ANALISIS KINERJA JARINGAN FTTH (FIBER TO THE
HOME)
DI JALAN LOTUS PERUMAHAN CEMARA ASRI MEDAN
Muhammad Fachri, M. Zulfin
Konsentrasi Teknik Telekomunikasi, Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (USU)
Jl. Almamater, Kampus USU Medan 20155 INDONESIA
e-mail: fachriaxcel92@gmail.com
Abstrak
Fiber to the home ( FTTH) merupakan suatu bentuk penghantaran serat optik dari pusat penyedia (provider) ke
kawasan pengguna dengan menggunakan serat optik sebagai medium penghantaran. Teknologi ini digunakan
untuk mendapatkan layanan yang dikenal dengan istilah triple play services yaitu layanan akan akses internet
yang cepat, suara dan video dalam satu infrastruktur pada unit pelanggan. Tulisan ini menganalisis kinerja jaringan
FTTH menggunakan teknologi GPON (Gigabit Passive Optical Network) di Jalan Lotus Perumahan Cemara Asri.
Dalam analisis kinerjanya, parameter yang dianalisis power link budget, power margin dan rise time budget. Hasil
dari analisis kinerja FTTH di Jalan Lotus Perumhan Cemara Asri Medan, bahwa dari perhitungan untuk uplink
(1310 nm) menghasilkan redaman sebesar 18,9 dB dan untuk downlink (1490 nm) sebesar 18,7 dB sedangkan
uplink (850 nm) menghasilkan redaman sebesar 22,8 dB dan untuk downlink (1300 nm) sebesar 19,9 dB. Nilai
power margin menghasilkan nilai yang masih berada di atas nol dB (tidak negatif) sehingga mengindikasikan
bahwa link memenuhi kelayakan power link budget. Nilai rise time total untuk uplink (1310 nm) sebesar 0,25 ns
yang masih di bawah waktu total bit rates sebesar 0,583 ns, sedangkan untuk downlink (1490 nm) sebesar 0,251
ns yang masih di bawah waktu total bit rates sebesar 0,292 ns. Nilai rise time total untuk uplink (850 nm) sebesar
0,346 ns yang masih di bawah waktu total bit rates sebesar 15,6 ns, sedangkan untuk downlink (1300 nm) sebesar
0,253 ns yang masih di bawah waktu total bit rates sebesar 7 ns.
Kata Kunci : Serat Optik, FTTH, GPON
mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu
tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang
digunakan biasanya adalah laser atau LED.
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, dan juga karena laser
mempunyai spektrum yang sangat sempit.
Kecepatan transmisi serat optik sangat
tinggi sehingga sangat bagus digunakan
sebagai saluran komunikasi. Perkembangan
teknologi serat optik saat ini, telah dapat
menghasilkan pelemahan (attenuation)
kurang dari 20 decibels (dB)/km dengan
lebar jalur (bandwidth) yang besar sehingga
kemampuan dalam mentransmisikan data
menjadi lebih banyak dan cepat
dibandingan dengan penggunaan kabel
konvensional. Pada prinsipnya serat optik
1. Pendahuluan
Fiber to the home ( FTTH) merupakan
suatu bentuk penghantaran serat 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 optic 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 internet yang cepat, suara (jaringan
telepon atau PSTN) dan video dalam
satu infrastruktur pada unit pelanggan.
2. Dasar Sistem Komunikasi Serat
Optik
Serat optik adalah saluran transmisi
yang terbuat dari kaca atau plastik yang
sangat halus dan lebih kecil dari sehelai
rambut,
dan
digunakan
untuk
– 37 –
copyright@ DTE FT USU
SINGUDA ENSIKOM
VOL.10 NO.26/Januari 2015
Kerugian dari serat optik yaitu:
memantulkan dan membiaskan sejumlah
cahaya yang merambat didalamnya[1].
Prinsip dasar dari sistem komunikasi
serat optik adalah pengiriman sinyal
informasi dalam bentuk sinyal cahaya.
