PERANCANGAN JARINGAN FTTH DENGAN TEKNOLOGI GPON DI KECAMATAN

Seminar Nasional Teknologi dan Rekayasa (SENTRA) 2017 ISSN (Cetak) 2527-6042 eISSN (Online) 2527-6050

PERANCANGAN JARINGAN FTTH DENGAN TEKNOLOGI GPON DI KECAMATAN NGAGLIK Tito Yuwono*1, Farah Amirah Hutami2 Elektro, Universitas Islam Indonesia

1,2Teknik

Kontak Person : Tito Yuwono, Farah Amirah e-mail : [email protected]*1, [email protected] 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 jaringan optik yaitu 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 diketahui fiber optic adalah 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 bernama Indihome Fiber. Penelitian ini akan membahas tentang perancangan jaringan Fiber To The Home (FTTH) beserta infrastruktur yang digunakan dan menganalisis performansi jaringan dari Optical 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 jaringan FTTH yang baru yaitu pada satu ODP harus terisi 8 – 10 pelanggan dengan jarak ODP ke pelanggan yaitu lebih kurang 100 meter. Kecamatan Ngaglik merupakan daerah yang berpotensi dipasangnya jaringan FTTH karena di Kecamatan Ngaglik memiliki Kantor Desa yang belum dipasang fiber optic dan 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 nilai link power budget, rise time, power transmit, power receive sesuai dengan standar. Perancangan jaringan FTTH di wilayah Ngaglik ini menggunakan teknologi Gigabit Passive Optical Network Gigabit Passive Optical Network (GPON). Teknologi ini memiliki bandwidth 2,5 Gbps. Kecepatan pada teknologi GPON ini yaitu 2,4 Mbps untuk downlink dan 1,25 Mbps untuk uplink. GPON dikembangkan karena permintaan untuk access network berkecepatan tinggi sangat besar. GPON SENTRA 2017

V-1


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 perbedaan pathloss yang sangat signifikan antar Optical 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 berbagai Optical 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, kabel fiber optic, splitter 1:4 dan splitter 1:8. a. OLT (Optical Line Terminal) OLT merupakan perangkat pusat dari jaringan yang terdapat pada central 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 satu port tersebut memiliki kapasitas bandwidth sebesat 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 pasif splitter 1:4. c. ODP (Optical Distribution Point) ODP merupakan suatu perangkat pasif yang berfungsi sebagai titik terminasi ujung kabel distriusi dan titik awal kabel drop yang terhubung ke pelanggan. Pada penelitian ini menggunakan pasif splitter 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. Kabel Fiber Optic Kabel fiber optic terdiri dari kabel feeder, kabel distribution dan kabel drop. 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. Perhitungan link power budget menggunakan rumus persamaan 1 yaitu[6]: =

.

+

.

+

.

+

(1)

Dari nilai loss yang didapatkan, maka dapat dihitung nilai daya yang diterima pada tiap-tiap ONU dengan menggunkana persamaan sebagai berikut[6]: Pr = Pt −

Keterangan : Pt adalah daya keluaran sumber optik (dBm) Pr adalah daya yang diterima pada device (dBm) V-2

SENTRA 2017

(2)


adalah total loss (dB) L adalah panjang serat optik (dalam Kilometer) α c adalah redaman konektor (dB) α s adalah redaman sambungan (dB) α serat adalah redaman serat optik (dB/Km) Ns adalah jumlah sambungan Nc adalah jumlah konektor Sp adalah rendaman splitter (dB) Rise time budget merupakan metode untuk menentukan batasan dispersi suatu link serat optik. Tujuan dari perhitungan rise time budget ini adalah untuk mengetahui performa kerja suatu sistem. Maka selanjutnya menghitung nilai rise time dengan menggunakan persamaan 3 dan 4 [6]. =

.

