PERANCANGAN JARINGAN FTTH DENGAN TEKNOLOGI
GPON DI KECAMATAN NGAGLIK
Tito Yuwono*1, Farah Amirah Hutami2
1,2Teknik Elektro, Universitas Islam Indonesia
Kontak Person : Tito Yuwono, Farah Amirah
e-mail : tito@uii.ac.id*1, farahamirahhutami@gmail.com2
Abstrak
Optik merupakan media telekomunikasi yang sangat handal untuk komunikasi kecepatan tinggi. Hal ini selaras dengan kebutuhan manusia terhadap akses data/internet dengan kecepatan tinggi untuk berbagai macam layanan seperti video conference, game online, dan TV Kabel. Pada penelitian ini akan dibahas perencanaan jaringan optic FTTH di Kecamatan Ngaglik, Kabupaten Sleman, Propinsi DIY. Pelanggan yang dipilih adalah kantor desa, sekolah, dan rumah penduduk. Asumsi awal adalah 60 pengguna. Alur perancangan meliputi pengambilan data geografis Kecamatan Ngaglik serta identifikasi layanan data. Hasil penelitian ini memenuhi persayarat desain jaringanoptikyaitu redaman maksimum sebesar 22,32 dB, dan rise time maksimum 0,289 ns.
Kata Kunci: Perancangan, Jaringan Optik, FTTH, Ngaglik
1. Pendahuluan
Perkembangan teknologi telekomunikasi sangat pesat baik telekomunikasi berbasis kabel maupun nirkabel. Perkembangan teknologi ini sangat didorong oleh permintaan layanan dari pengguna yang sangat variasi, terutama kebutuhan komunikasi data, terutama untuk akses internet, video conference, serta aplikasi lainnya. Pada komunikasi nirkabel didukung sampai generasi keempat bahkan generasi kelima sedang dalam penelitian. Sedangkan pada komunikasi berbasis kabel, terjadi perubahan dari tembaga digantikan kabel optik.
Kabel optic dipilih karena beberapa hal, diantaranya mampu mendukung laju data yang sangat tinggi, tidak rusak karena karat, dimensi kecil, lebih murah, ringan dan tidak ada interferensi elektromagnetik. Seperti yang diketahuifiber opticadalah saluran transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Kabel ini biasanya menggunakan cahaya yang bersumber dari laser atau LED, dan memiliki ukuran diameter kurang lebih 120 mm. Teknologi ini banyak dipilih karena merupakan media pentransfer data paling efektif, memiliki tingkat loss data dan gangguan yang rendah, dan bandwidth yang tinggi. Fiber optic kini juga sudah mulai digunakan di Indonesia salah satunya di Yogyakarta dan salah satu perusahaan yang telah menggunakan teknologi fiber optik adalah Telkom Indonesia yang bernamaIndihomeFiber. Penelitian ini akan membahas tentang perancangan jaringan Fiber To The Home (FTTH)beserta infrastruktur yang digunakan dan menganalisis performansi jaringan dariOptical Line Terminal (OLT) hingga ke pelanggan di Kecamatan Ngaglik, Yogyakarta, yang meliputi nilai link power budget, rise time bugdet, power transmit, power received dan jumlah traffic yang dibutuhkan. Pada penelitian ini, difokuskan untuk membangun jaringan FTTH untuk kantor desa, sekolah dan rumah penduduk. Untuk membangun jaringanFTTHyang baru yaitu pada satuODPharus terisi 8 – 10 pelanggan dengan jarak ODP ke pelanggan yaitu lebih kurang 100 meter. Kecamatan Ngaglik merupakan daerah yang berpotensi dipasangnya jaringanFTTHkarena di Kecamatan Ngaglik memiliki Kantor Desa yang belum dipasangfiber opticdan banyaknya kos-kosan yang membutuhkan layanan yang handal untuk mengakses data yang memiliki tingkat loss data dan gangguan yang rendah. Setelah mengambil data dan mendapat nilai parameternya maka akan dihitung nilailink power budget, rise time, power transmit, power receivesesuai dengan standar.
