Abstrak
Jaringan FTTH merupakan jaringan yang menggunakan media transmisi serat optik yang digelar dari Stasiun Telepon Otomat (STO) sampai ke pelanggan. Pada penerapannya, teknologi yang digunakan adalah GPON.
Tulisan ini membahas perancangan jaringan FTTH berbasis teknologi GPON dari STO Cinta Damai sampai ke perumahan Pesona Nabila, Jl. Sei Mencirim, Sunggal – Medan. Setelah menentukan lokasi perancangan, dilakukan identifikasi komponen dan konfigurasi jaringan, kemudian dilakukan analisis kelayakan jaringan dengan menghitung nilai link power budget dan rise time budget. Berdasarkan perhitungan link power buudget dengan jarak terjauh 5,23 km, total redaman untuk uplink adalah 24,1755 dB dan untuk downlink adalah 23,8094 dB. Nilai – nilai tersebut sesuai standar, dimana nilai maksimal total redaman adalah 28 dB. Hasil perhitungan rise time budget untuk uplink adalah 0,250 ns dan untuk downlink adalah 0,26024 ns. Nilai – nilai ini terhitung baik dilihat dari nilai maksimal yang diijinkan untuk sistem ini, yaitu sebesar 0,563 ns untuk uplink dan 0,2814 ns untuk downlink.
Kata Kunci : Jaringan FTTH, GPON, Link Power Budget, Rise Time Budget
6. Pendahuluan
Media transmisi mempengaruhi kinerja jaringan. Media transmisi tembaga tidak mampu untuk mengatasi kebutuhan trafik yang semakin meningkat disebabkan keterbatasan bandwidth kabel tembaga. Sehingga banyak operator jaringan beralih menggunakan media transmisi serat optik yang digelar dari Stasiun Telepon Otomat (STO) sampai ke pelanggan, yang dikenal dengan istilah jaringan FTTH.
Pada penerapan jaringan FTTH teknologi yang digunakan adalah teknologi GPON.
Jaringan FTTH menggunakan teknologi GPON ini memang lebih baik dibandingkan jaringan tembaga yang sebelumnya, namun dalam pentransmisian masih terdapat rugi – rugi transmisi yang juga harus diperhitungkan untuk kelayakan jaringan.
7. Tinjauan Pustaka
Media serat optik seukuran 1 mm untuk dua puluh helai serat yang terbuat dari bahan kaca murni, kemudian dibuat bergulung – gulung panjangnya sehingga menjadi sebentuk gulungan kabel[1]. Tipe serat optik G.652 adalah tipe serat yang digunakan untuk perancangan ini. Saat ini tipe dari jenis serat single-mode ini dapat digunakan pada STM-1 (155Mbps) untuk mencakup jarak lebih dari
1,28 km tanpa menggunakan repeater (pengulang/ penguat) dan pada STM 4 (622 Mbps) digunakan untuk jarak lebih dari 16 km dengan memakai fiber optic amplifier. Menurut ITU-T jarak yang dapat dicakup untuk STM 16 adalah sebesar 160 km, tetapi jarak tersebut hanya dapat dicapai dengan menggunakan fiber optic post amplifier dan pre-amplifier sedangkan untuk STM-64 jarak yang dapat dicakup adalah sebesar 40-80 km [2].
Struktur dasar serat optik seperti terlihat pada Gambar 1 terdiri dari 3 bagian [3], yaitu:
1. Bagian yang paling utama dinamakan inti (core).
2. Bagian kedua dinamakan lapisan selimut (cladding)
3. Bagian ketiga dinamakan jaket (coating)
Gambar 1 Struktur dasar serat optik
Gambar 2 Segmen – segmen pada catuan pada jaringan FTTH [4]
Pada jaringan FTTH terdapat segmen – segmen catuan seperti catuan kabel feeder, catuan kabel distribusi, catuan kabel drop dan catuan kabel indoor dan perangkat aktif seperti Optical Line Terminal (OLT) dan Optical Network Unit/ Terminal (ONU/ONT) yang terlihat pada Gambar 2.
