Makalah Jaringan Broadband G PON
PERANCANGAN JARINGAN FIBER TO THE HOME (FTTH)
BERTEKNOLOGI GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK
(GPON) DI PERUMAHAN CITRALAND PALU
Disusun Oleh :
1. Ester Siregar (4313030007 )
2. Rizky Nurul Chotimah (4313030021)
3. Satria Ramadhan (2313030023)
PROGRAM STUDI BROADBAND MULTIMEDIA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
DEPOK
2015
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangannya zaman dan teknologi yang memegang
peranan penting di hampir semua sektor kehidupan, tak terkecuali pada sektor
telekomunikasi dan komunikasi. Semakin beragamnya aktifitas manusia, semakin
menuntut adanya teknologi yang dapat membantu jalannya komunikasi maupun
transaksi dengan lebih cepat, mudah, dan efisien.
Keinginan pelanggan untuk dapat mengakses layanan dengan lebih cepat
merupakan keinginan yang tidak bisa dipungkiri lagi, seperti untuk IPTV, video game,
video conference, internet, diskusi, dan sebagainya. Hal itu yang membuat penyedia
layanan dituntut untuk selalu mengembangkan teknologi yang digunakan agar dapat
memenuhi keinginan dan kepuasan pelanggan. Di sisi lain teknologi jaringan akses
tembaga, yaitu Digital Subscriber Line (DSL) memiliki bandwidth yang terbatas.
Keterbatasan
teknologi
jaringan
tembaga
tersebut
yang
menuntut
penyedialayanan untuk bergegas beralih ke teknologi yang lebih baik, efektif dan efisien.
Untuk merealisasikan keinginan tersebut salah satu solusinya adalah teknologi
komunikasi serat optik.
Fiber to the Home (disingkat FTTH) merupakan suatu format penghantaran
isyarat
optik
dari
pusat
penyedia (provider)
ke
kawasan pengguna dengan
menggunakan serat optik sebagai medium penghantaran. Perkembangan teknologi ini
tidak terlepas dari kemajuan perkembangan teknologi serat optik yang
dapat mengantikan penggunaan kabel konvensional. Dan juga didorong oleh keinginan
untuk mendapatkan layanan yang dikenal dengan istilah Triple Play Services yaitu
layanan akan akses internetyang cepat, suara (jaringan telepon, PSTN) dan video
(TV Kabel) dalam satu infrastruktur pada unit pelanggan.
Penghantaran dengan menggunakan teknologi FTTH ini dapat menghemat
biaya dan mampu mengurangkan biaya operasi dan memberikan pelayanan yang lebih
baik kepada pelanggan. Serat optik memiliki penghantaran isyarat
telekomunikasi
dengan lebar jalur yang lebih besar dibandingkan dengan penggunaan
kabel
konvensional.
2
1.2 Tujuan
Adapun tujuan penelitian adalah sebagai berikut :
1. Merancang model jaringan Fiber To The Home (FTTH) menggunakan teknologi
Gigabit Passive Optical Network (GPON).
2. Penggunaan teknologi GPON sebagai perangkat akses dalam menyalurkan triple
play service.
1.3 Metode Penelitian
Dalam perancangan jaringan serat optik dengan menggunakan bahan gambar outside
plan perumahan Citraland Palu, dengan diagram alur perencanaan dapat dilihat pada
gambar 1.3.1 berikut:
Gambar 1.3,1 Diagram Alur Perancangan Jaringan Serat Optik
3
BAB 2
DASAR TEORI
2.1 JARLOKAF
Jarlokaf adalah jaringan lokal akses yang memanfaatkan media fiber optic
sebagamedia transmisinya, sehingga proses pengiriman sinyal informasi dapat dilakukan
lebih cepat. Teknologi yang mendukungnya dapat dilihat pada gambar 2.1
JARLOKAF
SISTEM UMUM
DLC
SISTEM TRANSMISI
PDH
OAN
PON
SDH
AON
Gambar 2.1 Bagan dari JARLOKAF
DLC digitalloop carrier merupakan konfigurasi point to point antar sentral dan
pelanggan. Konfigurasi ini tepat untuk pelanggan dengan kebutuhan bandwidth dan
volume trafik yang besar. Sedang OAN Optical Access Network digunakan untuk
jumlah pelanggan. yang banyak dan menyebar. Ada dua jenis OAN yaitu PON (Passive
optical Network) dan AON (Active Optical Network).
2.1.1 Fiber To The Home (FTTH)
Fiber To The Home (FTTH) merupakan suatu format penghantaran isyarat optik
dari pusat penyedia (provider) ke kawasan pengguna dengan menggunakan serat
optik sebagai medium penghantaran. Jarlokaf dengan Konfigurasi FTTH adalah
menempatkan TKO di rumah pelanggan atau dapat dianalogikan sebagai pengganti
Terminal Blok (TB) pada Jarlokaf.
4
Gambar 2.2 Konfigurasi FTTH
2.2 GPON
GPON merupakan teknologi PON khusus FTTH yang mengandung perangkat optik
pasif dalam jaringan distribusi optik. Dengan passive splitter kabel serat optik dapat
dibagi menjadi beberapa kabel optik lagi, dengan kualitas informasi yang sama tanpa
adanya fungsi addressing dan filtering.
Dalam GPON terdapat tiga komponen utama, yaitu :
1. OLT (optical line termination)
2. ODN (optical distribution network)
3. ONT (optical network termination)
Keluaran dari OLT ditransmisikan melalui ODN yang menyediakan alat alat transmisi
optik mulai dari OLT sampai pelanggan. ONT menyediakan interface pada sisi pelanggan
dari DS (distribution point) dan dihubungkan dengan ODN. Teknologi GPON pada dasarnya
adalah teknologi untuk hubungan point to multipoint, dan topologi ini sesuai untuk melayani
kelompok pelanggan yang letaknya terpisah. Sistem transmisi GPON mempunyai dua model,
yaitu downstream dan upstream.