.L

(3)

= (0,01364 ns/nm.km) x (1 nm) x (L km) = x ns =

+

+

(4)

= 0,15 + 0,2 + = = z ns Pehitungan rise time dilakukan 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 adalah Rise time sumber optik (ns) trx adalah Rise time detector optik (ns) tf adalah Rise time optik (ns) D adalah Koefisien disperse (ns/nm.km) adalah Lebar spektral (nm) L adalah Jarak (km) adalah Rise time Sistem BR adalah Bit Rate

2. Metodologi Penelitian Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah survey lokasi dan perhitungan. Adapun alur penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 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 dan rise time. Pemilihan jalur dan lokasi pemasangan fiber optic merupakan salah satu langkah pengembangan jaringan fiber optic yang 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 jumlah power transmit yang dibutuhkan. Untuk menghitung redaman diperlukan karaktersitik redaman perangkat optik hal ini seperti yang tertuang pada Tabel 1 yang menyajikan perangkat optik beserta nilai redamannya. Untuk menghitung rise time diperlukan nilai rise time dari perangkat optik, hal ini seperti tertuang pada Tabel 2 yang menyajikan nilai rise time perangkat optik.

SENTRA 2017

V-3


Gambar 1 Diagram Alir Perancangan Jaringan FTTH di Kecamatan Ngaglik No 1 2 3 4 5 6 7 8

Tabel 1 Perangkat optik dan redamannya Perangkat Nilai Rendaman Serat Optik 0,35 dB/Km Konektor 0,25 dB Splitter 1:16 14,10 dB Splitter 1:8 10,38 dB Splitter 1:4 7,25 dB Splitter 1:2 3,70 dB Sambungan 0,10 dB Daya keluaran 5 dBm sumber optik (Pt)

Tabel 2 Nilai rise time perangkat optik Jenis Rise time Besar Rise time Rise time sumber 0,15 ns optic Rise time detector 0,2 ns optic Koefisien disperse 0,01364 ns/nm.Km Lebar spectral 1 nm 3. Hasil dan Pembahasan 3.1 Konfigurasi Jaringan Optik Konfigurasi yang digunakan pada perancangan jaringan FTTH di Kecamatan Ngaglik yaitu konfigurasi star, dimana terdapat OLT pada central office yang terhubung ke ODC kemudian terhubung ke ODP selanjutnya ke pelanggan yang dapat dilihat pada Gambar 2. Dari hasil penentuan jalur dan pelanggan dengan menggunakan Google Earth, maka dapat dibuat konfigurasi dari jaringan FTTH di Kecamatan Ngaglik, seperti pada tertuanf Gambar 3. V-4

SENTRA 2017


OLT

ODC ONU

ONU

ONU ODP

ONU

ONU

ONU

ONU ONU

Gambar 2 Konfigurasi Star Jaringan FTTH

Gambar 3 Konfigurasi Jaringan FTTH di Kecamatan Ngaglik Pemetaan pada wilayah Ngaglik, Sleman, Yogyakarta dilakukan dengan menggunakan Google Earth. Pemetaan dimulai dari OLT yang kemudian akan terhubung kedua buah ODC yaitu ODC 1 dan ODC 2, seperti yang telah di jelaskan pada gambar jalur pemetaan jaringan Gambar 3. ODC 1 akan terhubung dengan ODP Sinduharjo, ODP Minomartani, ODP Sukoharjo. Sedangkan ODC 2 akan terhubung dengan ODP Sariharjo, ODP Sardonoharjo, ODP Donoharjo.

Gambar 4 Peta 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 jaringan fiber optic yang baru minimal pemasangan pelanggan yaitu 10 pelanggan untuk sebuah ODP. Pada penelitian ini difokuskan pada pelanggan yaitu Kantor Desa dan slot yang lain akan diisi dengan rumah atau sekolah yang ada di sekitarnya. SENTRA 2017

V-5


Dengan menggunakan Google Earth didapatkan hasil jarak dari OLT hingga ke pelangan tiap desa seperti pada Tabel 3. Tabel 3 menyajikan jarak maksimum di tiap desa ke OLT.

