5 BAB II
DASAR TEORI
2.1 Umum
Komunikasi data telah berkembang dengan pesat dewasa ini. Hal ini sesuai
dengan kemajuan teknologi dalam bidang telekomunikasi dunia yang sedang maju
serta pengaruh era globasasi dan arus informasi yang sangat diperlukan oleh
masyarakat modern, kemajuan perekonomian serta majunya teknologi
telekomunikasi merupakan titik tolak dan potensi besar untuk dapat meningkatkan
dan mewujudkan berbagai jenis pelayanan komunikasi yang lebih canggih untuk
komunikasi suara, video dan data. Akhir-akhir ini permintaan masyarakat modern
akan kebutuhan komunikasi data sangat tinggi. Untuk mengirimkan data dalam
jumlah besar dan memerlukan keakuratan serta mampu menjaga kerahasiaan data
tersebut. Keunggulan serat optik sebagai media transmisi terutama mampu
meningkatkan pelayanan sistem komunikasi data, seperti peningkatan jumlah
kanal yang tersedia, kemampuan mengirimkan data dengan kecepatan Gbps,
terjaminnya kerahasiaan data yang dikirimkan, sehingga pembicaraan tidak dapat
disadap, tidak terganggu oleh gelombang elektromagnetik, petir atau cuaca.
Layanan komunikasi serat optik adalah layanan berupa jaringan yang
menggunakan kabel serat optik yang memanfaatkan cahaya sebagai gelombang
pembawa informasi yang akan dikirimkan. Pada bagian pengirim isyarat
informasi diubah menjadi isyarat optis. Lalu diteruskan ke kanal informasi yang
juga terbuat dari serat optik bertugas sebagai pemandu gelombang. Sesampainya
di penerima, berkas cahata ditangkap oleh detektor cahaya, yang berfungsi
mengubah besaran optis menjadi besaran elektris [1].
Salah satu layanan komunikasi serat optik adalah. FTTH adalah teknologi
arsitektur jaringan akses yang menggunakan serat optik sebagai media utamanya
sampai dengan pelanggan (last mile). Dengan penggunaan serat optik sebagai
media utamanya, teknologi FTTH ini mempunyai beberapa keunggulan jika
dibandingkan dengan teknologi jaringan yang masih menggunakan kabel tembaga
bahkan teknologi wireless.
GPON merupakan salah satu teknologi dari FTTH, GPON merupakan
pengembangan dari teknologi PON yaitu arsitektur jaringan point-to-multipoint
(FTTP) dimana splitter optik passive digunakan untuk mengaktifkan serat optik
tunggal yang melayani hingga 128 pelanggan [2].
2.2 Serat Optik
Serat optik adalah saluran transmisi sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau
plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan
untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber
cahaya yang digunakan biasanya adalah laser atau LED (Light Emitting Diode).
Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 mikrometer. Cahaya yang ada di dalam
serat optik tidak keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks
bias dari udara, karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit.
Jenis serat optik yang digunakan bisa berupafiber optic multi-mode graded
index, single mode fibre optic dan sebagainya. Cahaya yang digunakan pada
7
9
11
Hal ini juga berkaitan dengan perhitungan rise time budget, karena
dispersi dan kromasi dihitung untuk mendapatkan parameter.
2.2.2 Atenuasi Pada Serat Optik
Atenuasi adalah besaran pelemahan energi sinyal informasi dari serat optik
yang dinyatakan dalam dB. Atenuasi serat optik merupakan karakteristik penting
yang harus diperhatikan mengingat kaitannya dalam menentukan jarak repeater,
jenis pemancar dan penerima optik yang harus digunakan. Besarnya atenuasi
dinyatakan oleh Persamaan 1.1 [1].
= log / (1.1)
2.3 FTTx (Fiber To The x)
Merupakan istilah yang digunakan untuk beberapa arsitektur jaringan serat
optik pada dunia telekomunikasi. Dengan menggunakan serat optik ini akan
menjawab masalah keterbatasan bandwidth yang sebelumnya menggunakan
jaringan kabel tembaga. Dengan berkembangnya internet dengan layanan berbasis
IP dan konektivitas broadband maka kebutuhan akan bandwidth yang besar
dengan kecepatan tinggi menigkat. Operator maupun vendor telekomunikasi saat
ini sedang giat-giatnya menjual produk maupun layanan seperti IPTV atau
internet protocol television dan cable TV/CATV atau Community Antenna
Television,video on demandyang membutuhkanbandwidthyang besar.
