bab iii konfigurasi layanan triple play pada jaringan gpon

BAB III
KONFIGURASI LAYANAN TRIPLE PLAY PADA JARINGAN
GPON
GPON merupakan teknologi FTTx yang dapat mengirimkan services
sampai ke premise pelanggan menggunakan kabel fiber optik. Jika sebelumnya
pelanggan menggunakan kabel tembaga pada instalasi perkabelan di sisi
pelanggan, maka sekarang instalasi perkabelan bisa menggunakan optik.
Keunggulannya adalah bandwidth yang ditawarkan bisa mencapai 2.488 Gbps
(downstream) sampai pelanggan tanpa ada kehilangan bandwidth.
Konfigurasi jaringan GPON intinya dapat dibagi menjadi 3 bagian :

Optical Line Terminal (OLT)

Optical Distribution Network (ODN)

Optical Network Termination/Unit (ONT/ONU).
Gambar 3.1 Konfigurasi GPON [7]
38
http://digilib.mercubuana.ac.id/
39
3.1
Prinsip Kerja GPON
Prinsip kerja dari GPON yaitu ketika data atau sinyal dikirimkan dari
OLT, maka ada bagian yang bernama splitter yang berfungsi untuk
memungkinkan serat optik tunggal dapat mengirim sinyal atau informasi ke
berbagai ONT. Untuk ONT sendiri akan memberikan data – data dan sinyal yang
diinginkan oleh user. Arsitektur sistem GPON berdasarkan pada TDM (Time
Division Multiplexing) sehingga mendukung layanan T1, E1, dan DS3. ONT
mempunyai kemampuan untuk mentransmisikan data di 3 mode power. Pada
mode 1, ONT akan mentransmisikan pada kisaran daya output yang normal. Pada
mode 2 dan 3 ONT akan mentransmisikan 3 – 6 dB lebih rendah daripada mode 1
yang mengizinkan OLT untuk memerintahkan ONT menurunkan dayanya apabila
OLT mendeteksi sinyal dari ONT terlalu kuat atau sebaliknya, OLT akan
memberi perintah ONT untuk menaikkan daya jika terdeteksi sinyal dari ONT
terlalu lemah.
Tabel 3.1 Standar dari Teknologi GPON
Karakteristik
Standardization
GPON
ITU-T
G.984
Frame
ATM / GEM
Speed Upstream
1.2 G / 2.4 G
Speed Downstream
1.2 G / 2.4 G
Service
Data, Voice, Video
Transmission Distance
10 km / 20 km
Number of Branches
64
Wavelength Up
1310 nm
Wavelength Down
1490 nm
http://digilib.mercubuana.ac.id/
40
3.2
Modul OLT GPON
Gambar 3.2 Layout of OLT GPON [8]
Jenis – jenis modul yang terdapat pada OLT GPON :
1.
Modul Power
1.1 Modul PRTE
Memiliki fungsi :

Menyediakan input power DC (-48 V)