dapat mengirim berbagai macam panjang paket data secara efisien pada data rate gigabit per detik. GPON muncul pada tahun 2001 dengan standar G.984.1 oleh ITU-T. Salah satu dampak penetrasi komersial GPON yang tersebar adalah adanya perbedaanpathlossyang sangat signifikan antarOptical Network Unit(ONU)[1]. Perancangan jaringan optik dengan margin biaya yang rendah terus menerus diteliti. Tujuannya adalah menurunkan biaya awal, meningkatkan kapasitas, serta memperpanjang masa hidup (life time) penggunaan teknologi optik [2]. Perancangan optik berdasarkan geomtrik menggunakan metodologi heuristic telah dilakukan oleh[3]. Pada penelitian ini dikaji minimasi penggunaan daya serta interferensi dalam komunikasi optik[3]. Latensi rendah sangat penting bagi jaringan seluler untuk mendukung aplikasi saat ini, seperti Jaringan optik merupakan solusi yang menjanjikan untuk jaringan mobile backhaul berkat kapasitasnya yang tinggi dan konsumsi energi yang rendah [4].
GPON bekerja dengan prinsip Isyarat dari OLT dipecah melalui splitter, sehingga hal ini sangat bermanfaat untuk isyarat ke berbagaiOptical Network Terminal(ONT) dari sebuah serat optic tunggal. ONT akan memberikan data yang diinginkan oleh pengguna [5].
Dalam perancangan jaringan FTTH di Kecamatan Ngaglik perangkat yang digunakan adalah OLT, ODC, ODP ONU, kabelfiber optic,splitter1:4 dansplitter1:8.
a. OLT(Optical Line Terminal)
OLT merupakan perangkat pusat dari jaringan yang terdapat padacentral office. OLT merupakan perangkat aktif yang berfungsi untuk mengubah sinyal eletrik menjadi sinyal optik. OLT memiliki jarak maksimum yaitu 17 Km. Satu buah OLT memilihi 8 port, yang masing-masing port tersebut dapat terhubung ke 32 pelanggan, dimana satuporttersebut memiliki kapasitasbandwidthsebesat 1 GB.
b. ODC(Optical Distribution Cabinet)
ODC merupakan suatu perangkat yang berfungsi sebagai titik distribusi kabel feeder yang memiliki kapasitas besar menjadi beberapa kabel yang kapasitas lebih kecil yang disebut kabel distribusi. Pada penelitian ini digunakan pasifsplitter1:4.
c. ODP(Optical Distribution Point)
ODP merupakan suatu perangkat pasif yang berfungsi sebagai titik terminasi ujung kabel distriusi dan titik awal kabeldropyang terhubung ke pelanggan. Pada penelitian ini menggunakan pasifsplitter 1:8.
d. ONU(Optical Network Unit)
ONU merupakan sebuah perangkat aktif yang terletak pada akhir jaringan yaitu pada sisi pelanggan. ONU dapat mengubah sinyal optik menjadi sinyal elektrik yang diperlukan untuk menampilkan informasi yang dibawa dan memiliki keluaran yang berupa layanan telepom, data dan video.
e. KabelFiber Optic
Kabelfiber opticterdiri dari kabelfeeder,kabeldistributiondan kabeldrop.Beberapa persamaan matematik yang terkait dengan perancangan jaringan optik FTTH adalah menghitung nilai redaman, menghitung nilai power received, dan menghitung rise time. Model matematik ini ditunjukkan oleh Persamaan 1 sampai dengan Persamaan 5.