Pemancar kabel serat optik dan penerima
merupakan
komponen
dasar
yang
digunakan dalam sistem komunikasi serat
optik. Pemancar berfungsi untuk mengubah
sinyal listrik menjadi sinyal optik, kabel
serat optik berfungsi sebagai media
transmisi dan penerima berfungsi untuk
mengubah sinyal optik yang diterima
menjadi sinyal listrik kembali. Proses
pengiriman informasi yang melalui serat
optik menggunakan prinsip pemantulan
sinyal optik yang berupa cahaya dengan
panjang gelombang tertentu. Secara umum,
konfigurasi sistem transmisi serat optik
ditunjukkan pada Gambar 1[2].
a. Tidak menyalurkan energi listrik.
b. Pada sistem repeater, transmitter dan
receiver perlu mengubah energi listrik
menjadi optik dan sebaliknya.
c. Perangkat terminasi yang mahal.
d. Perbaikan lebih sulit.
Dalam melakukan perhitungan kinerja
transmisi serat optik, parameter yang dilakukan
untuk mendapatkan sistem yang layak sehingga
hasil
analisis
yang
diperoleh
dapat
diimplementasikan dilapangan.
Adapun parameter untuk menganalisis
kinerja transmisi serat optik dijelaskan pada
bagian berikut.
2.1. Power Link Budget
Power link budget adalah besarnya
daya
yang diperlukan
untuk
dapat
mentransmisikan data atau informasi dari satu
titik ke titik lainnya, dimana selama proses
transmisi akan terjadi redaman. Perhitungan
power link budget bertujuan untuk menghitung
anggaran daya yang diperlukan sehingga level
daya terima tidak kurang dari sensitivitas
minimum. Margin daya adalah daya yang
masih tersisa dari power transmit setelah
dikurangi
dari
loss
selama
proses
pentransmisian, pengurangan dengan nilai
safety margin dan pengurangan dengan nilai
sensitifitas receiver. Margin daya disyaratkan
harus memiliki nilai lebih dari 0 (nol). Gambar
2 memperlihatkan power link budget[4].
Gambar 1. Konfigurasi Sistem Transmisi Serat
Optik
Sebagai salah satu media transmisi yang
berkembang pesat saat ini, serat optik menjadi
pilihan utama dalam pemakaian media
transmisi. Adapun keuntungan dan kerugian
dari serat optik akan dijelaskan pada bagian
berikut[3].
Keuntungan dari serat optik yaitu:
a. Lebih murah. Pembuatan kabel serat optik
memerlukan bahan-bahan yang relatif
murah.
b. Lebih Tipis. Serat Optik memiliki ukuran
diameter yang lebih kecil dari tembaga.
c. Kapasitas muatan lebih besar. Serat optik
dapat membawa data-data yang besar.
d. Penurunan sinyal lebih kecil.
e. Daya lebih sedikit.
f. Ringan
g. Fleksibel.
Gambar 2. Power Link Budget
Dari Gambar 2 diperoleh persamaan
redaman total dan margin daya yang
ditunjukkan oleh Persamaan 1 dan 2.
αtotal = L x αf + Nc x αc +Ns x αs + Nsp x αsp (1)
M = ( Ptx – Prx) - α total - Ms
– 38 –
(2)
copyright@ DTE FT USU
SINGUDA ENSIKOM
VOL.10 NO.26/Januari 2015
Bit rates yang didapat dari standard ISO
baik downstream maupun upstream. Untuk
memenuhi rise time budget, rise time total
harusnya lebih kecil dari bit rate [4].
Dimana :
αtotal
L
αf
Nc
αc
Ns
αs
Nsp
αsp
M
Ptx
Prx
αtotal
Ms
= total redaman (dB)
= panjang serat optik (km)
= redaman serat optik (dB)
= jumlah connector
= redaman connector (dB/connector)
= jumlah sambungan
=redaman sambungan (dB/sambungan)
= jumlah splitter
= redaman splitter (dB/splitter)
= margin daya (dB)
= optical transmit power (dBm)
= sensitivitas receiver (dBm)
= total redaman (dB)
= safety margin (dB)
3. Metode Penelitian
Penelitian ini mengambil jarak ONT terjauh
dari STO Pulau Brayan sampai Jalan Lotus
Perumahan Cemara Asri tepatnya pada rumah
No. 88 QQ karena jika pelanggan terjauh sudah
layak linknya, maka pelanggan yang lebih
dekat sudah memenuhi standarisasi. Adapun
daftar perangkat yang dipakai dapat dilihat di
Tabel 1.
