IV. ANALISIS LINK PERANCANGAN JARINGAN
4.3 Perhitungan Power Link Budget
Perhitungan power link budget bertujuan untuk menghitung anggaran daya yang diperlukan sehingga level daya terima tidak kurang dari sensitivitas minimum. Untuk perhitungan power link budget dalam penelitian ini, diambil pelanggan dengan jarak terjauh seperti yang terlihat di Gambar 4.1. Perhitungan dimulai dari OLT yang berada di STO Simpang Limun sampai ke ONT (pelanggan) terjauh dengan jarak 3 km.
Pada Gambar 4.1, link dari STO kepelanggan mempunyai 1 splice, 8 konektor dari OLT sampai ke ONT, tiga splitter OTB (1:2), ODC (1:4), dan ODP (1:8). Kabel serat optik adalah pembeda perhitungan downlink dan uplink. Dimana parameter–parameter pendukung perhitungan power link budget adalah : 1. Daya keluaran transmitter : 3,37 dBm
2. Sensitivitas receiver : -29 dBm
3. Redaman G.652 : 0,25 dB (1490 nm) dan 0,33 dB (1310 nm) 4. Redaman Splitter : 4 dB (1:2), 6 dB (1:4), dan 11 dB (1:8) 5. Redaman splice : 0,02 dB/splice
7. Panjang serat optik (jarak) : 3 km 8. Redaman Instalasi : 0,5 dB/km 9. Jumlah splice : 1 splice 10. Jumlah konektor : 8 buah
Agar perhitungan Persamaan 3.6 lebih mudah, total redaman dihitung permata kali, maka total redaman untuk downlink adalah :
= . + . + . + + = (3.0,25) + (8.0,5) + (1.0,02) + (6 + 11) + (3.0,5) = 23,27 Sehingga = − = 3,37 − 23,27 = −19,9
Dari hasil persamaan 3.6 untuk downlink, terlihat bahwa Prx ≥sesitivitas receiver. Setelah Redaman dihitung, maka power margin sudah dapat dihitung karena power margin merupakan besarnya daya tersisa dari daya pancar setelah dikurangi loss selama pentransmisian dan sensitivitas receiver. Akan tetapi margin daya diisyaratkan harus memiliki nilai lebih dari nol, sesuai dengan Persamaan 3.7 dan 3.8.
Power budget = transmitter output power–receiver sensitivity Power budget = 3,37–(-29)
Power budget = 32,37 dB Sehingga
= (32,37 − 23,27) = 9,1
Nilai Margin yang diperoleh dari hasil perhitungan downlink menghasilkan nilai 9,1 dB (masih diatas nol dB) bahkan jauh dari nol. Maka hal ini mengindikasikan bahwa link di atas memenuhi kelayakan link power budget.
Untuk perhitungan uplink, total redamannya adalah
= . + . + . + + = (3.0,33) + (8.0,5) + (1.0,02) + (6 + 11) + (3.0,5) = 23,69 Sehingga = − = 3,37 − 23,69 = −20,32
Dari hasil persamaan 3.6 untuk downlink, terlihat bahwa Prx ≥sesitivitas receiver. Seperti perhitungan power link budget untuk downlink, maka untuk Persamaan 3.7 dan 3.8 uplink adalah
Power budget = transmitter output power–receiver sensitivity Power budget = 3,37–(-29) Power budget = 32,37 dB Sehingga = − = (32,37 − 23,69) = 8,68
Nilai Margin yang diperoleh dari hasil perhitungan uplink menghasilkan nilai 8,95 dB (masih diatas nol dB). Maka hal ini mengindikasikan bahwa link di atas memenuhi kelayakan link power budget.
