FTTH di perumahan CBD Polonia Medan, bahwa dari
perhitungan rise time total untuk downlink menghasilkan total waktu sistem sebesar
0,2534 ns yang masih di bawah waktu total bit rates sebesar 0,281 ns. Sedangkan
untuk uplink menghasilkan total waktu sistem sebesar 0,251 ns yang masih di bawah
waktu total bit rates sebesar 0,562 ns. Nilai power margin untuk downlink sebesar
9,1 dB sedangkan untuk uplink sebesar 8,68 dB, kedua power margin menghasilkan
nilai yang masih berada di atas
nol dB (tidak negatif) sehingga mengindikasikan
bahwa link memenuhi kelayakan power link budget.
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah
memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala cobaan, halangan,
dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat beriring salam
penulis hadiahkan kepada junjungan Nabi Besar Muhammad S.A.W.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda Alm. H. dr. Achmad Sjarbaini dan ibunda Nihla Farida, serta abang-abang
saya Ichon, Ibob dan kakak - kakak saya Laura, Echi, Meutia
yang senantiasa
mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir hingga sekarang.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun
judul Tugas Akhir ini adalah :
“ STUDI
PERCANCANGAN JARINGAN AKSES FIBER TO THE HOME
(FTTH) DENGAN MENGGUNAKAN TEKNOLOGI GIGABIT PASSIVE
OPTICAL NETWORK (GPON) DI PERUMAHAN CBD POLONIA MEDAN
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari
berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
kepada :
ii
Universitas Sumatera Utara
1. Bapak Ir. Sihar P Panjaitan, MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir
saya, atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. M. Zulfin, MT dan Ibu Naemah Mubarakah, ST MT selaku
penguji seminar dan sidang Tugas Akhir saya.
4. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara atas segala bantuannya.
5. Sahabat-sahabat angkatan 2008 di Elektro : Rumi, Pindo, Ihsan, Ikbal, Ari,
Parlin, Auliya, Dedi, Edi, Muklis, Razi, Rizal, Rama, Habibi, Syukur,
Louis, May, Darminton, Wenly, Bayu, Basten, Fahmi, Fahdi, Sarif,
Christian, Dian, Dina, Siska, Maria, Elis, dan segenap angkatan ’08 yang
tidak bisa penulis sebutkan satu per satu, semoga silaturahmi kita terus
terjaga.
6. Senior dan junior : Bg Komeni, Bg Ryan, Bg Ibenk, Kak Arynda, Kak
Selvi, Kak Fitri, Bg Arif, Bg Irzie, Bg Roy, Lukman, Yuli, Lutfi, Suwen,
Duha, Diki, Agil, Emir, Rizki serta semua senior terutama yang menjadi
asisten semua laboratorium yang saya jalanin, junior 2009, 2010, 2011,
2012 dan seluruh praktikan Telematika stambuk 2010
yang telah
membantu selama proses penulisan Tugas Akhir ini.
iii
Universitas Sumatera Utara
7. Keluarga Besar Ikatan Mahasiswa Teknik Elektro dan semua pengurus
IMTE.
8. Keluarga Besar MME-GS yang telah memberikan banyak sekali
pembelajaran.
9. Keluarga Besar ayah saya, ibu saya, TK Al-Marwa ’95, SD Taman Siswa
’96, SMP An-Nizam ‘2002, SMA Al-Ulum ‘2005 dan Jermal Lingkungan
VIII.
10. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik dari
segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan
menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis
harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan, 22 Juni 2013
Penulis
Ismail Faruqi
NIM. 080402098
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ................................................................................................... i
KATA PENGANTAR................................................................................. ii
DAFTAR ISI................................................................................................ v
DAFTAR GAMBAR................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ....................................................................................... viii
I.
II.
PENDAHULUAN............................................................................ 1
1.1
Latar Belakang ...................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ................................................................. 2
1.3
Tujuan Penulisan Tugas Akhir.............................................. 2
1.4
Batasan Masalah.................................................................... 2.