SMF (single mode fiber) bekerja oleh light source laser diode (LD) yang berfungsi menkonversi sinyal elektrik menjadi sinyal cahaya. LD cocok digunakan untuk aplikasi jarak jauh beserta data rates yang tinggi, serta diaplikasikan pada panjang gelombang 1310 nm, 1490 nm dan 1550 nm. Pada SMF, muncul distorsi sinyal yang disebut dengan dispersi dan merupakan gejala pada serat optik yang diakibatkan oleh pelebaran pulsa (pulse spreading) dimana dapat dilihat pada Gambar 3[5].
Gambar 3 Dispersi material pada serat optik Redaman merupakan sifat yang paling penting dari sebuah serat optik. Mekanisme distorsi dalam serat memperluas sinyal optik saat pentransmisian sepanjang serat. Jika sinyal ini perjalanannya cukup jauh, akhirnya akan tumpang tindih dengan pulsa tetangga, sehingga menciptakan kesalahan di penerima output. Mekanisme distorsi sinyal membatasi kapasitas informasi pembawa dari serat [6].
Selain redaman pada transmisi serat optik ini terjadi juga dispersi. Dipersi pada akhirnya akan mengakibatkan pulsa – pulsa optik saling tumpang tindih satu dengan yang lain,
menjadi lebih lebar. Hal ini dapat mengakibatkan informasi yang dibawa oleh pulsa – pulsa cahaya ini menjadi rusak[7]. Ada beberapa jenis dispersi pada serat optik, yaitu:
1. Dispersi Intermodal 2. Dispersi Mode Polarisasi 3. Dispersi Kromatik
Dalam perancangan jaringan FTTH teknologi yang digunakan yaitu GPON.
Komponen sistem teknologi GPON dapat dibagi menjadi 5 bagian, yaitu:
1. Network Management System (NMS) NMS merupakan perangkat lunak yang berfungsi untuk mengontrol dan mengkonfigurasi perangkat GPON. NMS memiliki jalur langsung ke OLT, sehingga NMS dapat memonitoring ONT dari jarak jauh.
2. Optical Line Terminal (OLT)
OLT menyediakan interface antara sistem PON dengan penyedia layanan (service provider) data, video, dan jaringan telepon.
Bagian ini akan membuat link ke sistem operasi penyedia layanan melalui Network Management System (NMS).
3. Optical Distribution Network (ODN) ODN (Optical Distribution Network) adalah jaringan optik antara perangkat OLT sampai perangkat ONT. ODN menyediakan sarana transmisi optik dari OLT terhadap pengguna dan sebaliknya. Transmisi ini menggunakan komponen optik pasif.
Perangkat interior pada ODN terdiri dari konektor dan s plitter
4. Optical Distribution Point (ODP)
Instalasi atau terminasi yang bagus dari
serat adalah persyaratan utama untuk menjamin
kemampuan transmisi pada kabel serat optik.
dilakukan dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Diagram alur penelitian
Lokasi yang dipilih dalam penelitian ini adalah perumahan Pesona Nabila Sunggal Jl.
Sei Mencirim Medan. Melihat lokasi ini maka STO yang dominan digunakan adalah STO Cinta Damai. Pemilihan STO ini dikarenakan STO Cinta Damai ini merupakan STO yang terdekat jaraknya ke perumahan Pesona Nabila.
Hal ini sesuai dengan standarisasi yang ditentukan oleh ITU-T G.984 dimana jarak terjauh transmisi harus kurang dari 20 km.
Berdasarkan denah di perumahan Pesona Nabila Jl. Sei mencirim, Sunggal – Medan, jumlah pelanggan maksimal yang mungkin di perumahan Pesona Nabila adalah 192.