Gambar 2.2 Arsitektur GPON
5
Berikut ini adalah salah satu contoh desain Jarlokaf dengan Arsitektur FTTH jika
menggunakan teknologi PON (Passive Optical Network),
Gambar 2.3 Modus Aplikasi Fiber To The Home (FTTH)
Gambar 2.3 mengilustrasikan arsitektur umum dari suatu jaringan FTTH. Biasanya
jarak antara pusat layanan dengan pelanggan dapat berkisar maksimum 20 km. Dimana
pusat penghantaran penyelenggara layanan (service provider) yang berada di kantor
utama disebut juga dengan central office(CO), disini terdapat peralatan yang disebut
dengan OLT. Kemudian dari OLT ini dihubungkan kepada ONU yang ditempatkan di
rumah-rumah pelanggan (customer's) melalui jaringan distribusi serat optik (Optical
Distribution Network), ODN.
2.3 Triple Play
Triple Play Service adalah layanan komunikasi data, suara, dan video yang
menggunakan akses broadband. Dibutuhkan perangkat akses yang canggih serta handal
agar dapat menyalurkan triple play service langsung kepada pelanggan. MSAN
(Multi Service Access Node), sebuah teknologi akses data yang awalnya diharapkan
dapat mendukung triple play service, namun sudah mulai ditinggalkan karena kinerja
dan fungsionalnya. Kurang optimalnya kinerja MSAN dalam pengaksesan layanan
video dalam Triple Play Service serta peralihan teknologi cabling dari kabel tembaga
menjadi kabel fiber optik sebagai media penghantar layanan menjadi alasan utama
diperlukannya pembaharuan teknologi yang dapat mengatasi keterbatasan teknologi
MSAN.
Triple Play Service atau yang secara harfiahnya dapat diartikan sebagai “tiga
permainan” sebenarnya merupakan julukan bagi kebutuhan para pengguna teknologi
komunikasi akan jalur komunikasi data yang cepat, lebar, dan dapat memainkan
berbagai macam peranan bagi mereka.
6
2.3.1 Aplikasi Data
Untuk
memenuhi
kebutuhan internet dengan kecepatan yang tinggi dan
memuaskan, jaringan Triple Play Service harus memiliki minimum bandwidth
sebesar 512 Kbps untuk dapat mengakses layanan data dengan baik.
2.3.2 Aplikasi Video
Untuk menghantarkan komunikasi yang berupa informasi video, sebuah jaringan
Triple Play Service haruslah memiliki minimum bandwidth sebesar 6 Mbps
untuk dapat mengakses layanan video dengan baik.
2.3.3 Aplikasi Suara
Aplikasi suara sama sensitifnya dengan aplikasi video. Untuk dapat mendukung
servis ini dengan lancar dibutuhkan minimum bandwidth sebesar 8 Kbps untuk
dapat mengakses layanan voice dengan baik.
2.4 Parameter Sistem
Beberapa pertimbangan yang diperlukan dalam perhitungan ini antaranya besaran
sinyal optik dan noise. Faktor ini sangat penting dihitung agar jaringan fiber optic
benar-benar telah sesuai dengan spesifikasi standar seperti yang direkomendasikan
dari ITU dan IEEE.
Perhitungan daya sinyal
Perhitungan daya sinyal yang diterima di penerima dapat ditunjukkan dalam
persamaan berikut :
Pr = Pt – Lkabel – Lsplitter – Lconnector – Lsplice – M
Dimana,
Pr = daya sinyal yang diterima (dBm)
P = daya optik yang dipancarkan darisumber cahaya (dBm)
M = loss margin system diambil 3 dB
Lkabel = redaman pada kabel (dB/km)
Lsplitter = redaman pada kabel (dB)
Lconnector = redaman pada kabel (dB)
Lsplice = redaman pada kabel (dB)
Untuk mengkonversikan perhitungan daya, rumus yang dibutuhkan adalah sebagai
berikut
7
dBm = 30 + Log 10 (Watts)
Watts = 10^((dBm - 30)/10)
MilliWatts = 10^(dBm/10)
Signal to Noise Ratio (S/N)
S/N merupakan perbandingan antara daya sinyal terhadap daya noise pada suatu
titik yang sama, dapat dirumuskan sebagai berikut :
Signal to Noise Ratio (S/N) =
Perhitungan daya sinyal (signal power) dan daya noise adalah sebagai berikut :
a. Daya Sinyal
Daya sinyal merupakan kuat daya sinyal yang diterima pada receiver. Besar
daya sinyal di penerima ditunjukkan dengan persamaan berikut:
Dimana :
Popt= Daya sinyal yang diterima (W).
ῃ
= Efesiensi quantum (%).
H
= Konstanta plank (6,625.10-34Js)
Q
= 1,6 x10-19C
M = Tambahan daya pada sinyal detector cahaya (apabila yang
digunakan adalah APD).
b. Derau
Derau adalah sinyal-sinyal yang tidak diinginkan yang selalu ada dalam suatu
sistem transmisi. Sambungan daya noise di detector cahaya (receiver) pada
sistem komunikasi serat optik ada 2 macam yaitu thermal noise dan noise dark
current
1) Arus Gelap
Yaitu arus balik (reserve current) kecil yang mengalir melalui persikap balik
(reverse bias diode). Arus gelap ini terjadi pada setiap diode yang dikenal
dengan arus bocor balik (reverse leakge current). Sambungan arus gelap
terhadap daya noise dirumuskan sebagai berikut:
8
Dimana :
q = muatan elektron (1,6x10-19C)
iD = arus gelap (A).