1.5
Metode Penulisan .................................................................. 3
1.6
Sistematika Penulisan ........................................................... 3
DASAR TEORI ............................................................................... 5
2.1
Umum.................................................................................... 5
2.2
Serat Optik ............................................................................ 6
2.2.1
Perambatan Cahaya Pada Serat Optik................................... 7
2.2.2
Atenuasi Pada Serat Optik .................................................... 12
2.3
FTTx (Fiber To The x) .......................................................... 12
2.4
PON (Passive Optical Network) ........................................... 14
2.5
GPON.................................................................................... 17
v
Universitas Sumatera Utara
2.5.1
III.
IV.
V.
Prinsip Kerja dan Kesisteman GPON ................................... 17
PERANCANGAN DAN KONFIGURASI
3.1
Umun..................................................................................... 25
3.2
Perancangan Jaringan............................................................ 27
3.2.1
Rise Time Budget................................................................... 33
3.2.2
Power Link Budget................................................................ 36
ANALISIS LINK PERANCANGAN JARINGAN
4.1
Umum.................................................................................... 38
4.2
Perhitungan Rise Time Budget .............................................. 39
4.3
Perhitungan Power Link Budget............................................ 42
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan ........................................................................... 46
5.2
Saran...................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 49
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Perambatan di hukum Snellius .............................................. 7
Gambar 2.2
Prinsip kerja serat optik Single-mode index .......................... 8
Gambar 2.3
Prinsip kerja serat optik Multi-mode graded index ............... 9
Gambar 2.4
Prinsip kerja serat optik Multi-mode step index.................... 10
Gambar 2.5
Pelebaran pulsa akibat dispersi ............................................. 11
Gambar 2.6
Arsitektur FTTx .................................................................... 13
Gambar 2.7
Arsitektur Jaringan PON ....................................................... 16
Gambar 2.8
Posisi PON di jaringan akses ................................................ 16
Gambar 2.9
Prinsip kerja passive splitter ................................................. 18
Gambar 2.10 Frame GEM pada sinyal GPON ........................................... 19
Gambar 2.11 Proses konversi dari paket Ethernet ke frame GEM............. 19
Gambar 2.12 Sistem transmisi GPON ........................................................ 21
Gambar 2.13 Sistem pengiriman sinyal downstream pada GPON ............. 21
Gambar 2.14 Sistem pengiriman sinyal upstream pada GPON.................. 23
Gambar 2.15 Arsitektur GPON................................................................... 23
Gambar 3.1
Diagram alur penelitian......................................................... 26
Gambar 3.2
Konfigurasi Jaringan FTTH CBD Polonia Medan................ 32
Gambar 4.1
Konfigurasi FTTH yang di analisis....................................... 38
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Spesifikasi Optical Line Termination ................................... 28
Tabel 3.2
Spesifikasi optical line termination ...................................... 29
Tabel 3.3
Spesifikasi kabel serat optik.................................................. 30
Tabel 3.4
Spesifikasi konektor SC ........................................................ 30
Tabel 3.5
Spesifikasi redaman passive spllitter .................................... 31
Tabel 4.1
Hasil analisis perhitungan ..................................................... 46
viii
Universitas Sumatera Utara
HOME (FTTH) DENGAN MENGGUNAKAN TEKNOLOGI
GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK (GPON) DI
PERUMAHAN CBD POLONIA MEDAN
OLEH :
ISMAIL FARUQI
NIM : 080402098
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
STUDI PERANCANGAN JARINGAN AKSES FIBER TO THE
HOME (FTTH) DENGAN MENGGUNAKAN TEKNOLOGI
GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK (GPON) DI
PERUMAHAN CBD POLONIA MEDAN
Oleh :
ISMAIL FARUQI
NIM : 080402098
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada tanggal 27 bulan Juli tahun 2013 di depan penguji
1) Ir. M. Zulfin, MT
: Ketua Penguji
2) Naemah Mubarakah, ST. MT
: Anggota Penguji
Disetujui Oleh :
Pembimbing Tugas Akhir
(Ir. Sihar P. Panjaitan, MT)
NIP : 19640306 199103 1001
Diketahui oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU
(Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si)
NIP : 19540531 198601 1 002
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
GPON (gigabit passive optical network) adalah salah satu teknologi akses
kecepatan tinggi yang memiliki keunggulan multiple services, dan ketersediaan
bandwidth besar yang mendukung aplikasi triple play (voice, data, dan video). Akan
tetapi, proses transmisi melalui media serat optik mengakibatkan adanya degradasi
sinyal yang disebabkan redaman dan dispersi sehingga dapat mengganggu proses
transmisi.