Tabel 1. Daftar perangkat yang digunakan
2.2. Rise Time Budget
Rise Time Budget merupakan metode untuk
menentukan batasan dispersi suatu link serat
optik yang bertujuan untuk mengetahui kerja
jaringan secara keseluruhan telah tercapai dan
mampu memenuhi kapasitas kanal yang
diinginkan. Umumnya degradasi total waktu
transisi dari link digital tidak melebihi 70
persen dari satu periode bit NRZ (Non-retumto-zero) atau 35 persen dari satu periode bit
untuk data RZ (return-to-zero). Untuk
menentukan pembatasan dispersi link serat
optik dan rise time sistem keseluruhan
ditunjukkan pada Persamaan 3 dan 4.
tr =
+
+
tf = D x σλ x L
1
OLT
1 unit
2
Kabel FO
1,946 km
3
ODC
Passive Splitter
1:4
1 buah
10 buah
7
ODP
Passive Splitter
1:8
9
ONT
80 buah
10
Konektor SC
Sambungan
Splice
190 buah
11
4 buah
10 buah
80 buah
(3)
Dari Tabel 1 terlihat perangkat yang
digunakan untuk menganalisis FTTH.
(4)
Ada beberapa perangkat dan spesifikasi
GPON yaitu :
a. OLT (Optical Line Termination)
OLT merupakan perangkat yang
menyediakan interface antara sistem PON
dengan penyedia layanan (service provider)
data, video, dan jaringan telepon yang
dihubungkan ke satu atau lebih ODN.
b. ONT (Optical Network Termination)
ONT menyediakan interface antara
jaringan optik dengan pelanggan. Sinyal optik
yang ditransmisikan melalui ODN diubah oleh
ONT menjadi sinyal listrik yang diperlukan
untuk pelayanan pelanggan. Pada arsitektur
FTTH, ONT berada diletakkan di pelanggan.
(5)
Dimana:
,
Jumlah
6
Setelah perhitungan rise time total
diperoleh, maka dibandingkan dengan bit rates(
tr ) dengan format NRZ seperti ditunjukkan
pada Persamaan 5 dan 6.
=
Perangkat
4
Dimana :
tr
= rise time total (ns)
trx
= rise time receiver (ns)
ttx
= rise time transmitter (ns)
tf
= dispersi chromatic (ns)
D
= koefisien dispersi (ps/(nm.km)
σλ
= lebar spectrum (nm)
L
= panjang serat optik (km)
Tsys < Tr
No.
(6)
– 39 –
copyright@ DTE FT USU
SINGUDA ENSIKOM
VOL.10 NO.26/Januari 2015
c. Konektor
Konektor optik merupakan salah satu
perlengkapan kabel serat optik yang berfungsi
sebagai penghubung serat.
d. Splitter
Splitter merupakan komponen pasif yang
dapat memisahkan daya optik dari satu input
serat ke dua atau beberapa output serat.
Splitter juga dapat berfungsi untuk merutekan
dan mengkombinasikan berbagai sinyal optik.
e. Serat Optik
Serat optik yang digunakan adalah fiber
optik yang sesuai dengan standar ITU-T G.652,
ITU-T G.657(Singlemode Fiber) dan ITU-T
G.651(Multimode Fiber)[5].
Alur analisis jaringan akses FTTH di Jalan
Lotus Perumahan Cemara Asri Medan dapat
dilihat dengan flowchart pada Gambar 3.
Gambar 4. Konfigurasi Jaringan FTTH di Jalan
Lotus Perumahan Cemara Asri Medan
Dari Gambar 5 terlihat konfigurasi fiber to
the home (FTTH) di Jalan Lotus Perumahan
Cemara Asri Medan.
4.1. Power Link Budget
Adapun parameter – parameter pendukung
perhitungan power link budget adalah :
1. Daya keluaran transmitter : 5 dBm
2. Sensitivitas receiver
: -28 dBm
3. Panjang gelombang
:1310 nm
(uplink) dan 1490nm (downlink)
singlemode
850 nm (uplink) dan 1300 nm (downlink)
multimode
4. Redaman G.652 dan G.651 :0,28 dB(1490
nm) dan 0,35 dB (1310 nm)
2 dB (850 nm) dan 0,5 dB (1300 nm)
5. Redaman Splitter
: 7,8 dB (1:4),
dan 10,1 dB (1:8)
6. Redaman splice
: 0,1
dB/splice
7. Redaman konektor
: 0,05dB/km
(singlemode ) dan 0,2 dB/km (multimode)
8. Panjang serat optik (jarak) : 1,946 km
9. Jumlah splice
:
1
splice
10.Jumlah konektor
: 5 buah
11.Margin safety (Ms)
: 3 dB
Gambar 3. Flowchart Perencanaan FTTH
4. Analisis Kinerja Jaringan FTTH
Konfigurasi jaringan FTTH di Jalan Lotus
Perumahan Cemara Asri Medan yang terdiri
OLT, ODC, ODP, ONT, splitter 1:4 dan splitter
1:8. Jarak dari OLT sampai ke ODC yaitu 1,46
km, dari ODC ke ODP yaitu 0,406 km dan ODP
ke ONT yaitu 0,008 km dapat ditunjukan pada
Gambar 4.