B = bandwith detector cahaya (Hz)
2) Derau Termal
Adalah arus yang berasal dari struktur gerak acak electron bebas pada
komponen-komponen elektronik. Biasanya level noise ini sebanding dengan
temperatur pada sistem komunikasi serat optik. Besar daya noise termal
dirumuskan sebagai berikut :
Dimana :
K = konstanta Boltzman (1,38x10-23Joule/0K)
B = bandwith (Hz)
Teff = effective noise temperature (0K)
R1 = equifalent resistance (Ὠ)
9
BAB 3
PEMBAHASAN
1. Pendataan Jumlah Penduduk
Dari hasil pendataan jumlah perumahan dan rumah toko di kompleks perumahan
Citraland Palu maka diperoleh 272 perumahan dan 208 rumah toko (ruko).
2. Evaluasi Triple Play
Setelah dilakukan pendataan maka diperlukan evaluasi triple play service untuk
melakukan perbandingan pengukuran antara bandwith yang dibutuhkan tiap perumahan
dengan apasitas bandwidth yang ada pada perangkat akses yang digunakan untuk
mengimplementasikan triple play service pada perancangan jaringan.
3. Pengukuran bandwith
Perancangan jaringan fiber to the home menggunakan teknologi GPON mampu
melewatkan bandwith sampai +2.488 Gbps disetiap ODCnya. Perancangan jaringan
ini membutuhkan satu buah perangkat ODC untuk memenuhi suplai kebutuhan
aplikasi layanan triple play disetiap perumahan, yang dimana satu ODCnya mampu
menyuplai sampai dengan 375 perumahan apabila dilakukan full pemasangan aplikasi
triple play. Oleh karena itu setiap masing-masing perumahan jumlah bandwith yang
diterima yaitu minimal sebesar 6.52 Mbps atau 6520 Kbps
4. Penggunaan bandwith pada aplikasi triple play.
Adapun uraian penggunaan bandwith dalam aplikasi triple play service ialah sebagai
berikut:
IPTV (Groovia TV) = 6 Mbps (0.75 MB/s)
Data
= 512 Kbps (64 KB/s)
VoIP = 8 Kbps (1 KB/s)
Total penggunaan bandwith minimum aplikasi triple play ialah = 6,52 Mbps atau
6520 Kbps (815 KB/s)/perumahan.
5. Parameter performansi jaringan
Performansi Jaringan Lokal Akses Fiber dianalisis untuk mengetahui kinerja Jaringan
Lokal Akses Fiber mulai dari perangkat OLT (titik pengirim) sampai perangkat
ONU (titik penerima), untuk itu perlu diketahui parameter-parameter performansi
Desain Jaringan Lokal Akses Fiber yang digunakan yaitu: Lf (Loss fiber), Ls (Loss
splice/sambungan permanen), Lc (Loss konektor), Lsp (Loss splitter pada Teknologi
10
PON), Loss Sambungan, Pr (daya sinyal yang diterima), M (Loss margin), L (jarak
transmisi) dan S/N. Berikut dibawah ini terdapat karakteristik redaman serat optik:
Lf (loss Fiber):
Loss/redaman serat optik dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:
Lftot = L × αf = 7.763 Km × 0.50dB/Km = 3.8815 dB
Ls (Loss Splice)
Loss maksimum setelah penyambungan adalah 0.35 dB/buah (misalkan diambil nilai
loss 0.2 dB/splice), maka besar penyusutan daya sinyal pada total sambungan permanen:
Lstot= Ns × Ls = 3 × 0.2 dB = 0.6 dB.
Lc (loss Connector)
Penyusutan daya sinyal tiap konektor adalah maksimal 0,2 dB (misalkan diambil nilai
loss konektor 0, 1 dB), maka total loss konektor:
Lctot = Nc × Lc = 8 × 0.01 dB = 0. 8 dB
Loss Splitter
Desain ini menggunakan PS untuk layanan interaktif guna mencatu disemua perangkat
ONU dengan ratio 1:8 (misalkan diambil nilai redaman terendah yaitu 7.2 dB).
Loss Margin
Margin sistem biasanya diambil harga 3 dB.
