PERANCANGAN JARINGAN FIBER TO THE HOME (FTTH) DENGAN TEKNOLOGI GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK (GPON) DI WILAYAH
PERMATA BUAH BATU II, BANDUNG
FIBER TO THE HOME (FTTH) NETWORK DESIGN USING GIGABIT PASSIVE OPTICAL NETWORK (GPON) TECHNOLOGY IN REGION PERMATA
BUAH BATU II, BANDUNG
Diati Levi Putri 1
1Prodi S1 Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom
1diatilevip@students.telkomuniversity.ac.id
Abstrak
Perkembangan teknologi informasi mengakibatkan permintaan pelanggan terhadap teknologi telekomunikasi pun meningkat, khususnya permintaan pada triple play maka dari itu lahirlah FTTH (Fiber To The Home) yang merupakan salah satu contoh pengaplikasian kabel serat optik sebagai medianya dimana kabel serat optik sedang marak-maraknya dikembangkan karena bekerja dengan bandwidth yang lebar dan kecepatan yang tinggi dibandingkan media transmisi lainnya. Pengaplikasian FTTH ditugas ini mengambil di daerah PBB II yang terletak dikawasan Kali ini, Terusan Buah Batu, Bandung Selatan. Jaringan FTTH dirancang menggunakan teknologi GPON dengan passive splitter 1:4 di sisi ODC (Optical Distribution Cabinet ) dan splitter 1:8 di sisi ODP (Optical Distribution Point) sehingga maksimal percabangan adalah 1:32. Analisa hasil dilakukan dengan metode power link budget dan rise time budget melalui parameter daya terima, bit error rate (BER), faktor kualitas, dan batasan dispersi untuk mengetahui apakah link yang dirancang dalam kondisi baik dan sesuai dengan standard yang ditetapkan.
Kata kunci : FTTH, GPON, power link budget, rise time budget.
Abstract
Developments in information technology resulted in customer demand for telecommunications technology has increased, in particular demand on triple play and therefore born FTTH (Fiber To The Home), which is one example of the application of fiber optic cable as the transmission medium which fiber optic cables emerging-proliferation developed because it works with a wide bandwidth and high speed compared to other transmission media. Now, the design will be done in Permata Buah Batu II Regency, Bandung.
FTTH network is designed using GPON standard technology with 1: 4 passive splitter at ODC (Optical Distribution Cabinet) and 1: 8 passive splitter at ODP (Optical Distribution Point), so the maximum branching is 1:32. The analysis are made by link power budget and rise time budget methods. The key parameters are received power, bit error rate (BER), quality factor, and dispersion to know whether the network designed in a good condition according to the standards set.
Key words: FTTH, GPON, power link budget, rise time budget.
1. Pendahuluan
Seiring dengan perkembangan era globalisasi meningkat pula perkembangan akan kebutuhan teknologi informasi. Dimana permintaan akan teknologi informasi dengan bandwidth lebar dan dengan kecepatan tinggi maka dari itu lahirlah fiber optic yang merupakan media transmisi yang bekerja dengan kecepatan yang tinggi dan bandwidth yang lebar. Serta keinginan pelanggan akan layanan triple play pun meningkat.
Dimana kebutuhan akan suara, data, video dapat di akses secara bersamaan yang terdahulu nya setiap komponen telekomunikasi memiliki platform yang berbeda.
Sudah banyak teknologi yang menggunakan media transmisinya serat optik, diantaranya lahirlah FTTH yang merupakan pengaplikasian dari penggunaan serat optik. Dimana penggunaannya sampai kerumah pelanggan maka setiap pelanggan dapat mengakses dengan cepat.
Pada paper ini akan dibahas tentang perancangan jaringan akses FTTH di wilayah Permata Buah Batu II, Bandung. Perancangan yang dilakukan disesuaikan dengan jumlah demand dan jenis layanan yang diminta oleh pelanggan. Dalam perancangan pada penelitian ini disesuaikan dengan standar yang diterapkan oleh PT Telkom Indonesia dan kabel serat optik disesuaikan dengan standar ITU-T G.652a dan G.657 untuk trafik downlink dari Optical Line Terminal (OLT) sampai ke Optical Network Termination (ONT). Analisis kelayakan hasil perancangan dilakukan melalui metode power link budget dan rise time budget. Parameter yang dilihat adalah jumlah bit yang error, nilai faktor kualitas, dan daya yang diterima di sisi pelanggan.