Gambar 2.6 memberikan ilustrasi tingkat tinggi dari arsitektur FTTx. Ini
13
4. V-OLT (Video Optical Line Terminations), yaitu menerima dan
menguatkan sinyal video dari kabel Headend dan memasukkan sinyal
video lokal.
5. EMS (The Element Management System), yaitu interface elemen
jaringan yang berbeda ke jaringan operasi inti SBC.
6. ATM (Asynchronous Transfer Mode) network, yaituswitch trafik ATM
dari beberapa jaringan inti menuju OLT.
7. PON (Passive Optical Network) atau ODN (Optical distribution
Network), yaitu menghubungkan ONT ke OLT dan menyediakan jalur
selama mereka berkomunikasi.
Berdasarkan Jenis Paket data yang dikirim, teknologi FTTx dikelompokkan
berdasarkan atas dua basis, yaitu berbasis ATM dan berbasis Ethernet. FTTx
berbasis Ethernet mengarah ke teknologi pasif dan aktif, sedangkan FTTx
berbasis ATM mengarah ke PON (Passive Optical Network) [2].
2.4 PON (Passive Optical Network)
PON adalah bentuk khusus dari FTTH yang mengandung perangkat optik
pasif dalam jaringan distribusi optik. Perangkat optik pasif yang dipakai adalah
konektor, passive splitter, dan kabel optik. Dengan passive splitter kabel optik
dapat dipecah menjadi beberapa kabel optik lagi, dengan kualitas informasi yang
sama tanpa adanya fungsiaddressingdanfiltering, namun terjadi redaman.
Dalam PON terdapat tiga komponen utama, yaitu :
1. OLT (Optical Line Termination)
15 3. ONU (Optical Network Unit)
Keluaran dari OLT ditransmisikan melalui ODN yang menyediakan
alat-alat transmisi optik mulai dari OLT sampai pelanggan. ONU menyediakan
interface pada sisi pelanggan dari DS (Distribution Point) dan dihubungkan
dengan ODN. Teknologi PON pada dasarnya adalah teknologi untuk hubungan
point to multipoint, dan topologi ini sesuai untuk melayani kelompok pelanggan
yang letaknya terpisah, dengan hanya menambah perangkat ONU di lokasi
pelanggan. Metode akses yang digunakan pada PON salah satunya adalah TDM
(Time Division Multiplexing)/TDMA (Time Division Multiplexing Access). Pada
arah downstream, sinyal TDM dari PLT memuat semua informasi pelanggan
dalam slot yang ditentukan dan disebarkan ke semua ONU yang terhubung oleh
OLT.
Tiap ONU hanya mengakses pada slot yang telah ditentukan utuk transmisi,
karena semua informasi downstream disebarkan ke semua ONU, seperti
pengaman sinyal, dengan encryption. Sinyal optik upstream dari setiap ONU
ditransmisikan secara bersamaan dengan metode TDMA untuk menghindari
collision, karena jarak antara OLT dan semua ONU berbeda-beda. Sedangkan
panjang gelombang yang digunakan untukdownstreamdanupstreampada daerah
1310 nm dan 1490 nm sesuai dengan rekomendasi ITU-T G 984. Arsitektur
jaringan PON dapat dilihat pada Gambar 2.7 [5].
Karena kemampuan teknologi PON untuk mengirim dengan bandwidth
yang lebih tinggi dan jarak yang jauh, sekitar 20 – 30 Km, bahkan dengan
gelombang tertentu bisa menembus jarak 50 Km, PON biasanya digunakan untuk
jaringan metro atau untukmobile backhaul yaitu koneksi antarcore networkatau
17 2.5 GPON
GPON adalah suatu teknologi akses yang dikategorikan sebagaiBroadband
Access berbasis kabel serat optik yang merupakan evolusi dari BPON. GPON
adalah salah satu teknologi yang dikembangkan oleh ITU-T G.984 dan hingga
kini bersaing dengan GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network), yaitu
PON versi IEEE yang berbasiskan teknologiethernet.