Daya signal yang diterima (Pr)
Daya yang diterima di receiver dapat ditentukan sebagai berikut:
Pr = Pt – Lftot – Lstot – Lc tot – Lsp – M
= -5 dB - 3.8815 dB - 0.6 dB - 0.8 dB - 7.2 dB - 3 dB = -20.4815 dBm
Setelah didapatkan hasil sebesar - 20.4815 dB, kemudian dikonversi ke Watt dengan
perhitungan sebagai berikut = 10(-20.4815/10) = 8.95 × 10-6 Watt
Signal noise to ratio (S/N)
- Daya Signal (Signal Power)
Telah diketahui bahwa: Popt = Pr = 8.95 × 10-6Watt
R = ηq/hv = 0.85 A/W pada λ = 1310 nm, maka. dapat ditentukan sebagai berikut:
11
- Daya Derau (Noise Power)
o Daya arus gelap (Noise dark current)
Telah diketahui bahwa: q = 1.6 × 10-19 C
iD = 2nA = 2 × 10-9 A
B = 2.5 GHz = 2.5 × 109 Hz
Maka derau arus gelap dapat ditentukan dengan persamaan :
Noise dark current = 2qiDB = 2 ( 1.6 × 10-19) ( 2 × 10-9) (2.5 × 109)
= 1.6 × 10-18 A
o Derau tembakan/ tumbukan (Shot noise current)
Dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:
Shot Noise current = 2q [2Popt (ηq/hv)]
B = 2 (1.6 × 10-19) 2 ( 8.95×10-6) (0.85) (2.5 × 109) = 1.2172 × 10-14 A
Derau termal (Termal noise current) Telah diketahui bahwa:
Teff = 290oK
RLoad = 50 Ω
k = 1.38 × 10-23 J/oK,
maka dapat ditentukan sebagai berikut:
Thermal noise = [4KTeffB] / RLoad
= [ (4)(1.38 × 10-23) (290) ( 2.5 × 109) ] / 50
= 8.004 × 10-13 A
Total noise diperoleh dari hasil penjumlahan ketiga sumber noise tadi sesuai
persamaan sebagai berikut:
Total Noise = Noise dark current + Shot Noise current + Thermal Noise
Current
= 1.6 × 10-18 A + 1.2172 × 10-14 A + 8.004 × 10-13 A
= 8.126 × 10-13 A
Dengan demikian maka signal noise to ratio dapat ditentukan dengan
persamaan sebagai berikut:
Makin tinggi S/N, makin baik mutu komunikasinya. Oleh karena itu, ada suatu
12
batasan minimum dari S/N dalam hubungan telekomunikasi untuk dapat
memuaskan konsumen pemakai jasa telekomunikasi. Standar S/N untuk
Sistem Komunikasi Serat Optik adalah 21,5 dB.
6. Perhitungan/Analisa Link Budget
Perhitungan/analisis link power budget secara manual dapat dilakukan dengan
menggunakan persamaan yang telah dibahas sebagai berikut:
Parameter Link Budget
No
Network Element
Batasan
Ukuran
1.
Kabel
Max
0.35 dB/km
2.
Splicing
Max
0.1 dB
3.
Connector
Max
0.25 dB
4.
Splitter 1:2
Max
3.70 dB
5.
Splitter 1:4
Max
7.25 dB
6.
Splitter 1:8
Max
10.38 dB
7.
Splitter 1:16
Max
14.10 dB
8.
Splitter 1:32
Max
17.45 dB
Perhitungan
a. Kabel 7.763 km x 0.35 =
2.717 dB
b. Splicing 3 x 0.2 =
0.6
c. Connector 8 x 0.1 =
0.8
d. Splitter 1:2
=
3.70
e. Splitter 1:4
=
7.25
f. Splitter 1:8
=
10.38
Total
=
25.447 dB
13
BAB 4
KESIMPULAN
Dapat disimpulkan bahwa :
GPON merupakan teknologi PON khusus FTTH yang mengandung perangkat optik
pasif dalam jaringan distribusi optik. Salah satu alasan perkembangan teknologi ini
adalah untuk mendukung keinginan untuk mendapatkan layanan yang dikenal dengan
istilah Triple Play Services.
Perumahan dan rumah toko di kompleks perumahan Citraland Palu yang berjumlah 272
perumahan dan 208 rumah toko (ruko) memerlukan evaluasi triple play service untuk
melakukan perbandingan pengukuran antara bandwith yang dibutuhkan tiap perumahan
dengan kapasitas bandwidth yang ada pada perangkat akses yang digunakan untuk
mengimplementasikan triple play service pada perancangan jaringan.
Pengukuran bandwith dalam perancangan jaringan fiber to the home ini menggunakan
teknologi GPON, dimana teknologi ini mampu melewatkan bandwith sampai +2.488
Gbps disetiap ODCnya.
Setiap masing-masing perumahan, jumlah bandwith yang diterima yaitu
minimal
sebesar 6.52 Mbps atau 6520 Kbps)/perumahan.
Parameter-parameter performansi Desain Jaringan Lokal Akses Fiber yang digunakan
yaitu: Lf (Loss fiber), Ls (Loss splice/sambungan permanen), Lc (Loss konektor),
Lsp (Loss splitter pada Teknologi PON), Loss Sambungan, Pr (daya sinyal yang
diterima), M (Loss margin),L (jarak transmisi) dan S/N.
Makin tinggi S/N, makin baik mutu komunikasinya
Untuk mendapatkan kualitas sinyal yang baik, jarak merupakan faktor utama yang
mempengaruhi kualitas sinyal, semakin dekat jarak perancangan suatu jaringan maka
semakin baik pula sinyal yang didapatkan begitupun sebaliknya.
Desain dan simulasi Link Power Budget dalam penelitian ini dibatasi hanya < 20 km,
diharapkan di kemudian hari lebih jauh dari batasan yang telah ditentukan.
14
DAFTAR PUSTAKA
Ardi A., Alamsyah, Sembara T, 2014, “Perancangan Jaringan Fiber To The Home
(FTTH) Berteknologi Gigabit Passive Optical Network (GPON) di Perumahan Citraland
Palu”, Universitas Tadulako, Jurnal MEKTRIK Vol. 1 No. 1, September 2014.
Faruqi I., Panjaitan S., 2014, “Studi Perancangan Jaringan Akses Fiber To The Home
(FTTH) Dengan Menggunakan Teknologi Gigabit Passive Optical Network (GPON) di
Perumahan CBD Polonia Medan, Universitas Sumatera Utara, Singuda Ensikom VOL. 6
NO.1/Januari 2014.
Jepri, Rian. 2014. Jurnal penelitian “Perancangan Jaringan Akses Fiber To The Home
(FTTH) menggunakan Teknologi Gigabit Passive Optical Network (GPON)”. Universitas
Tanjungpura.
Wikipedia: Fiber To The Home. https://id.wikipedia.org/wiki/Fiber_to_the_Home
(Diakses pada tanggal 10 Novemebr 2015).