2. Dasar Teori
2.1 FTTH (Fiber To The Home)
FTTH merupakan sepenuhnya jaringan optik dari provider ke pemakai. Multiplex dari sinyal optik dibawa ke splitter dalam sebuah grup yang hampir mendekati pemakai. Terdapat splitter optik dengan perbandingan yang berbedabeda, tetapi umumnya menggunakan ratio 1:16. Artinya sinyal multiplex dibagi ke 16 rumah yang berbeda-beda. Sejak sinyal optik dikonversikan ke sinyal elektrik pada pemakai, Optical Network Unit (ONU) harus diinstalasi pada akhir jaringan. Karena ONU mahal, disarankan bahwa sebuah ONU dibagikan ke beberapa pemakai. ONU ekivalen dengan interface jaringan optik. Perkembangan ini berasal dari loop laser, solusi untuk menyalurkan video, dan topologi jaringan passive.
Bentuk baru dari pelayanan ini membutuhkan high speed access dan broad bandwidth, yang merupakan perangkat untuk kriteria jaringan yang baru. Perkembangan ini membuat FTTH lebih menarik, yang mana FTTH diketahui mampu mentransmisikan bandwidth tinggi dengan rugirugi yang kecil. Daerah yang sudah menggunakan jaringan FTTH juga dapat menggunakan layanan triple play, yaitu layanan akses internet cepat, suara dan video dalam satu infrastruktur pada unit pelanggan. [1]
Gambar 1 Tipe Jaringan FTTH
2.2 GPON (Gigabit Passive Optical Network)
GPON merupakan salah satu teknologi yang dikembangkan oleh ITU-T via G.984 dan hingga kini bersaing dengan GEPON (Gigabit Ethernet PON), yaitu PON versi IEEE yang berbasiskan teknologi Ethernet.
GPON mempunyai dominansi pasar yang lebih tinggi dan roll out lebih cepat dibanding penetrasi GEPON. Standar G.984 mendukung bit rate yang lebih tinggi, perbaikan keamanan, dan pilihan protokol layer 2 (ATM, GEM, atau Ethernet). Baik GPON ataupun GEPON, menggunakan serat optik sebagai medium 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 media 1 core kabel optik disisi subscriber atau pelanggan.
Ciri khas dari teknologi ini dibanding teknologi optik lainnya semacam SDH adalah teknik distribusi trafik dilakukan secara pasif. Dari sentral hingga ke arah subscriber akan didistribusikan menggunakan passive 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 broadcast kearah downstream dengan data rate sebesar 2,5 Gbps. Model paketisasi data menggunakan GEM (GPON Encapsulation Methode) atau ATM cell untuk membawa layanan TDM dan packet based. GPON jadi memiliki efisiensi bandwidth yang lebih baik dari BPON (70 %), yaitu 93 %.
Tabel 1 Standar Teknologi GPON 3. Metode Perancangan
Perancangan jaringan FTTH berbasis teknologi GPON dilakukan pada perumahan Permata Buah Batu II, Bandung, Jawa Barat. Berdasarkan metode perancangan jaringan FTTH maka harus mengikuti standard operasional yang ditetapkan oleh ITU-T dan PT Telkom Indonesia karena penulis menggunakan skema yang sama dengan skema yang digunakan oleh PT Telkom Indonesia.
3.1 Diagram Alir Perancangan
Penulis melakukan perancangan sesuai dengan prosedur (SOP) yang berlaku. Alur perancangan jaringan FTTH digambarkan melalui diagram alir pada Gambar 3 berikut.
Gambar 2 Diagram Alir Perancangan
3.2 Penentuan Daerah
Perumahan Buah Batu (PBB) II terletak di Jalan Ciganitri 1 merupakan proyek perumahan yang dibawahi oleh PT Marga Tirta Kencana. Perumahan ini memiliki prospek yang bagus karena letaknya yang strategis dekat dengan tol Buah Batu, memiliki akses langsung ke jalan raya utama, dan dekat dengan kompleks kampus Telkom University. Dengan besarnya prospek tersebut diharapkan pemasangan jaringan FTTH ke perumahan PBB II dapat meningkatkan nilai jual terhadap layanan yang disediakan oleh pengembang. PBB II terdiri atas 113 rumah, 16 rumah toko. Luas total wilayah perumahan adalah 21.523 km2 sesuai dengan site pada Gambar 3.
Gambar 3 Layout Permata Buah Batu II [2]
3.3 Perancangan FTTH dengan GPON
Perancangan FTTH dengan GPON merupakan tahapan setelah penentuan daerah, dimana diawali dengan perancangan jaringan serat optik untuk membangun jalur FTTH mulai dari sentral ke pelanggan.