Hasil dari analisis perhitungan didapat bahwa sistem dari rancangan ini adalah layak, data analisis dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil analisis perhitungan
No. Parameter Gelombang Hasil Standar Layak / Tidak Layak 1 Rise Time Budget 1310 nm (uplink) 0,251 ns < 0,562 ns Layak 2 Rise Time Budget 1490 nm (downlink) 0,2534 ns < 0,281 ns Layak 3 Power Link Budget 1310 nm (uplink) 8,68 dB > 0 dB Layak 4 Power Link Budget 1490 nm (downlink) 9,1 dB > 0 dB Layak
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan analisa perhitungan power link budget dan rise time budget, dapat disimpulkan bahwa:
1. Rise time total sistem untuk downlink dan uplink masih di bawah waktu total bit rates masing masing sehingga sistem dari rise time budget sistem dalam rancangan ini dikategorikan layak dengan pengkodean NRZ.
2. Parameter power link budget dan power margin berada dikategori layak atau bagus karena mayoritas memiliki level daya terima yang berada pada range -18 dBm sampai -22 dBm serta margin daya yang dihasilkan tidak bernilai negatif (M > 0).
3. Dalam perhitungan redaman, spesifikasi perangkat dan jarak sangat berpengaruh karena dapat membebani daya yang dipancarkan OLT sehingga daya yang diterima ONT masih didalam rentang sensitivitas receiver serta margin daya di atas nol.
5.2 Saran
Beberapa saran yang dapat diberikan untuk Tugas Akhir ini adalah:
1. Diharapkan pada saat penentuan studi kasus, pilih STO yang sudah mengimplementasikan GPON lebih dari dua daerah sehingga dapat menganalisis perbandingan tiap daerah sesuai jarak daerah tersebut.
2. Diharapkan selanjutnya bukan link ODN yang dianalisis akan tetapi teknologi triple play yang menjadi karakter GPON, baik itu voice (VOIP), paket data ataupun video (IPTV).
BAB II DASAR TEORI
2.1 Umum
Komunikasi data telah berkembang dengan pesat dewasa ini. Hal ini sesuai dengan kemajuan teknologi dalam bidang telekomunikasi dunia yang sedang maju serta pengaruh era globasasi dan arus informasi yang sangat diperlukan oleh masyarakat modern, kemajuan perekonomian serta majunya teknologi telekomunikasi merupakan titik tolak dan potensi besar untuk dapat meningkatkan dan mewujudkan berbagai jenis pelayanan komunikasi yang lebih canggih untuk komunikasi suara, video dan data. Akhir-akhir ini permintaan masyarakat modern akan kebutuhan komunikasi data sangat tinggi. Untuk mengirimkan data dalam jumlah besar dan memerlukan keakuratan serta mampu menjaga kerahasiaan data tersebut. Keunggulan serat optik sebagai media transmisi terutama mampu meningkatkan pelayanan sistem komunikasi data, seperti peningkatan jumlah kanal yang tersedia, kemampuan mengirimkan data dengan kecepatan Gbps, terjaminnya kerahasiaan data yang dikirimkan, sehingga pembicaraan tidak dapat disadap, tidak terganggu oleh gelombang elektromagnetik, petir atau cuaca.
Layanan komunikasi serat optik adalah layanan berupa jaringan yang menggunakan kabel serat optik yang memanfaatkan cahaya sebagai gelombang pembawa informasi yang akan dikirimkan. Pada bagian pengirim isyarat informasi diubah menjadi isyarat optis. Lalu diteruskan ke kanal informasi yang juga terbuat dari serat optik bertugas sebagai pemandu gelombang. Sesampainya
di penerima, berkas cahata ditangkap oleh detektor cahaya, yang berfungsi mengubah besaran optis menjadi besaran elektris [1].
Salah satu layanan komunikasi serat optik adalah. FTTH adalah teknologi arsitektur jaringan akses yang menggunakan serat optik sebagai media utamanya sampai dengan pelanggan (last mile). Dengan penggunaan serat optik sebagai media utamanya, teknologi FTTH ini mempunyai beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan teknologi jaringan yang masih menggunakan kabel tembaga bahkan teknologi wireless.