Pada Tugas Akhir ini akan dirancang implementasi jaringan FTTH (fiber to
the home) menggunakan teknologi GPON dari STO sampai ke perumahan CBD
Polonia Medan. Dalam perancangan dilakukan penentuan perangkat, tata letak, dan
volume perangkat yang digunakan. Kemudian untuk menentukan kelayakan sistem
dianalisis dengan parameter rise time budget dan power link budget.
Hasil dari perancangan FTTH di perumahan CBD Polonia Medan, bahwa dari
perhitungan rise time total untuk downlink menghasilkan total waktu sistem sebesar
0,2534 ns yang masih di bawah waktu total bit rates sebesar 0,281 ns. Sedangkan
untuk uplink menghasilkan total waktu sistem sebesar 0,251 ns yang masih di bawah
waktu total bit rates sebesar 0,562 ns. Nilai power margin untuk downlink sebesar
9,1 dB sedangkan untuk uplink sebesar 8,68 dB, kedua power margin menghasilkan
nilai yang masih berada di atas
nol dB (tidak negatif) sehingga mengindikasikan
bahwa link memenuhi kelayakan power link budget.
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah
memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala cobaan, halangan,
dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat beriring salam
penulis hadiahkan kepada junjungan Nabi Besar Muhammad S.A.W.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda Alm. H. dr. Achmad Sjarbaini dan ibunda Nihla Farida, serta abang-abang
saya Ichon, Ibob dan kakak - kakak saya Laura, Echi, Meutia
yang senantiasa
mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir hingga sekarang.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun
judul Tugas Akhir ini adalah :
“ STUDI
PERCANCANGAN JARINGAN AKSES FIBER TO THE HOME
(FTTH) DENGAN MENGGUNAKAN TEKNOLOGI GIGABIT PASSIVE
OPTICAL NETWORK (GPON) DI PERUMAHAN CBD POLONIA MEDAN
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari
berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
kepada :
ii
Universitas Sumatera Utara
1. Bapak Ir. Sihar P Panjaitan, MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir
saya, atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. M. Zulfin, MT dan Ibu Naemah Mubarakah, ST MT selaku
penguji seminar dan sidang Tugas Akhir saya.
4. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara atas segala bantuannya.
5. Sahabat-sahabat angkatan 2008 di Elektro : Rumi, Pindo, Ihsan, Ikbal, Ari,
Parlin, Auliya, Dedi, Edi, Muklis, Razi, Rizal, Rama, Habibi, Syukur,
Louis, May, Darminton, Wenly, Bayu, Basten, Fahmi, Fahdi, Sarif,
Christian, Dian, Dina, Siska, Maria, Elis, dan segenap angkatan ’08 yang
tidak bisa penulis sebutkan satu per satu, semoga silaturahmi kita terus
terjaga.
6. Senior dan junior : Bg Komeni, Bg Ryan, Bg Ibenk, Kak Arynda, Kak
Selvi, Kak Fitri, Bg Arif, Bg Irzie, Bg Roy, Lukman, Yuli, Lutfi, Suwen,
Duha, Diki, Agil, Emir, Rizki serta semua senior terutama yang menjadi
asisten semua laboratorium yang saya jalanin, junior 2009, 2010, 2011,
2012 dan seluruh praktikan Telematika stambuk 2010
yang telah
membantu selama proses penulisan Tugas Akhir ini.
iii
Universitas Sumatera Utara
7. Keluarga Besar Ikatan Mahasiswa Teknik Elektro dan semua pengurus
IMTE.
