BAB III KONFIGURASI LAYANAN TRIPLE PLAY PADA JARINGAN GPON

GPON

GPON merupakan teknologi FTTx yang dapat mengirimkan services sampai ke premise pelanggan menggunakan kabel fiber optik. Jika sebelumnya pelanggan menggunakan kabel tembaga pada instalasi perkabelan di sisi pelanggan, maka sekarang instalasi perkabelan bisa menggunakan optik. Keunggulannya adalah bandwidth yang ditawarkan bisa mencapai 2.488 Gbps (downstream) sampai pelanggan tanpa ada kehilangan bandwidth.

Konfigurasi jaringan GPON intinya dapat dibagi menjadi 3 bagian :

 Optical Line Terminal (OLT)

 Optical Distribution Network (ODN)

 Optical Network Termination/Unit (ONT/ONU).

3.1 Prinsip Kerja GPON

Prinsip kerja dari GPON yaitu ketika data atau sinyal dikirimkan dari OLT, maka ada bagian yang bernama splitter yang berfungsi untuk memungkinkan serat optik tunggal dapat mengirim sinyal atau informasi ke berbagai ONT. Untuk ONT sendiri akan memberikan data – data dan sinyal yang diinginkan oleh user. Arsitektur sistem GPON berdasarkan pada TDM (Time Division Multiplexing) sehingga mendukung layanan T1, E1, dan DS3. ONT mempunyai kemampuan untuk mentransmisikan data di 3 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 mengizinkan OLT untuk memerintahkan ONT menurunkan dayanya apabila OLT mendeteksi sinyal dari ONT terlalu kuat atau sebaliknya, OLT akan memberi perintah ONT untuk menaikkan daya jika terdeteksi sinyal dari ONT terlalu lemah.

Tabel 3.1 Standar dari Teknologi GPON

Karakteristik GPON

Standardization ITU-T G.984

Frame ATM / GEM

Speed Upstream 1.2 G / 2.4 G Speed Downstream 1.2 G / 2.4 G

Service Data, Voice, Video Transmission Distance 10 km / 20 km

Number of Branches 64

Wavelength Up 1310 nm

3.2 Modul OLT GPON

Gambar 3.2 Layout of OLT GPON [8]

Jenis – jenis modul yang terdapat pada OLT GPON : 1. Modul Power

1.1 Modul PRTE Memiliki fungsi :

 Menyediakan input power DC (-48 V)

 Menyaring dan membatasi arus untuk port input power

 Mendeteksi voltase dibawah standar dan mendeteksi kesalahan

 Menggabungkan laporan dari alarm proteksi dan sinyal dari board

Gambar 3.3 Jenis – Jenis Modul OLT GPON

2. Modul Control 2.1 Modul SCUH

Memiliki fungsi : system control and service switching and aggregation

3. Modul Service 3.1 Modul GPFD

Memiliki fungsi : Menyediakan akses servis GPON dengan 16 SFP port

3.2 Modul OPGD

Memiliki fungsi : Menyediakan 48 channel of GE/FE P2P access service SFP port

3.3 Modul TOPA

3.3 Arsitektur GPON

Secara umum arsitektur GPON sama seperti arsitektur jaringan akses fiber optik pada umumnya. OLT dan ONU yang merupakan perangkat aktif pada jaringan akses serat optik dihubungkan dengan ODN yang sifatnya pasif. Arsitektur GPON dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

UNI LT M U X PON LT (1) PON LT (0) ODN (1) ODN (0) PON LT (1) PON LT (0) Switch SNI LT (1) SNI LT (0) Service node S/R _R/S ONU OLT

Gambar 3.4 Arsitektur GPON [2]

Namun yang berbeda adalah ONU dan OLT pada GPON dapat melayani berbagai macam layanan, tidak hanya satu layanan yang sama. Misalnya pada UNI 1 pada ONU melayani layanan ATM, sedangkan UNI 2 melayani layanan E1. Atau SNI 1 pada OLT melayani layanan PSTN sedangkan SNI 1 melayani ATM.