GPON merupakan salah satu teknologi dari FTTH, GPON merupakan pengembangan dari teknologi PON yaitu arsitektur jaringan point-to-multipoint (FTTP) dimana splitter optik passive digunakan untuk mengaktifkan serat optik tunggal yang melayani hingga 128 pelanggan [2].
2.2 Serat Optik
Serat optik adalah saluran transmisi sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser atau LED (Light Emitting Diode). Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 mikrometer. Cahaya yang ada di dalam serat optik tidak keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara, karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit.
Jenis serat optik yang digunakan bisa berupa fiber optic multi-mode graded index, single mode fibre optic dan sebagainya. Cahaya yang digunakan pada gelombang optik adalah LED. Pemilihannya disesuaikan dengan kepentingan
Hal ini juga berkaitan dengan perhitungan rise time budget, karena dispersi dan kromasi dihitung untuk mendapatkan parameter.
2.2.2 Atenuasi Pada Serat Optik
Atenuasi adalah besaran pelemahan energi sinyal informasi dari serat optik yang dinyatakan dalam dB. Atenuasi serat optik merupakan karakteristik penting yang harus diperhatikan mengingat kaitannya dalam menentukan jarak repeater, jenis pemancar dan penerima optik yang harus digunakan. Besarnya atenuasi dinyatakan oleh Persamaan 1.1 [1].
∝= log / (1.1)
2.3 FTTx (Fiber To The x)
Merupakan istilah yang digunakan untuk beberapa arsitektur jaringan serat optik pada dunia telekomunikasi. Dengan menggunakan serat optik ini akan menjawab masalah keterbatasan bandwidth yang sebelumnya menggunakan jaringan kabel tembaga. Dengan berkembangnya internet dengan layanan berbasis IP dan konektivitas broadband maka kebutuhan akan bandwidth yang besar dengan kecepatan tinggi menigkat. Operator maupun vendor telekomunikasi saat ini sedang giat-giatnya menjual produk maupun layanan seperti IPTV atau internet protocol television dan cable TV/CATV atau Community Antenna Television, video on demand yang membutuhkan bandwidth yang besar.
Gambar 2.6 memberikan ilustrasi tingkat tinggi dari arsitektur FTTx. Ini adalah platform yang terintegrasi dan mampu menyediakan layanan telepon, data,
4. V-OLT (Video Optical Line Terminations), yaitu menerima dan menguatkan sinyal video dari kabel Headend dan memasukkan sinyal video lokal.
5. EMS (The Element Management System), yaitu interface elemen jaringan yang berbeda ke jaringan operasi inti SBC.
6. ATM (Asynchronous Transfer Mode) network, yaitu switch trafik ATM dari beberapa jaringan inti menuju OLT.
7. PON (Passive Optical Network) atau ODN (Optical distribution Network), yaitu menghubungkan ONT ke OLT dan menyediakan jalur selama mereka berkomunikasi.
Berdasarkan Jenis Paket data yang dikirim, teknologi FTTx dikelompokkan berdasarkan atas dua basis, yaitu berbasis ATM dan berbasis Ethernet. FTTx berbasis Ethernet mengarah ke teknologi pasif dan aktif, sedangkan FTTx berbasis ATM mengarah ke PON (Passive Optical Network) [2].
2.4 PON (Passive Optical Network)
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 dipecah 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)
3. ONU (Optical Network Unit)
Keluaran dari OLT ditransmisikan melalui ODN yang menyediakan alat-alat 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 Access). Pada arah downstream, sinyal TDM dari PLT memuat semua informasi pelanggan dalam slot yang ditentukan dan disebarkan ke semua ONU yang terhubung oleh OLT.
Tiap ONU hanya mengakses pada slot yang telah ditentukan utuk 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. Arsitektur jaringan PON dapat dilihat pada Gambar 2.7 [5].