Menyaring dan membatasi arus untuk port input power

Mendeteksi voltase dibawah standar dan mendeteksi kesalahan

Menggabungkan laporan dari alarm proteksi dan sinyal dari
board

Memberikan indicator alarm.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
41
Gambar 3.3 Jenis – Jenis Modul OLT GPON
2.
Modul Control
2.1 Modul SCUH
Memiliki fungsi : system control and service switching and
aggregation
3.
Modul Service
3.1 Modul GPFD
Memiliki fungsi : Menyediakan akses servis GPON dengan 16 SFP
port
3.2 Modul OPGD
Memiliki fungsi : Menyediakan 48 channel of GE/FE P2P access
service SFP port
3.3 Modul TOPA
Memiliki fungsi : Menyediakan 16 E1 uplink ports.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
42
3.3
Arsitektur GPON
Secara umum arsitektur GPON sama seperti arsitektur jaringan akses fiber
optik pada umumnya. OLT dan ONU yang merupakan perangkat aktif pada
jaringan akses serat optik dihubungkan dengan ODN yang sifatnya pasif.
Arsitektur GPON dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
S/R
R/S
ONU
UNI
LT
M
U
X
OLT
PON LT (1)
ODN (1)
SNI LT (1)
PON LT (1)
Switch
PON LT (0)
ODN (0)
PON LT (0)
SNI LT (0)
Service
node
Gambar 3.4 Arsitektur GPON [2]
Namun yang berbeda adalah ONU dan OLT pada GPON dapat melayani
berbagai macam layanan, tidak hanya satu layanan yang sama. Misalnya pada
UNI 1 pada ONU melayani layanan ATM, sedangkan UNI 2 melayani layanan
E1. Atau SNI 1 pada OLT melayani layanan PSTN sedangkan SNI 1 melayani
ATM.
Komponen pada ONU terdiri dari Line Terminating UNI (User Network
Interface), multipleks/demultipleks, serta Line Terminating PON. Pada UNI LT
terdapat fungsi optical to electrical converter dan electric to optic converter.
Sedangkan komponen pada OLT terdiri dari PON LT, switch, serta SNI (Service
Node Interface) yang juga terdapat fungsi optical to electrical converter dan
electric to optic converter. Untuk ODN biasanya menggunakan pasif splitter
http://digilib.mercubuana.ac.id/
43
3.4
Fitur-fitur Pada GPON
Keunggulan pada GPON dikarenakan pada teknologi ini diterapkan fitur-
fitur sebagai berikut:
3.4.1 Operasi Panjang Gelombang
Pada GPON, operasi panjang gelombang yang dialokasikan untuk
transmisi arah downstream adalah 1480-1500 nm, sedangkan untuk transmisi arah
upstream operasi panjang gelombang yang dialokasikan adalah 1260-1360 nm.
Sebagai tambahan operasi panjang gelombang 1550-1560 nm dapat digunakan
untuk teknologi distribusi video RF pada arah downstream. Panjang gelombang
upstream dan downstream dibedakan agar tidak terjadi interferensi sehingga pada
GPON antara sentral dan pelanggan hanya akan menggunakan satu serat saja.
Gambar 3.5 Konfigurasi Triple Play GPON [4]
http://digilib.mercubuana.ac.id/
44
3.4.2 FEC
Forward Error Control (FEC) adalah suatu teknik pada proses transmisi
dimana data yang akan dikirim dikodekan sehingga error yang terjadi dapat
dideteksi dan dikoreksi. Pada metode FEC, bit bit redudansi ditambahkan pada
saat proses transmisi bersamaan dengan informasi. Jumlah bit bit redudansi
sangatlah sedikit dibandingkan dengan informasiya. Penambahan metode FEC
berdampak pada bertambahnya link budget sebesar 3-4 dB. Oleh karenanya,bit
rate yang lebih tinggi dan jarak yang makin jauh antara OLT dan ONU bukanlah
menjadi permasalahan. Berikut ini adalah contoh suatu FEC encoder dan decoder
yang diterapkan pada GPON.
Gambar 3.6 FEC pada GPON [2]
Pada sistem FEC pada GPON diatas, encoder akan menyisipkan 16 bit
redudansi untuk setiap blok bit informasi yang berjumlah 239 bit. Bit redudansi
disisipkan pada akhir blok sehingga total bit pada tiap blok yang dikirim
berjumlah 255 bit.
Pada decoder, tiap satu blok bit yang diterima akan dilakukan
pendeteksian error beserta lokasi bit yang error. Setelah error dideteksi maka error
tersebut akan dikoreksi sesuai informasi awalnya. Jumlah error yang dapat
dideteksi dan dikoreksi pada sistem diatas hanya berjumlah 8 bit.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
45
3.4.3 T-CONT
T-CONT adalah sebuah fitur pada GPON yang berfungsi sebagai pengatur
alokasi bandwidth upstream pada GPON. T-CONT biasanya digunakan untuk
meningkatkan penggunaan bandwidth upstream pada GPON. Terdapat 5 tipe TCONT yang bisa dialokasikan untuk user :
1.
T-CONT tipe 1 : menjamin alokasi bandwidth yang pasti stabil untuk aplikasi
yang sensitive terhadap delay, contoh aplikasinya adalah layanan VOIP.
2.
T-CONT tipe 2 : menjamin alokasi bandwidth yang stabil untuk aplikasi
yang tidak sensitive terhadap delay, contohnya aplikasinya adalah layanan
video.
3.
T-CONT tipe 3 : gabungan dari bandwidth minimal yang terjamin pasti