Komponen pada ONU terdiri dari Line Terminating UNI (User Network Interface), multipleks/demultipleks, serta Line Terminating PON. Pada UNI LT terdapat fungsi optical to electrical converter dan electric to optic converter. Sedangkan komponen pada OLT terdiri dari PON LT, switch, serta SNI (Service Node Interface) yang juga terdapat fungsi optical to electrical converter dan electric to optic converter. Untuk ODN biasanya menggunakan pasif splitter

3.4 Fitur-fitur Pada GPON

Keunggulan pada GPON dikarenakan pada teknologi ini diterapkan fitur-fitur sebagai berikut:

3.4.1 Operasi Panjang Gelombang

Pada GPON, operasi panjang gelombang yang dialokasikan untuk transmisi arah downstream adalah 1480-1500 nm, sedangkan untuk transmisi arah upstream operasi panjang gelombang yang dialokasikan adalah 1260-1360 nm. Sebagai tambahan operasi panjang gelombang 1550-1560 nm dapat digunakan untuk teknologi distribusi video RF pada arah downstream. Panjang gelombang upstream dan downstream dibedakan agar tidak terjadi interferensi sehingga pada GPON antara sentral dan pelanggan hanya akan menggunakan satu serat saja.

3.4.2 FEC

Forward Error Control (FEC) adalah suatu teknik pada proses transmisi dimana data yang akan dikirim dikodekan sehingga error yang terjadi dapat dideteksi dan dikoreksi. Pada metode FEC, bit bit redudansi ditambahkan pada saat proses transmisi bersamaan dengan informasi. Jumlah bit bit redudansi sangatlah sedikit dibandingkan dengan informasiya. Penambahan metode FEC berdampak pada bertambahnya link budget sebesar 3-4 dB. Oleh karenanya,bit rate yang lebih tinggi dan jarak yang makin jauh antara OLT dan ONU bukanlah menjadi permasalahan. Berikut ini adalah contoh suatu FEC encoder dan decoder yang diterapkan pada GPON.

Gambar 3.6 FEC pada GPON [2]

Pada sistem FEC pada GPON diatas, encoder akan menyisipkan 16 bit redudansi untuk setiap blok bit informasi yang berjumlah 239 bit. Bit redudansi disisipkan pada akhir blok sehingga total bit pada tiap blok yang dikirim berjumlah 255 bit.

Pada decoder, tiap satu blok bit yang diterima akan dilakukan pendeteksian error beserta lokasi bit yang error. Setelah error dideteksi maka error tersebut akan dikoreksi sesuai informasi awalnya. Jumlah error yang dapat dideteksi dan dikoreksi pada sistem diatas hanya berjumlah 8 bit.

3.4.3 T-CONT

T-CONT adalah sebuah fitur pada GPON yang berfungsi sebagai pengatur alokasi bandwidth upstream pada GPON. T-CONT biasanya digunakan untuk meningkatkan penggunaan bandwidth upstream pada GPON. Terdapat 5 tipe T-CONT yang bisa dialokasikan untuk user :

1. T-CONT tipe 1 : menjamin alokasi bandwidth yang pasti stabil untuk aplikasi yang sensitive terhadap delay, contoh aplikasinya adalah layanan VOIP. 2. T-CONT tipe 2 : menjamin alokasi bandwidth yang stabil untuk aplikasi

yang tidak sensitive terhadap delay, contohnya aplikasinya adalah layanan video.

3. T-CONT tipe 3 : gabungan dari bandwidth minimal yang terjamin pasti ditambah bandwidth yang belum terjamin, contoh aplikasinya adalah pengiriman data-data penting.

4. T-CONT tipe 4 : mengalokasikan bandwidth secara best effort, sehingga berubah-ubah secara dinamis tanpa ada bandwidth yang pasti, contohnya adalah layanan internet.

5. T-CONT tipe 5 : gabungan semua servis sebelumnya.

3.4.4 Dynamic Bandwidth Allocation

Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) adalah metode yang memungkinkan adaptasi alokasi bandwidth pada user berdasarkan kebutuhan traffic. DBA dikontrol oleh OLT, yang mengalokasikan volume bandwidth kepada ONU. Metode ini hanya berfungsi pada transmisi upstream. Proses yang terjadi adalah blok DBA pada OLT mengumpulkan informasi secara terus

menerus dan mengirim hasil algoritma berbentuk bandwidth map kepada ONU. Berdasarkan bandwidth map tersebut, setiap ONU mengirimkan data upstream pada masing-masing time slot yang telah disediakan. Terdapat dua mode DBA yaitu :

1. SR (Status-Reporting)-DBA

Berdasarkan algoritma sebelumnya, OLT mengirimkan bandwidth map dalam header frame data downstream. Berdasarkan informasi alokasi bandwidth, ONU mengirimkan status report dari data yang sedang menunggu dalam T-CONT dalam time slot yang sudah disediakan. OLT menerima status report dari ONU, lalu mempebaharui bandwidth map melalui algoritma DBA dan mengirimkan bandwidth map yang baru ke dalam frame selanjutnya. ONU kemudian menerima bandwidth map terbaru dari OLT dan mengirim data ke time slot yang sudah disiapkan.