Karena kemampuan teknologi PON untuk mengirim dengan bandwidth yang lebih tinggi dan jarak yang jauh, sekitar 20 – 30 Km, bahkan dengan gelombang tertentu bisa menembus jarak 50 Km, PON biasanya digunakan untuk jaringan metro atau untuk mobile backhaul yaitu koneksi antar core network atau
2.5 GPON
GPON adalah suatu teknologi akses yang dikategorikan sebagai Broadband Access berbasis kabel serat optik yang merupakan evolusi dari BPON. GPON adalah salah satu teknologi yang dikembangkan oleh ITU-T G.984 dan hingga kini bersaing dengan GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network), yaitu PON versi IEEE yang berbasiskan teknologi ethernet.
GPON mempunyai dominasi market yang lebih tinggi dan roll out yang lebih cepat dibandingkan penetrasi GEPON. Standar G.984 mendukung bit rate yang lebih tinggi, perbaikan keamanan dan pilihan protokol layer dua (ATM, GEM, atau ethernet). Dengan menggunakan serat optik sebagai media transmisi, satu perangkat akan diletakkan pada sentral, kemudian akan mendistribusikan trafik triple play (suara/voip), multi media/digital pay TV dan data/internet) hanya melalui satu core kabel optik disisi pelanggan. Yang menjadi ciri khas teknologi ini dibandingkan teknologi optik lainnya adalah teknik distribusi trafiknya dilakukan secara pasif, dari sentral hingga ke arah pelanggan akan didistribusikan menggunakan splitter (1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64). GPON menggunakan TDMA sebagai teknik multiple access upstream dengan data rate sebesar 1.2 Gbps dan menggunakan GEM (GPON Encapsulation Methode) atau ATM Cell untuk membawa layanan TDM sehingga efisiensi bandwidth lebih baik dari BPON (70%), yaitu 93% [5].
2.5.1 Prinsip Kerja dan Sistem di Dalam 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
2. Mengamankan Paket : AES (Advance Encryption Standard)
AES ini, merupakan mekanisme keamanan sistem 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 blok chiper kode dengan 128 bit key. Pergantian key diinisiasi dan dikontrol oleh OLT dan key diganti tiga kali setiap detiknya. Ketika OLT menerima key yang benar, maka OLT akan mengirim key switch message ke ONU dan kemudian melakukan trafik downstream.
3. Management Bandwidth : 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) ke arah OLT, kemudian OLT menetapkan ulang bandwidth berdasarkan kapasitas buffer yang tersedia dan informasi antrian diberikan oleh ONT. Pada saat melakukan predictive, OLT memonitoring dan mengadakan pengaturan berdasarkan utilisasi setiap ONT. Ketika utilisasi ONT melebihi nilai threshold yang diberikan, maka tambahan bandwidth segera ditetapkan jika tersedia.
Downstream frame GTC memiliki durasi 125 µs dan panjang 38880 byte, dimana sesuai dengan data downstream 2.48832 Gbps. Gambar 2.13 menunjukkan format downstream pada frame GTC. OLT mengirimkan PCBd (Physical control block downstream) secara broadcast dan setiap ONU menerima semua PCBd. Psync menunjukkan frame permulaan untuk ONU. Indent berisi superframe counter 8 Khz yang digunakan oleh sistem enkripsi, dan juga digunakan untuk memberikan sinyal synchronous refrence tingkat 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) memeberikan 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 kontainer (kotak-kotak) yang diistilahkan T-CONT (Transmission Container). T-CONT akan membawa portID dari GEM setiap ONU. Pada saat transmisi upstream bekerja, OLT mengkontrol kanal upstream dengan pengaturan seperti window (jendela) waktu dari masing-masing ONT. Proses model transmisi upstream dapat dilihat pada Gambar 2.14.
Pada Gambar 2.14 terlihat bahwa durasi upstream frame GTS sebesar 125 µs dan panjang bit 19440, yang memberikan kecepatan data upstream sebesar 1,24416 Gbps. Setiap frame upstream berisi beberapa pecahan transmisi yang berasal dari satu atau beberapa ONU. Setiap pecahan transmisi upstream memiliki
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring perkembangan teknologi dengan pesat, terutama informasi dan komunikasi, memicu masyarakat modern mendapatkan layanan yang praktis, mudah, dan efisien. Kebutuhan layanan masyarakat modern terus meningkat sehingga dibutuhkanlah sarana komunikasi yang mampu melayani suara, data dan video. Maka diperlukan jaringan handal yang mampu memberikan performansi yang baik.