15
BERTEKNOLOGI GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK
(GPON) DI PERUMAHAN CITRALAND PALU
Disusun Oleh :
1. Ester Siregar (4313030007 )
2. Rizky Nurul Chotimah (4313030021)
3. Satria Ramadhan (2313030023)
PROGRAM STUDI BROADBAND MULTIMEDIA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
DEPOK
2015
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangannya zaman dan teknologi yang memegang
peranan penting di hampir semua sektor kehidupan, tak terkecuali pada sektor
telekomunikasi dan komunikasi. Semakin beragamnya aktifitas manusia, semakin
menuntut adanya teknologi yang dapat membantu jalannya komunikasi maupun
transaksi dengan lebih cepat, mudah, dan efisien.
Keinginan pelanggan untuk dapat mengakses layanan dengan lebih cepat
merupakan keinginan yang tidak bisa dipungkiri lagi, seperti untuk IPTV, video game,
video conference, internet, diskusi, dan sebagainya. Hal itu yang membuat penyedia
layanan dituntut untuk selalu mengembangkan teknologi yang digunakan agar dapat
memenuhi keinginan dan kepuasan pelanggan. Di sisi lain teknologi jaringan akses
tembaga, yaitu Digital Subscriber Line (DSL) memiliki bandwidth yang terbatas.
Keterbatasan
teknologi
jaringan
tembaga
tersebut
yang
menuntut
penyedialayanan untuk bergegas beralih ke teknologi yang lebih baik, efektif dan efisien.
Untuk merealisasikan keinginan tersebut salah satu solusinya adalah teknologi
komunikasi serat optik.
Fiber to the Home (disingkat FTTH) merupakan suatu format penghantaran
isyarat
optik
dari
pusat
penyedia (provider)
ke
kawasan pengguna dengan
menggunakan serat optik sebagai medium penghantaran. Perkembangan teknologi ini
tidak terlepas dari kemajuan perkembangan teknologi serat optik yang
dapat mengantikan penggunaan kabel konvensional. Dan juga didorong oleh keinginan
untuk mendapatkan layanan yang dikenal dengan istilah Triple Play Services yaitu
layanan akan akses internetyang cepat, suara (jaringan telepon, PSTN) dan video
(TV Kabel) dalam satu infrastruktur pada unit pelanggan.
Penghantaran dengan menggunakan teknologi FTTH ini dapat menghemat
biaya dan mampu mengurangkan biaya operasi dan memberikan pelayanan yang lebih
baik kepada pelanggan. Serat optik memiliki penghantaran isyarat
telekomunikasi
dengan lebar jalur yang lebih besar dibandingkan dengan penggunaan
kabel
konvensional.
2
1.2 Tujuan
Adapun tujuan penelitian adalah sebagai berikut :
1. Merancang model jaringan Fiber To The Home (FTTH) menggunakan teknologi
Gigabit Passive Optical Network (GPON).
2. Penggunaan teknologi GPON sebagai perangkat akses dalam menyalurkan triple
play service.
1.3 Metode Penelitian
Dalam perancangan jaringan serat optik dengan menggunakan bahan gambar outside
plan perumahan Citraland Palu, dengan diagram alur perencanaan dapat dilihat pada
gambar 1.3.1 berikut:
Gambar 1.3,1 Diagram Alur Perancangan Jaringan Serat Optik
3
BAB 2
DASAR TEORI
2.1 JARLOKAF
Jarlokaf adalah jaringan lokal akses yang memanfaatkan media fiber optic
sebagamedia transmisinya, sehingga proses pengiriman sinyal informasi dapat dilakukan
lebih cepat. Teknologi yang mendukungnya dapat dilihat pada gambar 2.1
JARLOKAF
SISTEM UMUM
DLC
SISTEM TRANSMISI
PDH
OAN
PON
SDH
AON
Gambar 2.1 Bagan dari JARLOKAF
DLC digitalloop carrier merupakan konfigurasi point to point antar sentral dan
pelanggan. Konfigurasi ini tepat untuk pelanggan dengan kebutuhan bandwidth dan
volume trafik yang besar. Sedang OAN Optical Access Network digunakan untuk
jumlah pelanggan. yang banyak dan menyebar. Ada dua jenis OAN yaitu PON (Passive
optical Network) dan AON (Active Optical Network).
2.1.1 Fiber To The Home (FTTH)
Fiber To The Home (FTTH) merupakan suatu format penghantaran isyarat optik
dari pusat penyedia (provider) ke kawasan pengguna dengan menggunakan serat
optik sebagai medium penghantaran. Jarlokaf dengan Konfigurasi FTTH adalah
menempatkan TKO di rumah pelanggan atau dapat dianalogikan sebagai pengganti
Terminal Blok (TB) pada Jarlokaf.
4
Gambar 2.2 Konfigurasi FTTH
2.2 GPON
GPON merupakan teknologi PON khusus FTTH yang mengandung perangkat optik
pasif dalam jaringan distribusi optik. Dengan passive splitter kabel serat optik dapat
dibagi menjadi beberapa kabel optik lagi, dengan kualitas informasi yang sama tanpa
adanya fungsi addressing dan filtering.
Dalam GPON terdapat tiga komponen utama, yaitu :
1. OLT (optical line termination)
2. ODN (optical distribution network)
3. ONT (optical network termination)
Keluaran dari OLT ditransmisikan melalui ODN yang menyediakan alat alat transmisi
optik mulai dari OLT sampai pelanggan. ONT menyediakan interface pada sisi pelanggan
dari DS (distribution point) dan dihubungkan dengan ODN. Teknologi GPON pada dasarnya
adalah teknologi untuk hubungan point to multipoint, dan topologi ini sesuai untuk melayani
kelompok pelanggan yang letaknya terpisah. Sistem transmisi GPON mempunyai dua model,
yaitu downstream dan upstream.