Perhitungan redaman total dan margin daya
dapat dilakukan dengan parameter pendukung
power link budget yang menggunakan
Persamaan 7 dan 8.
– 40 –
copyright@ DTE FT USU
SINGUDA ENSIKOM
VOL.10 NO.26/Januari 2015
αtotal = L x αf + Nc x αc +Ns x αs + Nsp x αsp
tf = D x σλ x L
(10)
(7)
M = ( Ptx – Prx) - α total - Ms
Dengan menggunakan Persamaan 9 dan
10 dapat dilihat hasil perhitungan yang
ditunjukan pada Tabel 3.
(8)
Dengan menggunakan Persamaan 7 dan 8
dapat dilihat hasil perhitungan yang ditunjukan
pada Tabel 2.
Tabel 3. Hasil analisis rise time budget
Tabel 2. Hasil analisis redaman total dan margin
daya
Dari keempat panjang gelombang
tersebut perhitungan didapat bahwa
<
sehingga sistem layak digunakan.
Nilai dari keempat power link budget
tersebut berada dibawah nilai maksimum
sebesar 28 dB sedangkan keempat power
margin menghasilkan nilai yang masih berada
di atas nol dB (tidak negatif) sehingga
mengindikasikan bahwa link memenuhi
kelayakan power link budget.
5. Kesimpulan
Berdasarkan analisa jaringan akses
FTTH di Jalan Lotus Perumahan Cemara Asri
Medan dapat disimpulkan bahwa:
1. Power link budget uplink dan downlink
yang
dianalisis
masih
dapat
diimplementasikan karena niali redamannya
masih dibawah 28 dB.
2. Margin daya yang dianalisis memiliki nilai
diatas nol (M > 0).
3. Nilai rise time total downlink dan uplink
dikategorikan layak dengan pengkodean
NRZ karena masih dibawah waktu total bit
rates masing-masing.
4.2. Rise Time Budget
Adapun parameter – parameter pendukung
perhitungan rise time budget adalah :
1. Panjang gelombang: 1310nm (uplink) dan
1490nm (downlink) singlemode
850 nm (uplink) dan 1300 nm (downlink)
multimode
2. Lebar pektral (S)
: 1 nm
3. Rise time transmitter (ttx)
: 150 ps
4. Rise time receiver (trx)
: 200 ps
5. L (panjang serat optik)
: 1,946 km
6. Bit rate pengkodean NRZ
:1310nm
(uplink) = 1,2 Gbps 1490 nm (downlink) =
2,4 Gbps 850 nm (uplink) = 45 Mbps dan
1300 nm (downlink) = 100 Mbps
7. Koefisien Chromatic (D)
:1310
nm(uplink) = 3,5 ps/(nm.km), 1490 nm
(downlink) = 13,64 ps/(nm.km), 850 nm
(uplink) = 120 ps/(nm.km), 1300 nm
(downlink) = 6 ps/(nm.km)
Daftar Pustaka
[1]
[2]
[3]
[4]
Perhitungan rise time budget dapat
dilakukan dengan parameter pendukung rise
time budget yang menggunakan Persamaan 9
dan 10.
tr =
+
+
[5]
“Jofania.
Dasar
Serat
Optik”,
http://jofania.wordpress.com
(diakses
tanggal 12 Oktober 2013).
“Sistem Komunikasi Serat Optik”,
http://repository.usu.ac.id
(diakses
tanggal 18 Oktober 2013).
Nugraha, Andi Rahman. 2006. Serat
Optik. Andi Yogyakarta. Yogyakarta.
Keisser, Gerd. 2004. Optical Fiber
Communication
Third
Edition.
MacGraw-Hill International Edition.
“GPON”,http://renzana.blogspot.com/20
13/01/gpon.html (diakses tanggal 14
Januari 2014)
(9)
– 41 –
copyright@ DTE FT USU