Gambar 5 Konfigurasi GPON
Berdasarkan konfigurasi jaringan pada Gambar 5 daftar komponen yang dibutuhkan dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Daftar komponen yang dibutuhkan
No Nama Komponen Jumlah1 OLT 1 unit
2 ODC 1 unit
3 ODP 12 unit
4 ONT 192 unit
5 Splitter 1:4 6 unit
6 Splitter 1:8 24 unit
7 konektor 8 unit
Pada konfigurasi GPON ada 3 bagian utama yang perlu diperhatikan dalam perancangan FTTH berbasis teknologi GPON, yaitu:
2. OLT (Optical Line Terminal)
Tabel 2 memperlihatkan spesifikasi OLT.
Tabel 2 Spesifikasi optical line termination Parameter Spesifikasi Unit Optical Transmit Power 3,37 dBm Downlink Wavelength 1490 Nm
Uplink Wavelength 1310 Nm
Spectrum Width 1 Nm
Downstream Rate 2.488 Gbps Upstream Rate 1.244 Gbps Optical Rise Time 150 Ps Optical Fall Time 150 Ps
Maximal Work
Temperature 45 °C
Minimal Work Temperature -5 °C
Power Supply (DC) -48 V
3. ODN (Optical Distribution Network) ODN (Optical Distribution Network) merupakan suatu perangkat pasif yang menyediakan peralatan transmisi optik antara OLT dan ONT. ODN sendiri terdiri dari:
a. Kabel Serat Optik
Kabel serat optik yang digunakan adalah serat optik yang sesuai dengan standar ITU-T G.652 tipe single-mode dengan spesifikasi dapat dilihat pada Tabel 3. Dalam perancangan ini digunakan serat optik dengan panjang gelombang 1310 nm dan 1490 nm.
Tabel 3 Spesifikasi kabel serat optik
Parameter Spesifikasi UnitAttenuation 1310 nm ≤ 0.35 dB/km Attenuation 1490 nm ≤ 0.28 dB/km Attenuation 1550 nm ≤ 0.21 dB/km b. Konektor
Redaman dari konektor serat optik didefinisikan pada persamaan (1) sebagai berikut[5]:
in out
P
Loss 10 log P (1)
dimana:
P
in= daya optik sebelum titik koneksi (Watt) P
out= daya optik setelah titik koneksi (Watt)
Pada perancangan ini jenis konektor yang digunakan adalah SC/UPC. Spesifikasi konektor dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4 Spesifikasi konektor SC[7]
Parameter Spesifikasi Unit
Tipe Serat SM 24/4T - Insertion Loss 0.25 dB c. Splitter
Spesifikasi splitter dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5 Redaman passive splitter Rasio Redaman
1:2 2,8 – 4,0 dB 1:4 5,8 – 7,5 dB 1:8 8,8 – 11,0 dB 1:16 10,7 – 14,4 dB 1:32 14,6 – 18,0 dB
4. ONT (Optical Network Terminal)
Spesifikasi ONT dapat dilihat pada Table 6.
Tabel 6 Spesifikasi optical network terminal
Parameter Spesifikasi UnitDownstream Rate 2.48 Gbps Upstream Rate 1.24 Gbps Downlink Wavelength 1490 nm
Uplink Wavelength 1310 nm Video Wavelength 1550 nm Maximal Transmission
Distance 20 Km
Power Consumption ≤16 Watt
Sensitivity -29 dBm
Optical Fall Time 200 Ps Optical Fall Time 200 Ps
Maximal Work
Temperature 45 °C
Minimal Work
Temperature -5 °C
Untuk menilai kelayakan jaringan pada rancangan ini ada 2 perhitungan yang digunakan,yaitu:
1. Link power budget
Link power budget dihitung sebagai syarat agar link yang digunakan memiliki daya melebihi batas ambang dari daya yang dibutuhkan. Persamaan (2) digunakan untuk menghitung power link budget[8] :
RI S N
N
L
serat c c s s ptotal
. . . (2)
dimana :
α
total= total redaman (dB)
L = panjang kabel serat optik(km) αf = redaman serat optik (dB/km) Nc = jumlah konektor
αc = redaman konektor (dB/konektor) Ns = jumlah sambungan
αs = redaman sambungan
(dB/sambungan)
Sp = redaman splitter(dB/splitter) RI = redaman instalasi
Persamaan (3) digunakan untuk menghitung margin daya[8]:
p p SM
M
t
r
total (3)
dimana:
P
t= Daya keluaran optik (dBm) P
r= Sensitivitas daya receiver (dBm) SM = Safety margin, berkisar 6 – 8 dB 2. Rise Time Budget
Rise time Budget merupakan sebuah metode
untuk menetukan batasan dispersi dari suatu
t
chromatic=Rise time chromatic dispersion (ns)
t
modal= tidak bernilai atau nol karena
menggunakan kabel serat optik single mode Nilai t
chromaticdapat dicari dengan Persamaan (5).