Perancangan dilakukan untuk menghemat penggunaan biaya baik biaya instalasi maupun biaya perangkat dalam pengimplementasian jaringan FTTH. Hal yang dilakukan pertama kali yaitu survey lokasi tempat yang akan dilakukan penggelaran kabel serat optik, serta untuk mengetahui kondisi lingkungan, topografi, dan keberadaan perangkat-perangkat eksisting. Pertimbangan terbesar adalah dari segi efisiensi kabel fiber optik yang akan digunakan, semakin minim panjang kabel yang digunakan maka perancangan yang dilakukan semakin baik. Oleh karena itu, dicari letak STO (Sentral Telepon Otomat) terdekat dengan lokasi perumahan. Perumahan PBB II masuk dalam cakupan STO Cijaura yang berlokasi di Jl. Ciwastra No. 245, Buah Batu, Bandung, Jawa Barat. Dari STO, ditarik kabel feeder menuju ke ODC, selanjutnya diukur jarak antara ODC dengan ODP terdekat ke rumah pelanggan untuk mengestimasi panjang kabel distribusi yang dibutuhkan.
Perhitungan kapasitas perangkat ODC dan ODP dihitung berdasarkan jumlah rumah/pelanggan yang ada. Setelah diketahui jumlah pelanggan atau demand dalam perumahan PBB II, selanjutnya dihitung jumlah core serat optik pada kabel distribusi yang dibutuhkan jika digunakan passive splitter 1:8 pada ODP dan jumlah core kabel feeder jika digunakan passive splitter 1:4 pada ODC. Pertimbangan lainnya adalah kabel apa yang akan digunakan sepanjang rute, apakah kabel udara atau kabel tanam (kabel tanam langsung atau duct).
4. Analisis Hasil Perancangan
Perancangan jaringan FTTH dilakukan menggunakan software optisystem 7.0 mulai dari sentral (OLT) sampai dengan ONT. Pada ODC digunakan splitter 1:4 dan pada ODP 1:8 sehingga maksimal jumlah percabangan untuk satu core feeder adalah 32 buah.
Gambar 4 Perancangan FTTH PBB II
Setelah melakukan perancangan FTTH dilakukan analisa kelayakan sistem jaringan FTTH yang akan dibangun untuk mempertimbangkan mengenai level performansi dan kelayakan jaringan FTTH. Akan dilakukan dua analisa, diantaranya PLB (Power Link Budget) dan RTB (Rise Time Budget).
4.1 PLB (Power Link Budget)
PLB merupakan salah satu teknik analisa dengan membandingkan nilai redaman setiap perangkat yang ada pada jaringan FTTH diantaranya: redaman konektor, redaman penyambungan, redaman kabel, dan margin sistem. Suatu link dikatakan jika daya yang diterima di receiver lebih besar dibandingkan daya sensitivitas perangkat receiver nya. Jika telah diketahui sensitivitas receiver dan besarnya redaman sepanjang link kabel optik, maka dapat dicari besar daya transmit PTX yang diperlukan. Perhitungan total redaman digunakan untuk arah downstream.
𝛼𝑇𝑜𝑡= 𝐿. 𝛼𝑠𝑒𝑟𝑎𝑡+ 𝑁𝑐. 𝛼𝑐+ 𝑁𝑠. 𝛼𝑠+ 𝛼𝑠𝑝𝑙𝑖𝑡𝑡𝑒𝑟
𝛼𝑇𝑜𝑡= 𝐿. 𝛼𝐺.652𝑑+ 𝐿. 𝛼𝐺.657+ 𝑁𝑠. 𝛼𝑠+ 𝛼𝑠𝑝𝑙𝑖𝑡𝑡𝑒𝑟 1:4+ 𝛼𝑠𝑝𝑙𝑖𝑡𝑡𝑒𝑟 1:8
𝛼𝑇𝑜𝑡= (6,053.0,35) + (0,02932.0,35) + ((7.0,5) + 0,25) + ((7.0,1 + 0,2) + 7.25 + 10.5 𝛼𝑇𝑜𝑡= 24,529 𝑑𝐵
Nilai PRX yang diperoleh adalah:
PRX = PTX - 𝛼𝑇𝑜𝑡 PRX = 2 – 24,529 PRX = -22,529 dBm
Berdasarkan perhitungan PLB yang didapat redaman yang diperoleh sebesar 24,529 dB, nilai ini berada dibawah nilai redaman maksimal yang diperbolehkan oleh ITU-T dan PT Telkom Indonesia yang bernilai 28 dB, sehingga link ini dikatakan memenuhi syarat total redaman. Selanjutnya digunakan daya transmit
sebesar 2 dB maka diperoleh daya terima sebesar -22,529 dBm. Nilai daya terima tersebut dalam batas yang diperbolehkan karena nilai redaman minimum adalah sebesar -29 dBm. Sehingga untuk perancangan FTTH berdasar PLB maka jalur yang sudah dirancang dapat dikategorikan dikatakan layak.