Perhitunganlink power budgetmenggunakan rumus persamaan 1 yaitu[6]:
= . + . + . + (1)
Dari nilailossyang didapatkan, maka dapat dihitung nilai daya yang diterima pada tiap-tiap ONU dengan menggunkana persamaan sebagai berikut[6]:
Pr = Pt − (2)
adalahtotal loss(dB)
L adalah panjang serat optik (dalam Kilometer) αcadalah redaman konektor (dB)
αsadalah redaman sambungan (dB) αseratadalah redaman serat optik (dB/Km) Ns adalah jumlah sambungan
Nc adalah jumlah konektor Sp adalah rendamansplitter(dB)
Rise time budgetmerupakan metode untuk menentukan batasan dispersi suatulinkserat optik. Tujuan dari perhitungan rise time budget ini adalah untuk mengetahui performa kerja suatu sistem. Maka selanjutnya menghitung nilairise timedengan menggunakan persamaan 3 dan 4 [6].
= . .L (3)
Pehitunganrise timedilakukan untuk mengetahui apakah performa kerja keseluruhan memenuhi kapasitas yang diinginkan. Dalam kaitannya dengan bit rate sistem maka rise time sistem dapat dirumuskan sebagai berikut:
< 0,7 / BR (5)
Keterangan:
ttx adalahRise timesumber optik (ns) trx adalahRise time detectoroptik (ns) tfadalahRise timeoptik (ns)
D adalah Koefisien disperse (ns/nm.km)
Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah survey lokasi dan perhitungan. Adapun alur penelitian ini ditunjukkan padaGambar 1. Penelitian dimulai dengan survey wiayah melalui google map, identifikasi jarak dan jenis trafik, pemilihan dan penentuan peralatan yang digunakan, serta evaluasi terkait dengan redaman danrise time.
Pemilihan jalur dan lokasi pemasanganfiber opticmerupakan salah satu langkah pengembangan jaringanfiber opticyang harus benar – benar dipertimbangkan untuk menentukan panjang kabel yang dibutuhkan, jumlah sambungan kabel atau splice yang akan dibutuhkan, piranti – piranti yang dibutuhkan hingga pemilihan jenis kabel serat optik serta jumlahpower transmityang dibutuhkan.
Untuk menghitung redaman diperlukan karaktersitik redaman perangkat optik hal ini seperti yang tertuang padaTabel 1yang menyajikan perangkat optik beserta nilai redamannya.
Gambar 1Diagram Alir Perancangan Jaringan FTTH di Kecamatan Ngaglik
Tabel 1Perangkat optik dan redamannya
No Perangkat Nilai
Rendaman 1 Serat Optik 0,35 dB/Km
2 Konektor 0,25 dB
3 Splitter1:16 14,10 dB 4 Splitter1:8 10,38 dB 5 Splitter1:4 7,25 dB 6 Splitter1:2 3,70 dB
7 Sambungan 0,10 dB
8 Daya keluaran sumber optik (Pt)
5 dBm
Tabel 2Nilairise timeperangkat optik Jenis Rise time BesarRise time Rise time sumber
optic
0,15 ns
Rise time detector optic
0,2 ns
Koefisiendisperse 0,01364 ns/nm.Km Lebarspectral 1 nm
3. Hasil dan Pembahasan 3.1 Konfigurasi Jaringan Optik
Gambar 2 KonfigurasiStarJaringan FTTH
Gambar 3 Konfigurasi Jaringan FTTH di Kecamatan Ngaglik
Pemetaan pada wilayah Ngaglik, Sleman, Yogyakarta dilakukan dengan menggunakanGoogle Earth.Pemetaan dimulai dariOLTyang kemudian akan terhubung kedua buahODCyaituODC1 dan ODC 2, seperti yang telah di jelaskan pada gambar jalur pemetaan jaringanGambar 3.ODC 1 akan terhubung dengan ODP Sinduharjo, ODP Minomartani, ODP Sukoharjo. Sedangkan ODC 2 akan terhubung denganODPSariharjo,ODPSardonoharjo,ODPDonoharjo.