2. NSR (Non Status Reporting)-DBA

NSR adalah skema algoritma yang memprediksi alokasi bandwidth setiap ONU berdasarkan trafik dari ONU. Langkah pertama adalah memantau jumlah sel yang diterima oleh OLT sesuai dengan interval yang telah ditetapkan. Hasil yang diperoleh kemudian dihitung laju utilisasinya. Setelah itu, analisa kemacetan data dengan membandingkan laju utilisasi dengan batas yang telah ditetapkan.

3.4.5 Keamanan

Fungsi dasar GPON adalah menyebarkan data downstream kepada semua ONU dimana setiap ONU telah menetapkan kapan data tersebut sampai. Oleh karena itu, beberapa user dengan maksud yang jahat dapat memprogram ulang

ONU masing-masing, dan dapat menangkap seluruh data downstream milik ONU yang terhubung pada OLT. Pada bagian upstream, GPON menggunakan koneksi point-topoint yang membuat seluruh trafik menjadi aman dari penyadapan. Oleh karena itu, untuk setiap informasi upstream seperti security key dapat dengan tenang dikirim dalam bentuk teks yang jelas.

Berdasarkan hal tersebut, rekomendasi GPON yakni G.984.3, menetapkan penggunaan dari mekanisme keamanan informasi untuk memastikan pengguna-pengguna diijinkan untuk dapat mengakses hanya yang termasuk dalam data mereka. Algoritma enkripsi yang digunakan adalah Advanced Encryption Standard (AES) yang hanya menerima 128, 192, dan 256 byte kunci yang membuat enkripsi menjadi sangat kompleks. Sebuah kunci dapat berubah secara periodik tanpa perlu mengganggu jalannya informasi untuk meningkatkan keamanan.

3.4.6 Proteksi

Arsitektur proteksi dari GPON dipertimbangkan untuk meningkatkan kehandalan jaringan akses. Namun, proteksi dipertimbangkan sebagai mekanisme pilihan karena implementasinya tergantung pada realita sistem ekonomi. Terdapat dua tipe proteksi switching yakni Automatic Switching dan Forced Switching. Automatic Switching berjalan berdasarkan deteksi kesalahan, contohnya seperti sinyal dan frame yang hilang, serta degradasi sinyal, dan lain-lain. Sedangkan Forced Switching berjalan berdasarkan administrative events, seperti fiber rerouting, fiber replacement, dan lain-lain.

3.5 Transmisi Data Pada GPON

GPON menggunakan GPON Encapsulation Method (GEM) sebagai metode yang mengenkapsulasi data melalui GPON. Meskipun setiap tipe data dapat dienkapsulasi, pada kenyataannya hal tersebut bergantung pada layanan yang diminta. GEM melakukan komunikasi connection-oriented.

3.5.1 Downstream GPON

Trafik downstream dikirimkan dari OLT ke semua ONU dengan cara Time Division Multiplexing (TDM). Setiap ONU hanya akan mengambil frame yang ditujukan untuknya yang telah dienkripsi. Frame downstream mengandung physical control block downstream (PCBd), partisi ATM, dan partisi GEM. Frame downstream menyediakan referensi waktu yang sama untuk PON dan menyediakan control signaling yang sama untuk upstream. [4]

PCBd n Payload n PCBd n + 1 Payload n + 1 PCBd n + 2

“Pure” ATM cells section

TDM & data fragment over GEM section

Tn frame = 125 µs

N = 53 bytes

Gambar 3.7 Struktur Frame Downlink [2]

Gambar di atas menunjukkan bagaimana struktur frame pada downstream GPON. Frame untuk downstream data rate sebesar 125 us. Panjang PCBd

bergantung pada jumlah alokasi struktur per frame. Jika tidak ada data yang dikirim, frame downstream digunakan untuk sinkronisasi waktu.

3.5.2 Upstream GPON

Trafik upstream menggunakan Time Division Multiple Access (TDMA) dibawah kendali OLT yang menugaskan slot variable time length setiap ONU untuk mensinkronisasikan transmisi data burst.

