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
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.
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:
BAB 2
DASAR TEORI
2.1
JARLOKAFJarlokaf 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
SISTEM UMUM SISTEM TRANSMISI
DLC OAN PDH SDH
JARLOKAF
AON PON
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)
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.
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.
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.
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)
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 (%).
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
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)
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:
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
- 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
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:
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
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.
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.