GPON mempunyai dominasi market yang lebih tinggi dan roll out yang
lebih cepat dibandingkan penetrasi GEPON. Standar G.984 mendukung bit rate
yang lebih tinggi, perbaikan keamanan dan pilihan protokol layer dua (ATM,
GEM, atauethernet). Dengan menggunakan serat optik sebagai media transmisi,
satu perangkat akan diletakkan pada sentral, kemudian akan mendistribusikan
trafiktriple play (suara/voip),multi media/digital pay TVdan data/internet) hanya
melalui satucore kabel optik disisi pelanggan. Yang menjadi ciri khas teknologi
ini dibandingkan teknologi optik lainnya adalah teknik distribusi trafiknya
dilakukan secara pasif, dari sentral hingga ke arah pelanggan akan didistribusikan
menggunakan 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 GEM (GPON Encapsulation Methode) atau ATM
Cell untuk membawa layanan TDM sehingga efisiensibandwidth lebih baik dari
BPON (70%), yaitu 93% [5].
2.5.1 Prinsip Kerja dan Sistem di Dalam GPON
Prinsip kerja GPON itu sendiri ketika data atau sinyal dikirimkan dari OLT,
maka ada bagian yang bernamasplitteryang berfungsi untuk membuat serat optik
19
2. Mengamankan Paket : AES (Advance Encryption Standard)
AES ini, merupakan mekanisme keamanan sistem transmisi antara
OLT dengan ONU. Sistem GPON secara periodik akan mengganti (renew)
kode keamanan untuk peningkatan aspek keamanannya.
Teknik mekanisme AES hanya untuk downstream saja, diawali
dengan enkripsi yang dibuat dalam modelcounter128bitblokchiperkode
dengan 128 bit key. Pergantian key diinisiasi dan dikontrol oleh OLT dan
keydiganti tiga kali setiap detiknya. Ketika OLT menerima key yang benar,
maka OLT akan mengirim key switch message ke ONU dan kemudian
melakukan trafikdownstream.
3.Management Bandwidth: DBA (Dynamic Bandwidth Assignment) Mekanisme dimana secara dinamik ONT dapat meminta dan memberi
bandwidth yang telah dialokasikan oleh T-CONT (Transmission
Containers). Mekanisme kerja DBA dibagi dua yaitu status reporting dan
predictive. Pada saat melakukan status reporting, ONT melaporkan status
buffer mereka dan membuatkan antrian dengan DBR (Dynamic Bandwidth
Reports) ke arah OLT, kemudian OLT menetapkan ulang bandwidth
berdasarkan kapasitas buffer yang tersedia dan informasi antrian diberikan
oleh ONT. Pada saat melakukan predictive, OLT memonitoring dan
mengadakan pengaturan berdasarkan utilisasi setiap ONT. Ketika utilisasi
ONT melebihi nilai threshold yang diberikan, maka tambahan bandwidth
21
Downstream frame GTC memiliki durasi 125 µs dan panjang 38880 byte,
dimana sesuai dengan data downstream 2.48832 Gbps. Gambar 2.13
menunjukkan format downstream pada frame GTC. OLT mengirimkan PCBd
(Physical control block downstream) secarabroadcastdan setiap ONU menerima
semua PCBd. Psync menunjukkan frame permulaan untuk ONU. Indent berisi
superframe counter 8 Khz yang digunakan oleh sistem enkripsi, dan juga
digunakan untuk memberikan sinyal synchronous refrence tingkat rendah.
PLOAMd menangani fungsi seperti OAM (operation, administration, and
management) yang berhubungan dengan penanda. BIP (Bit Interleaved Parity)
digunakan untuk memperkirakan tingkat kesalahan bit. Plend (Payload Length
Indicator downstream) memeberikan panjang bandwidth upstream Bwmap.
Setiap masukan dalambandwidth upstreamBwmap merupakan alokasibandwidth
tunggal untuk T-CONT dituju.
Sedangkan untuk model transmisi upstream, frame GEM akan dibawa
dalam bentuk semacam kontainer (kotak-kotak) yang diistilahkan T-CONT
(Transmission Container). T-CONT akan membawa portID dari GEM setiap
ONU. Pada saat transmisi upstream bekerja, OLT mengkontrol kanal upstream
dengan pengaturan seperti window (jendela) waktu dari masing-masing ONT.
Proses model transmisiupstreamdapat dilihat pada Gambar 2.14.
Pada Gambar 2.14 terlihat bahwa durasi upstream frame GTS sebesar 125
µs dan panjang bit 19440, yang memberikan kecepatan data upstream sebesar
1,24416 Gbps. Setiap frame upstream berisi beberapa pecahan transmisi yang
23