Frame upstream mengandung banyak transmission burst. Setiap upstream burst setidaknya mengandung Physical Layer Overhead Upstream (PLOu). Selain payload, frame uplink juga dapat mengandung PLOAMu (Physical Layer Operations, Administration and Management upstream), PLSu (Power Leveling Sequence upstream) and DBRu (Dynamic Bandwidth Report upstream). [4]

PLOu PLOAMu PLSu DBRu

X Payload X DBRu Y Payload Y PLOu DBRu Z

Upstream Frame

ONT A

ONT B

Payload Z

Gambar 3.8 Struktur Frame Uplink [2]

Gambar di atas adalah struktur dari frame upstream. Panjang framenya sama seperti frame downstream. Setiap frame mengandung nomor transmisi dari satu atau lebih ONU. Selama periode alokasi, ONU dapat mengirim satu sampai empat tipe PON overhead dan data pelanggan.

3.6 Infrastruktur VLAN pada GPON

Suatu model jaringan yang tidak terbatas pada lokasi fisik seperti LAN disebut dengan VLAN. Dengan adanya VLAN, suatu network dapat dikonfigurasi secara virtual. VLAN yang merupakan hasil konfigurasi switch menyebabkan setiap port switch diterapkan menjadi milik suatu VLAN. Dikarenakan berada dalam satu segment, port-port yang berada di dalam suatu VLAN dapat saling berkomunikasi langsung. Sedangkan port-port yang berada di luar VLAN tersebut atau berada dalam naungan VLAN lain, tidak dapat saling berkomunikasi langsung karena VLAN tidak meneruskan broadcast. [4]

VLAN yang memiliki kemampuan untuk memberikan keuntungan tambahan dalam hal keamanan jaringan tidak menyediakan pembagian / penggunaan media / data dalam suatu jaringan secara keseluruhan. Switch pada jaringan menciptakan batas-batas yang hanya dapat digunakan oleh computer yang termasuk VLAN tersebut. Hal ini mengakibatkan administrator dapat dengan mudah mensegmentasi pengguna, terutama dalam penggunaan media / data yang bersifat rahasia kepada seluruh pengguna jaringan yang tergabung secara fisik.

Salah satu kelebihan yang diberikan oleh penggunaan VLAN adalah control administrasi secara terpusat, artinya aplikasi dari manajemen VLAN dapat dikonfigurasikan, diatur dan diawasi secara terpusat, pengendalian broadcast jaringan, rencana perpindahan, penambahan, perubahan, dan pengaturan akses khusus ke dalam jaringan serta mendapatkan media / data yang memiliki fungsi yang penting dalam perencanaan dan administrasi di dalam grup tersebut semuanya dapat dilakukan secara terpusat.

Dengan adanya pengontrolan manajemen secara terpusat maka administrator jaringan juga dapat mengelompokkan grup-grup VLAN secara spesifik berdasarkan pengguna dan port dari switch yang digunakan, mengatur tingkat keamanan, mengambil dan menyebar data melewati jalur yang ada, mengkonfigurasi komunikasi yang melewati switch, dan memonitor lalu lintas data serta penggunaan bandwidth dari VLAN dalam jaringan.

LAN yang menggunakan hub dan repeater untuk menghubungkan peralatan komputer satu dengan lain yang bekerja pada lapisan physical memiliki kelemahan, peralatan ini hanya meneruskan sinyal tanpa memiliki pengetahuan mengenai alamat-alamat yang dituju. Peralatan ini juga hanya memiliki satu collision domain sehingga bila salah satu port sibuk maka port-port yang lain harus menunggu. Walaupun peralatan dihubungkan ke port-port yang berlainan dari hub.

Berbeda dari hub yang digunakan pada jaringan LAN, switch yang bekerja pada lapisan datalink memiliki keunggulan dimana setiap port didalam switch memiliki collision domain sendri-sendiri. Oleh sebab itu switch sering disebut multiport bridge. Switch mempunyai tabel penerjemah pusat yang memiliki daftar penerjemah untuk semua port. Switch menciptakan jalur yang aman dari port pengirim dan port penerima sehingga jika dua host sedang berkomunikasi lewat jalur tersebut, mereka tidak mengganggu segmen lainnya. Jadi jika satu port sibuk, port-port lainnya tetap dapat berfungsi.