8. Keluarga Besar MME-GS yang telah memberikan banyak sekali
pembelajaran.
9. Keluarga Besar ayah saya, ibu saya, TK Al-Marwa ’95, SD Taman Siswa
’96, SMP An-Nizam ‘2002, SMA Al-Ulum ‘2005 dan Jermal Lingkungan
VIII.
10. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik dari
segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan
menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis
harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan, 22 Juni 2013
Penulis
Ismail Faruqi
NIM. 080402098
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ................................................................................................... i
KATA PENGANTAR................................................................................. ii
DAFTAR ISI................................................................................................ v
DAFTAR GAMBAR................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ....................................................................................... viii
I.
II.
PENDAHULUAN............................................................................ 1
1.1
Latar Belakang ...................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ................................................................. 2
1.3
Tujuan Penulisan Tugas Akhir.............................................. 2
1.4
Batasan Masalah.................................................................... 2.
1.5
Metode Penulisan .................................................................. 3
1.6
Sistematika Penulisan ........................................................... 3
DASAR TEORI ............................................................................... 5
2.1
Umum.................................................................................... 5
2.2
Serat Optik ............................................................................ 6
2.2.1
Perambatan Cahaya Pada Serat Optik................................... 7
2.2.2
Atenuasi Pada Serat Optik .................................................... 12
2.3
FTTx (Fiber To The x) .......................................................... 12
2.4
PON (Passive Optical Network) ........................................... 14
2.5
GPON.................................................................................... 17
v
Universitas Sumatera Utara
2.5.1
III.
IV.
V.
Prinsip Kerja dan Kesisteman GPON ................................... 17
PERANCANGAN DAN KONFIGURASI
3.1
Umun..................................................................................... 25
3.2
Perancangan Jaringan............................................................ 27
3.2.1
Rise Time Budget................................................................... 33
3.2.2
Power Link Budget................................................................ 36
ANALISIS LINK PERANCANGAN JARINGAN
4.1
Umum.................................................................................... 38
4.2
Perhitungan Rise Time Budget .............................................. 39
4.3
Perhitungan Power Link Budget............................................ 42
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan ........................................................................... 46
5.2
Saran...................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 49
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Perambatan di hukum Snellius .............................................. 7
Gambar 2.2
Prinsip kerja serat optik Single-mode index .......................... 8
Gambar 2.3
Prinsip kerja serat optik Multi-mode graded index ............... 9
Gambar 2.4
Prinsip kerja serat optik Multi-mode step index.................... 10
Gambar 2.5
Pelebaran pulsa akibat dispersi ............................................. 11
Gambar 2.6
Arsitektur FTTx .................................................................... 13
Gambar 2.7
Arsitektur Jaringan PON ....................................................... 16
Gambar 2.8
Posisi PON di jaringan akses ................................................ 16
Gambar 2.9
Prinsip kerja passive splitter ................................................. 18
Gambar 2.10 Frame GEM pada sinyal GPON ........................................... 19
Gambar 2.11 Proses konversi dari paket Ethernet ke frame GEM............. 19
Gambar 2.12 Sistem transmisi GPON ........................................................ 21
Gambar 2.13 Sistem pengiriman sinyal downstream pada GPON ............. 21
Gambar 2.14 Sistem pengiriman sinyal upstream pada GPON.................. 23
Gambar 2.15 Arsitektur GPON................................................................... 23
Gambar 3.1
Diagram alur penelitian......................................................... 26
Gambar 3.2
Konfigurasi Jaringan FTTH CBD Polonia Medan................ 32
Gambar 4.1
Konfigurasi FTTH yang di analisis....................................... 38
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Spesifikasi Optical Line Termination ................................... 28
Tabel 3.2
Spesifikasi optical line termination ...................................... 29
Tabel 3.3
Spesifikasi kabel serat optik.................................................. 30
Tabel 3.4
Spesifikasi konektor SC ........................................................ 30
Tabel 3.5
Spesifikasi redaman passive spllitter .................................... 31
Tabel 4.1
Hasil analisis perhitungan ..................................................... 46
viii
Universitas Sumatera Utara