= ( ) . (5)
dimana :
D
t= total chromatic dispersion (ps)
D(λ) =chromatic dipersion coefficient (ps/nm.km)
S = Lebar Spektral Laser (nm) L = Panjang Jarak (km)
Nilai D(λ) dicari dengan Persamaan (6).
34
4
S
o oD (6)
dimana :
D(λ) =chromatic dispersion coefficient (ps/nm.km)
S
o=dispersion slope parameters (ps/nm
2.km)
λ = panjang gelombang (nm)
λ
o= zero dispersion wavelength (nm) dengan pengkodean NRZ diperoleh nilai t
r(nilai batas rise time) sebagai berikut:
t
r0 br , 7
(7)
Persamaan (8) digunakan untuk menentukan kelayakan nilai total rise time (t
sys) dengan melihat nilai batasan rise time (t
r), yaitu:
t
sys< t
r(8) Batasan nilai kelayakan parameter jaringan dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 8 memperlihatkan data – data parameter perhitungan link power budget.
Tabel 8 Data parameter perhitungan link power budget
No Parameter Nilai Satuan
1 Panjang kabel serat
optik 5,23 km
2
Redaman serat optik (G.652) untuk uplink
(1310 nm)
0,35 dB/km
3
Redaman serat optik (G.652) untuk downlink
(1490)
0,28 dB/km
4 Jumlah konektor 8 buah
5 Redaman konektor 0,25 dB/konektor 6 Jumlah sambungan 1 Sambungan 7 Redaman sambungan 0,1 dB/sambungan 8 Redaman splitter 1:4 7,25 dB/splitter 9 Redaman splitter 1:8 10,38 dB/splitter 10 Redaman instalasi 0,5 dB/km 11 Daya Keluaran optik 3,54 dBm 12 Sensitivitas daya
maksimum receiver -29 dBm
13 Safety Margin 6 dB
Berdasarkan data pada Tabel 8 dan perhitungan yang menggunakan persamaan (2) dan (3), maka diperoleh nilai parameter link power budget yang ditunjukkan pada Tabel 9.
Tabel 9 Hasil perhitungan link power budget No Parameter Gelombang Hasil
1 Total Redaman
1310 (Uplink) 24,1755 dB 1490 (Downlink) 23,8094 dB 2 Margin 1310 (Uplink) 2,3645 dB
1490 (Downlink) 2,7306 dB
Berdasarkan perbandingan Tabel 9
terhadap Tabel 7, dapat dilihat bahwa nilai –
nilai uplink dan downlink tersebut masih sesuai
dengan standar yaitu dibawah 28 dB, maka nilai
- nilai link power budget pada perancangan
jaringan ini dinyatakan layak.
b. Rise Time Budget
Tabel 10 memperlihatkan data – data parameter perhitungan rise time budget.
Tabel 10 Data parameter perhitungan rise time budget
No Parameter Nilai Satuan
![Gambar 2 Segmen – segmen pada catuan pada jaringan FTTH [4]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/3236202.3775088/2.892.137.767.127.346/gambar-segmen-segmen-pada-catuan-pada-jaringan-ftth.webp)