Gambar 2.2 Arsitektur GPON
5
Berikut ini adalah salah satu contoh desain Jarlokaf dengan Arsitektur FTTH jika
menggunakan teknologi PON (Passive Optical Network),
Gambar 2.3 Modus Aplikasi Fiber To The Home (FTTH)
Gambar 2.3 mengilustrasikan arsitektur umum dari suatu jaringan FTTH. Biasanya
jarak antara pusat layanan dengan pelanggan dapat berkisar maksimum 20 km. Dimana
pusat penghantaran penyelenggara layanan (service provider) yang berada di kantor
utama disebut juga dengan central office(CO), disini terdapat peralatan yang disebut
dengan OLT. Kemudian dari OLT ini dihubungkan kepada ONU yang ditempatkan di
rumah-rumah pelanggan (customer's) melalui jaringan distribusi serat optik (Optical
Distribution Network), ODN.
2.3 Triple Play
Triple Play Service adalah layanan komunikasi data, suara, dan video yang
menggunakan akses broadband. Dibutuhkan perangkat akses yang canggih serta handal
agar dapat menyalurkan triple play service langsung kepada pelanggan. MSAN
(Multi Service Access Node), sebuah teknologi akses data yang awalnya diharapkan
dapat mendukung triple play service, namun sudah mulai ditinggalkan karena kinerja
dan fungsionalnya. Kurang optimalnya kinerja MSAN dalam pengaksesan layanan
video dalam Triple Play Service serta peralihan teknologi cabling dari kabel tembaga
menjadi kabel fiber optik sebagai media penghantar layanan menjadi alasan utama
diperlukannya pembaharuan teknologi yang dapat mengatasi keterbatasan teknologi
MSAN.
Triple Play Service atau yang secara harfiahnya dapat diartikan sebagai “tiga
permainan” sebenarnya merupakan julukan bagi kebutuhan para pengguna teknologi
komunikasi akan jalur komunikasi data yang cepat, lebar, dan dapat memainkan
berbagai macam peranan bagi mereka.
6
2.3.1 Aplikasi Data
Untuk
memenuhi
kebutuhan internet dengan kecepatan yang tinggi dan
memuaskan, jaringan Triple Play Service harus memiliki minimum bandwidth
sebesar 512 Kbps untuk dapat mengakses layanan data dengan baik.
2.3.2 Aplikasi Video
Untuk menghantarkan komunikasi yang berupa informasi video, sebuah jaringan
Triple Play Service haruslah memiliki minimum bandwidth sebesar 6 Mbps
untuk dapat mengakses layanan video dengan baik.
2.3.3 Aplikasi Suara
Aplikasi suara sama sensitifnya dengan aplikasi video. Untuk dapat mendukung
servis ini dengan lancar dibutuhkan minimum bandwidth sebesar 8 Kbps untuk
dapat mengakses layanan voice dengan baik.
2.4 Parameter Sistem
Beberapa pertimbangan yang diperlukan dalam perhitungan ini antaranya besaran
sinyal optik dan noise. Faktor ini sangat penting dihitung agar jaringan fiber optic
benar-benar telah sesuai dengan spesifikasi standar seperti yang direkomendasikan
dari ITU dan IEEE.
Perhitungan daya sinyal
Perhitungan daya sinyal yang diterima di penerima dapat ditunjukkan dalam
persamaan berikut :
Pr = Pt – Lkabel – Lsplitter – Lconnector – Lsplice – M
Dimana,
Pr = daya sinyal yang diterima (dBm)
P = daya optik yang dipancarkan darisumber cahaya (dBm)
M = loss margin system diambil 3 dB
Lkabel = redaman pada kabel (dB/km)
Lsplitter = redaman pada kabel (dB)
Lconnector = redaman pada kabel (dB)
Lsplice = redaman pada kabel (dB)
Untuk mengkonversikan perhitungan daya, rumus yang dibutuhkan adalah sebagai
berikut
7
dBm = 30 + Log 10 (Watts)
Watts = 10^((dBm - 30)/10)
MilliWatts = 10^(dBm/10)
Signal to Noise Ratio (S/N)
S/N merupakan perbandingan antara daya sinyal terhadap daya noise pada suatu
titik yang sama, dapat dirumuskan sebagai berikut :
Signal to Noise Ratio (S/N) =
Perhitungan daya sinyal (signal power) dan daya noise adalah sebagai berikut :
a. Daya Sinyal
Daya sinyal merupakan kuat daya sinyal yang diterima pada receiver. Besar
daya sinyal di penerima ditunjukkan dengan persamaan berikut:
Dimana :
Popt= Daya sinyal yang diterima (W).
ῃ
= Efesiensi quantum (%).
H
= Konstanta plank (6,625.10-34Js)
Q
= 1,6 x10-19C
M = Tambahan daya pada sinyal detector cahaya (apabila yang
digunakan adalah APD).
b. Derau
Derau adalah sinyal-sinyal yang tidak diinginkan yang selalu ada dalam suatu
sistem transmisi. Sambungan daya noise di detector cahaya (receiver) pada
sistem komunikasi serat optik ada 2 macam yaitu thermal noise dan noise dark
current
1) Arus Gelap
Yaitu arus balik (reserve current) kecil yang mengalir melalui persikap balik
(reverse bias diode). Arus gelap ini terjadi pada setiap diode yang dikenal
dengan arus bocor balik (reverse leakge current). Sambungan arus gelap
terhadap daya noise dirumuskan sebagai berikut:
8
Dimana :
q = muatan elektron (1,6x10-19C)
iD = arus gelap (A).