Gambar 5 Daya OPM pada Optisystem
4.2 RTB (Rise Time Budget)
RTB merupakan suatu metode analisis dimana dengan memperhitungkan batasan dispersi suatu link sistem komunikasi serat optik. Diinginkan agar informasi yang dikirimkan dari transmitter dapat dibaca dan diterima dengan baik oleh receiver. Tujuan metode ini adalah untuk menganalisa apakah hasil perancangan memiliki kinerja yang baik dan mampu memenuhi kapasitas kanal yang diinginkan. Untuk pengkodean NRZ (Non Return to Zero) batas degradasi waktu total adalah 70% dari satu periode bit. Perhitungan rise time budget untuk downstream dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.
𝑡𝑟= 0,7
𝐵𝑟 = 0,7
2,488 𝑋 109= 0,2813505 𝑛𝑠 𝑡𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑚𝑜𝑑𝑎𝑙 = 0 (𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑆𝑀𝐹)
𝑡𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙= ∆𝜎. 𝐿. 𝐷𝑚= 1𝑛𝑚. 6,09732𝑘𝑚. 3,5𝑝𝑠 𝑛𝑠. 𝑘𝑚
⁄ = 0,02134062 𝑛𝑠
𝑡𝑠𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚= √(0,15𝑛𝑠)2+ (0,02134062𝑛𝑠)2+ 02+ (0,2𝑛𝑠)2 𝑡𝑠𝑦𝑠𝑡𝑒𝑚= 0,06296 𝑛𝑠
Dengan menggunakan metode rise time budget, diperoleh nilai tr lebih besar dari pada tsym sehingga perancangan dianggap baik.
4.3 BER (Bit Error Rate)
BER merupakan suatu nilai perbandingan antara data informasi yang dikirimkan dengan berapa banyak data yang diterima atau menghitung kemungkinan nilai error dari suatu data yang dikirimkan dengan data yang diterima oleh receiver.
Gambar 6 Nilai BER pada Optisystem
Dimana nilai BER maksimal yang diperbolehkan berada pada 10-9 yang berarti dari 109 a atau 1000000000 data yang dikirimkan hanya ada 1 bit yang error.
4.4 Faktor Kualitas
Faktor kualitas merupakan salah satu syarat dari penggunaan simulasi optisystem dikatakan baik jika nilai Q-Factor atau faktor kualitasnya lebih dari enam (>= 6). Pada Gambar 7 ditunjukkan bahwa nilai Q- Factor nya 34,6764 yang berarti nilai nya lebih dari enam. Maka suatu simulasi atau perancangan dikatakan baik atau layak.
Gambar 7 Faktor Kualitas
5. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari perancangan FTTH yaitu:
1. Menggunakan teknologi GPON dalam perancangan FTTH
2. Daya yang didapat dari hasil perhitungan PLB yaitu -22,529 dBm lebih besar dibandingkan dengan nilai sensitivitasnya (-29 dBm) berarti suatu sistem dikatakan layak
3. Nilai BER yang dihasilkan dari perancangan dengan optisystem yaitu 8,77867 X 10-264 yang berarti dari 10264 data yang dikirimkan hanya terdapat 8,77867 data yang error maka simulasi dikatakan baik 4. Nilai Q-Factor yang dihasilkan pada BER Analyzer yaitu 34,6764 yang nilai nya lebih dari 6 maka
simulasi dikatan baik dan layak.
Daftar Pustaka
[1] Sabika, Aghnia Fatyah. 2014. Tugas Akhir ANALISIS PENGUJIAN IMPLEMENTASI PERANGKAT FIBER TO THE HOME (FTTH) DENGAN OPTISYSTEM PADA LINK STO AHMAD YANI KE APARTEMEN GATEWAY. Bandung : Teknik Telekomunikasi Universitas Telkom
[2] Velessitas Mega. 2015. Tugas Akhir PERANCANGAN JARINGAN AKSES FIBER TO THE HOME (FTTH) DENGAN TEKNOLOGI GIGABYTE PASSIVE OPTICAL NETWORK(GPON) DI WILAYAH PERMATA BUAH BATU I DAN II. Bandung : Teknik Telekomunikasi Universitas Telkom.