Gambar 4Peta Jaringan FTTH di Kecamatan Ngaglik
Pada Gambar 4, masing – masing ODP akan terhubung kepada pelanggan di sekitar ODP tersebut dengan batasan maksimal yaitu ±100 meter. Pada perancangan ini, diasumsikan standar membangun jaringanfiber optic yang baru minimal pemasangan pelanggan yaitu 10 pelanggan untuk sebuahODP.Pada penelitian ini difokuskan pada pelanggan yaitu Kantor Desa dan slot yang lain akan diisi dengan rumah atau sekolah yang ada di sekitarnya.
OLT ODC
ODP
ONU
ONU
ONU ONU
ONU
ONU ONU
Dengan menggunakan Google Earthdidapatkan hasil jarak dari OLT hingga ke pelangan tiap desa seperti padaTabel 3.Tabel 3menyajikan jarak maksimum di tiap desa ke OLT.
Tabel 3Jarak maksimum tiap desa ke OLT NNo Desa Jarak maksimum (km)
Setiap layanan memiliki besarbandwitdhyang berbeda – beda, tergantung pada jenis layanan data yang dibawanya. Data pradiksi kebutuhan kapasitas kanal ini dibutuhkan agar jaringan serat optik yang akan dibangun nantinya dapat digunakan pada masa yang akan datang. Pada Tabel 4 menunjukan besarnyabandwitdhper layanan.
Tabel 4NilaiBandwidthper Layanan
No Jenis Layanan Bandwidth
1 Telepon 64 – 100 Kbps
2 Data / Access Point 2 – 3 Mbps
3 IP TV 10 – 15 Mbps
4 IP CCTV 2 – 3 Mbps
DariTabel 4maka dapat diprediksi jumlahtrafficpelanggan di Kecamatan Ngaglik, yaitu seperti padaTabel 5.
BerdasarkanTabel 5dapat diketahui bahwa totaltafficadalah 1571,7 Mbps yang artinya hanya membutuhkan 1 buah OLT.
3.2 Nilai Redaman danRise time
Tabel 6Nilai redaman maksimum dan daya yang diterima di setiap desa
Nilairise timeuntuk setiap pelanggan juga dihitung. Nilairise timemaksimum tiap desa disajikan padaTabel 7. DariTabel 7, nilairise timeterbesar adalah 0,289 ns. Sebagaimana pada Persamaan 5, nilairise timeharus lebih kecil dari 0,7/bit rate (0,7/1571,7Mbps = 44 ns).
Tabel 7Nilairise timemaksimum tiap desa No
Dari penelitian ini didapatkan beberapa kesimpulan, yaitu:
1. Jumlahtrafficyang dilayani untuk 60 pelanggan di Ngaglik, Sleman, Yogyakarta adalah sebesar 1571,7 Mbps, sehingga hanya membutuhkan 1port OLT.
2. Perhitunganpower link budget untuk tiap pelanggan masih memenuhi standar redaman dan daya yang diterima yaitu 22,32 dB dan -27,32dBm.
3. Nilairise timepada sistem memenuhi kapasitas yang diinginkan yaitu 0,289ns
Referensi
[1] R.V.D. Linden dan N.C. Tran,” Increasing flexibility and capacity in real PON deployments by using 2/4/8-PAM formats,” IEEE Journal Optical Communications and Networking, Vol. 9, No.1, pp.1-8, 2017
[2] Y. Pointuirier,” Design of low-margin optical networks,”IEEE Journal Optical Communications and Networking, Vol. 9, No 1, pp. 9-17, 2017
[3] M. Hadi, M.F. Pakravan, “Resource allocation for elastic optical networks using geometric optimization,” IEEE Journal Optical Communications and Networking, Vol. 9, No.10,pp.889 – 899,2017
[4] J. Li dan J.Chen,” Passive optical network based mobile backhaul enabling ultra-low latency for communications among base stations,”IEEE Journal Optical Communications and Networking, Vol.9, No.10, pp.855 – 863, 2017.
[5] Sumanpreet, S.Dewra,” A review on Gigabit Passive Optical Network,”International Journal ofAdvanced Research in Computer and Communication Engineering, Vol.3,No.3,2014