B = bandwith detector cahaya (Hz)
2) Derau Termal
Adalah arus yang berasal dari struktur gerak acak electron bebas pada
komponen-komponen elektronik. Biasanya level noise ini sebanding dengan
temperatur pada sistem komunikasi serat optik. Besar daya noise termal
dirumuskan sebagai berikut :
Dimana :
K = konstanta Boltzman (1,38x10-23Joule/0K)
B = bandwith (Hz)
Teff = effective noise temperature (0K)
R1 = equifalent resistance (Ὠ)
9
BAB 3
PEMBAHASAN
1. Pendataan Jumlah Penduduk
Dari hasil pendataan jumlah perumahan dan rumah toko di kompleks perumahan
Citraland Palu maka diperoleh 272 perumahan dan 208 rumah toko (ruko).
2. Evaluasi Triple Play
Setelah dilakukan pendataan maka diperlukan evaluasi triple play service untuk
melakukan perbandingan pengukuran antara bandwith yang dibutuhkan tiap perumahan
dengan apasitas bandwidth yang ada pada perangkat akses yang digunakan untuk
mengimplementasikan triple play service pada perancangan jaringan.
3. Pengukuran bandwith
Perancangan jaringan fiber to the home menggunakan teknologi GPON mampu
melewatkan bandwith sampai +2.488 Gbps disetiap ODCnya. Perancangan jaringan
ini membutuhkan satu buah perangkat ODC untuk memenuhi suplai kebutuhan
aplikasi layanan triple play disetiap perumahan, yang dimana satu ODCnya mampu
menyuplai sampai dengan 375 perumahan apabila dilakukan full pemasangan aplikasi
triple play. Oleh karena itu setiap masing-masing perumahan jumlah bandwith yang
diterima yaitu minimal sebesar 6.52 Mbps atau 6520 Kbps
4. Penggunaan bandwith pada aplikasi triple play.
Adapun uraian penggunaan bandwith dalam aplikasi triple play service ialah sebagai
berikut:
IPTV (Groovia TV) = 6 Mbps (0.75 MB/s)
Data
= 512 Kbps (64 KB/s)
VoIP = 8 Kbps (1 KB/s)
Total penggunaan bandwith minimum aplikasi triple play ialah = 6,52 Mbps atau
6520 Kbps (815 KB/s)/perumahan.
5. Parameter performansi jaringan
Performansi Jaringan Lokal Akses Fiber dianalisis untuk mengetahui kinerja Jaringan
Lokal Akses Fiber mulai dari perangkat OLT (titik pengirim) sampai perangkat
ONU (titik penerima), untuk itu perlu diketahui parameter-parameter performansi
Desain Jaringan Lokal Akses Fiber yang digunakan yaitu: Lf (Loss fiber), Ls (Loss
splice/sambungan permanen), Lc (Loss konektor), Lsp (Loss splitter pada Teknologi
10
PON), Loss Sambungan, Pr (daya sinyal yang diterima), M (Loss margin), L (jarak
transmisi) dan S/N. Berikut dibawah ini terdapat karakteristik redaman serat optik:
Lf (loss Fiber):
Loss/redaman serat optik dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:
Lftot = L × αf = 7.763 Km × 0.50dB/Km = 3.8815 dB
Ls (Loss Splice)
Loss maksimum setelah penyambungan adalah 0.35 dB/buah (misalkan diambil nilai
loss 0.2 dB/splice), maka besar penyusutan daya sinyal pada total sambungan permanen:
Lstot= Ns × Ls = 3 × 0.2 dB = 0.6 dB.
Lc (loss Connector)
Penyusutan daya sinyal tiap konektor adalah maksimal 0,2 dB (misalkan diambil nilai
loss konektor 0, 1 dB), maka total loss konektor:
Lctot = Nc × Lc = 8 × 0.01 dB = 0. 8 dB
Loss Splitter
Desain ini menggunakan PS untuk layanan interaktif guna mencatu disemua perangkat
ONU dengan ratio 1:8 (misalkan diambil nilai redaman terendah yaitu 7.2 dB).
Loss Margin
Margin sistem biasanya diambil harga 3 dB.