Keterbatasan jaringan akses tembaga yang dinilai belum cukup bahkan tidak dapat menampung kapasitas bandwidth yang sangat besar dan berkecepatan tinggi, sehingga PT. TELKOM ingin meningkatkan kualitas layanan sesuai visi dan misi PT. TELKOM sendiri dengan membuat infrastruktur menggunakan serat optik sebagai media transmisinya. Untuk kota Medan PT. TELKOM menargetkan tahun 2014 akan mengupgrade jaringan akses tembaga dengan jaringan akses serat optik sampai ke setiap rumah yang disebut jaringan FTTH. Dalam pelaksanaan upgrading FTTH (fiber optic to the home) PT. TELKOM menggunakan teknologi GPON (Gigabit passive optical network) untuk jaringan FTTH. GPON adalah salah satu dari beberapa teknologi sistem komunikasi serat optik. GPON bermula dari PON yang kemudian berevolusi dan berkembang sampai tahap sekarang.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana merancang jaringan akses FTTH dari STO sampai ke pelanggan. 2. Bagaimana menentukan penggunaan dan penempatan perangkat perancangan. 3. Bagaimana menentukan kelayakan sistem link dari STO sampai ke pelanggan.
1.3 Tujuan Penulisan Tugas Akhir
Tujuan dalam Tugas Akhir ini adalah mempelajari dan menganalisis hasil rancangan jaringan FTTH di perumahan CBD (Central bussiness district) Polonia Medan menggunakan teknologi GPON dan menentukan kelayakan sistem.
1.4 Batasan Masalah
Untuk Membatasi Materi yang akan dibicarakan pada Tugas Akhir ini, maka penulis membatasi penulisan Tugas Akhir ini kepada tiga hal sebagai berikut
1. Perancangan tidak menghitung QoS.
2. Perancangan tidak membahas tentang jaringan serat optik lainnya seperti DLC, HFC dan OAN.
3. Area perancangan yang dihitung hanya dari STO Simpang Limun sampai ke perumahan CBD.
4. Tidak membahas pengkodean NRZ. 5. Tidak membahas topologi Jaringan.
1.5 Metode Penulisan
Untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini maka penulis menerapkan beberapa metode studi diantaranya adalah sebagai berikut.
1. Studi Literatur
Berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku dan tulisan-tulisan lain yang terkait, diskusi dengan dosen pembimbing Tugas Akhir, pihak PT. TELKOM, teman serta dari layanan internet berupa jurnal-jurnal penelitian.
2. Studi Lapangan
Yaitu dengan melaksanakan pengukuran langsung untuk memperoleh data-data yang diperlukan.
3. Studi analisa
Yaitu dengan melakukan analisa terhadap hasil perhitungan dari data-data yang diperoleh di lapangan.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan pemahaman terhadap Tugas Akhir ini maka penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut.
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan dari Tugas Akhir ini.
BAB II DASAR TEORI
Pada Bab ini membahas tentang teori-teori yang mendukung jaringan akses serat optik meliputi karakteristik transmisi serat optik, arsitektur jaringan serat optik secara umum, dispersi pada serat optik, perkembangan PON, dan teknologi GPON.
BAB III PERANCANGAN DAN KONFIGURASI FTTH GPON
DI PERUMAHAN CBD POLONIA MEDAN
Pada bab ini membahas tentang survey, perancangan, penentuan perangkat beserta spesifikasi, dan juga persamaan untuk mendukung perhitungan parameter power link budget dan rise time budget.
BAB IV ANALISIS KELAYAKAN PERANCANGAN JARINGAN
Pada bab ini membahas tentang analisis hasil perhitungan power link budget dan rise time budget.