1 2 3 4 5 6

Tabel 3 Jarak maksimum tiap desa ke OLT NNo Desa Jarak maksimum (km) Sariharjo 4,98 Sardono harjo 6,8 Sinduharjo 3,15 Minomartani 2,55 Sukoharjo 6,56 Donoharjo 10,69

3.2 Analisis Kebutuhan Setiap layanan memiliki besar bandwitdh yang 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 besarnya bandwitdh per layanan. No 1 2 3 4

Tabel 4 Nilai Bandwidth per Layanan Jenis Layanan Bandwidth Telepon 64 – 100 Kbps Data / Access Point 2 – 3 Mbps IP TV 10 – 15 Mbps IP CCTV 2 – 3 Mbps

Dari Tabel 4 maka dapat diprediksi jumlah traffic pelanggan di Kecamatan Ngaglik, yaitu seperti pada Tabel 5. Tabel 5 Jumlah Traffic Pelanggan Pelanggan Layanan Jumlah Jumlah trafik/jenis pelanggan (Mbps) Telepon 1 46 Rumah Data/Access Point 1 924,6 TV kabel 1 Telepon 2 Data/Access Point 2 6 Kantor 187,2 TV kabel 1 CCTV 2 Telepon 2 Data/Access Point 3 9 Sekolah 459,9 TV kabel 2 CCTV 2 Total trafik 1571,7 Berdasarkan Tabel 5 dapat diketahui bahwa total taffic adalah 1571,7 Mbps yang artinya hanya membutuhkan 1 buah OLT. 3.2 Nilai Redaman dan Rise time Berdasarakan persamaan 1 sampai dengan persamaan 5 dihitung nilai redaman dari OLT ke semua pelanggan. Dismaping itu juga dihitung nilai power received di setiap pelanggan. Pada Tabel 6 menyajikan nilai redaman maksimum untuk setiap desa beserta daya yang diterimanya. Redaman maksimumnya adalah 22,32 dB dan daya yang diterima minimum adalah -27,32 dBm. Dari Tabel tersebut berdasarkan redaman dan daya yang diterima, jaringan memenuhi persyaratan yaitu, redaman maksimum 28 dB atau daya yang diterima minimum -33 dBm. V-6

SENTRA 2017


Tabel 6 Nilai redaman maksimum dan daya yang diterima di setiap desa No 1 2 3 4 5 6

Redaman maksimum (dB)

Desa Sariharjo Sardonoharjo Sinduharjo Minomartani Sukoharjo Donoharjo

Pr min (dBm)

20,23 20,86 19,48 19,57 20,76 22,32

-25.23 -25.86 -24.48 -24.57 -25.76 -27.32

Nilai rise time untuk setiap pelanggan juga dihitung. Nilai rise time maksimum tiap desa disajikan pada Tabel 7. Dari Tabel 7, nilai rise time terbesar adalah 0,289 ns. Sebagaimana pada Persamaan 5, nilai rise time harus lebih kecil dari 0,7/bit rate (0,7/1571,7Mbps = 44 ns). Tabel 7 Nilai rise time maksimum tiap desa Rise No Desa time(ns) 1 Sariharjo 0,259 2 Sardono harjo 0,266 3 Sinduharjo 0,253 4 Minomartani 0,252 5 Sukoharjo 0,265 6 Donoharjo 0,289 4. Kesimpulan Dari penelitian ini didapatkan beberapa kesimpulan, yaitu: 1. Jumlah traffic yang dilayani untuk 60 pelanggan di Ngaglik, Sleman, Yogyakarta adalah sebesar 1571,7 Mbps, sehingga hanya membutuhkan 1 port OLT. 2. Perhitungan power link budget untuk tiap pelanggan masih memenuhi standar redaman dan daya yang diterima yaitu 22,32 dB dan -27,32dBm. 3. Nilai rise time pada sistem memenuhi kapasitas yang diinginkan yaitu 0,289 ns 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 [6] F.G. Praja, D. Aryanta, L. Lidyawati,”Analisis Perhitungan dan Pengukuran Transmisi Jaringan Serat Optik Telkomsel Regional Jawa Tengah,” Jurnal Reka Elkomika, Vol.1, No.1, 2013

SENTRA 2017

V-7

PERANCANGAN JARINGAN FTTH DENGAN TEKNOLOGI GPON DI KECAMATAN

Recommend Documents