Daya signal yang diterima (Pr)
Daya yang diterima di receiver dapat ditentukan sebagai berikut:
Pr = Pt – Lftot – Lstot – Lc tot – Lsp – M
= -5 dB - 3.8815 dB - 0.6 dB - 0.8 dB - 7.2 dB - 3 dB = -20.4815 dBm
Setelah didapatkan hasil sebesar - 20.4815 dB, kemudian dikonversi ke Watt dengan
perhitungan sebagai berikut = 10(-20.4815/10) = 8.95 × 10-6 Watt
Signal noise to ratio (S/N)
- Daya Signal (Signal Power)
Telah diketahui bahwa: Popt = Pr = 8.95 × 10-6Watt
R = ηq/hv = 0.85 A/W pada λ = 1310 nm, maka. dapat ditentukan sebagai berikut:
11
- Daya Derau (Noise Power)
o Daya arus gelap (Noise dark current)
Telah diketahui bahwa: q = 1.6 × 10-19 C
iD = 2nA = 2 × 10-9 A
B = 2.5 GHz = 2.5 × 109 Hz
Maka derau arus gelap dapat ditentukan dengan persamaan :
Noise dark current = 2qiDB = 2 ( 1.6 × 10-19) ( 2 × 10-9) (2.5 × 109)
= 1.6 × 10-18 A
o Derau tembakan/ tumbukan (Shot noise current)
Dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:
Shot Noise current = 2q [2Popt (ηq/hv)]
B = 2 (1.6 × 10-19) 2 ( 8.95×10-6) (0.85) (2.5 × 109) = 1.2172 × 10-14 A
Derau termal (Termal noise current) Telah diketahui bahwa:
Teff = 290oK
RLoad = 50 Ω
k = 1.38 × 10-23 J/oK,
maka dapat ditentukan sebagai berikut:
Thermal noise = [4KTeffB] / RLoad
= [ (4)(1.38 × 10-23) (290) ( 2.5 × 109) ] / 50
= 8.004 × 10-13 A
Total noise diperoleh dari hasil penjumlahan ketiga sumber noise tadi sesuai
persamaan sebagai berikut:
Total Noise = Noise dark current + Shot Noise current + Thermal Noise
Current
= 1.6 × 10-18 A + 1.2172 × 10-14 A + 8.004 × 10-13 A
= 8.126 × 10-13 A
Dengan demikian maka signal noise to ratio dapat ditentukan dengan
persamaan sebagai berikut:
Makin tinggi S/N, makin baik mutu komunikasinya. Oleh karena itu, ada suatu
12
batasan minimum dari S/N dalam hubungan telekomunikasi untuk dapat
memuaskan konsumen pemakai jasa telekomunikasi. Standar S/N untuk
Sistem Komunikasi Serat Optik adalah 21,5 dB.
6. Perhitungan/Analisa Link Budget
Perhitungan/analisis link power budget secara manual dapat dilakukan dengan
menggunakan persamaan yang telah dibahas sebagai berikut:
Parameter Link Budget
No
Network Element
Batasan
Ukuran
1.
Kabel
Max
0.35 dB/km
2.
Splicing
Max
0.1 dB
3.
Connector
Max
0.25 dB
4.
Splitter 1:2
Max
3.70 dB
5.
Splitter 1:4
Max
7.25 dB
6.
Splitter 1:8
Max
10.38 dB
7.
Splitter 1:16
Max
14.10 dB
8.
Splitter 1:32
Max
17.45 dB
Perhitungan
a. Kabel 7.763 km x 0.35 =
2.717 dB
b. Splicing 3 x 0.2 =
0.6
c. Connector 8 x 0.1 =
0.8
d. Splitter 1:2
=
3.70
e. Splitter 1:4
=
7.25
f. Splitter 1:8
=
10.38
Total
=
25.447 dB
13
BAB 4
KESIMPULAN
Dapat disimpulkan bahwa :
GPON merupakan teknologi PON khusus FTTH yang mengandung perangkat optik
pasif dalam jaringan distribusi optik. Salah satu alasan perkembangan teknologi ini
adalah untuk mendukung keinginan untuk mendapatkan layanan yang dikenal dengan
istilah Triple Play Services.
Perumahan dan rumah toko di kompleks perumahan Citraland Palu yang berjumlah 272
perumahan dan 208 rumah toko (ruko) memerlukan evaluasi triple play service untuk
melakukan perbandingan pengukuran antara bandwith yang dibutuhkan tiap perumahan
dengan kapasitas bandwidth yang ada pada perangkat akses yang digunakan untuk
mengimplementasikan triple play service pada perancangan jaringan.
Pengukuran bandwith dalam perancangan jaringan fiber to the home ini menggunakan
teknologi GPON, dimana teknologi ini mampu melewatkan bandwith sampai +2.488
Gbps disetiap ODCnya.
Setiap masing-masing perumahan, jumlah bandwith yang diterima yaitu
minimal
sebesar 6.52 Mbps atau 6520 Kbps)/perumahan.
Parameter-parameter performansi Desain Jaringan Lokal Akses Fiber yang digunakan
yaitu: Lf (Loss fiber), Ls (Loss splice/sambungan permanen), Lc (Loss konektor),
Lsp (Loss splitter pada Teknologi PON), Loss Sambungan, Pr (daya sinyal yang
diterima), M (Loss margin),L (jarak transmisi) dan S/N.
Makin tinggi S/N, makin baik mutu komunikasinya
Untuk mendapatkan kualitas sinyal yang baik, jarak merupakan faktor utama yang
mempengaruhi kualitas sinyal, semakin dekat jarak perancangan suatu jaringan maka
semakin baik pula sinyal yang didapatkan begitupun sebaliknya.
Desain dan simulasi Link Power Budget dalam penelitian ini dibatasi hanya < 20 km,
diharapkan di kemudian hari lebih jauh dari batasan yang telah ditentukan.
14
DAFTAR PUSTAKA
Ardi A., Alamsyah, Sembara T, 2014, “Perancangan Jaringan Fiber To The Home
(FTTH) Berteknologi Gigabit Passive Optical Network (GPON) di Perumahan Citraland
Palu”, Universitas Tadulako, Jurnal MEKTRIK Vol. 1 No. 1, September 2014.
Faruqi I., Panjaitan S., 2014, “Studi Perancangan Jaringan Akses Fiber To The Home
(FTTH) Dengan Menggunakan Teknologi Gigabit Passive Optical Network (GPON) di
Perumahan CBD Polonia Medan, Universitas Sumatera Utara, Singuda Ensikom VOL. 6
NO.1/Januari 2014.
Jepri, Rian. 2014. Jurnal penelitian “Perancangan Jaringan Akses Fiber To The Home
(FTTH) menggunakan Teknologi Gigabit Passive Optical Network (GPON)”. Universitas
Tanjungpura.
Wikipedia: Fiber To The Home. https://id.wikipedia.org/wiki/Fiber_to_the_Home
(Diakses pada tanggal 10 Novemebr 2015).
15