ditambah bandwidth yang belum terjamin, contoh aplikasinya adalah
pengiriman data-data penting.
4.
T-CONT tipe 4 : mengalokasikan bandwidth secara best effort, sehingga
berubah-ubah secara dinamis tanpa ada bandwidth yang pasti, contohnya
adalah layanan internet.
5.
T-CONT tipe 5 : gabungan semua servis sebelumnya.
3.4.4
Dynamic Bandwidth Allocation
Dynamic
Bandwidth
Allocation
(DBA)
adalah
metode
yang
memungkinkan adaptasi alokasi bandwidth pada user berdasarkan kebutuhan
traffic. DBA dikontrol oleh OLT, yang mengalokasikan volume bandwidth
kepada ONU. Metode ini hanya berfungsi pada transmisi upstream. Proses yang
terjadi adalah blok DBA pada OLT mengumpulkan informasi secara terus
http://digilib.mercubuana.ac.id/
46
menerus dan mengirim hasil algoritma berbentuk bandwidth map kepada ONU.
Berdasarkan bandwidth map tersebut, setiap ONU mengirimkan data upstream
pada masing-masing time slot yang telah disediakan. Terdapat dua mode DBA
yaitu :
1. SR (Status-Reporting)-DBA
Berdasarkan algoritma sebelumnya, OLT mengirimkan bandwidth map dalam
header frame data downstream. Berdasarkan informasi alokasi bandwidth, ONU
mengirimkan status report dari data yang sedang menunggu dalam T-CONT
dalam time slot yang sudah disediakan. OLT menerima status report dari ONU,
lalu mempebaharui bandwidth map melalui algoritma DBA dan mengirimkan
bandwidth map yang baru ke dalam frame selanjutnya. ONU kemudian menerima
bandwidth map terbaru dari OLT dan mengirim data ke time slot yang sudah
disiapkan.
2. NSR (Non Status Reporting)-DBA
NSR adalah skema algoritma yang memprediksi alokasi bandwidth setiap ONU
berdasarkan trafik dari ONU. Langkah pertama adalah memantau jumlah sel yang
diterima oleh OLT sesuai dengan interval yang telah ditetapkan. Hasil yang
diperoleh kemudian dihitung laju utilisasinya. Setelah itu, analisa kemacetan data
dengan membandingkan laju utilisasi dengan batas yang telah ditetapkan.
3.4.5
Keamanan
Fungsi dasar GPON adalah menyebarkan data downstream kepada semua
ONU dimana setiap ONU telah menetapkan kapan data tersebut sampai. Oleh
karena itu, beberapa user dengan maksud yang jahat dapat memprogram ulang
http://digilib.mercubuana.ac.id/
47
ONU masing-masing, dan dapat menangkap seluruh data downstream milik ONU
yang terhubung pada OLT. Pada bagian upstream, GPON menggunakan koneksi
point-topoint yang membuat seluruh trafik menjadi aman dari penyadapan. Oleh
karena itu, untuk setiap informasi upstream seperti security key dapat dengan
tenang dikirim dalam bentuk teks yang jelas.
Berdasarkan hal tersebut, rekomendasi GPON yakni G.984.3, menetapkan
penggunaan dari mekanisme keamanan informasi untuk memastikan penggunapengguna diijinkan untuk dapat mengakses hanya yang termasuk dalam data
mereka. Algoritma enkripsi yang digunakan adalah Advanced Encryption
Standard (AES) yang hanya menerima 128, 192, dan 256 byte kunci yang
membuat enkripsi menjadi sangat kompleks. Sebuah kunci dapat berubah secara
periodik tanpa perlu mengganggu jalannya informasi untuk meningkatkan
keamanan.
3.4.6 Proteksi
Arsitektur proteksi dari GPON dipertimbangkan untuk meningkatkan
kehandalan jaringan akses. Namun, proteksi dipertimbangkan sebagai mekanisme
pilihan karena implementasinya tergantung pada realita sistem ekonomi. Terdapat
dua tipe proteksi switching yakni Automatic Switching dan Forced Switching.
Automatic Switching berjalan berdasarkan deteksi kesalahan, contohnya seperti
sinyal dan frame yang hilang, serta degradasi sinyal, dan lain-lain. Sedangkan
Forced Switching berjalan berdasarkan administrative events, seperti fiber
rerouting, fiber replacement, dan lain-lain.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
48
3.5
Transmisi Data Pada GPON
GPON menggunakan GPON Encapsulation Method (GEM) sebagai
metode yang mengenkapsulasi data melalui GPON. Meskipun setiap tipe data
dapat dienkapsulasi, pada kenyataannya hal tersebut bergantung pada layanan
yang diminta. GEM melakukan komunikasi connection-oriented.
3.5.1
Downstream GPON
Trafik downstream dikirimkan dari OLT ke semua ONU dengan cara Time
Division Multiplexing (TDM). Setiap ONU hanya akan mengambil frame yang
ditujukan untuknya yang telah dienkripsi. Frame downstream mengandung
physical control block downstream (PCBd), partisi ATM, dan partisi GEM. Frame
downstream menyediakan referensi waktu yang sama untuk PON dan
menyediakan control signaling yang sama untuk upstream. [4]
PCBd
n
Payload n
PCBd
n+1
Payload n + 1
PCBd
n+2
Tn frame = 125 µs
“Pure” ATM cells
section
TDM & data fragment
over GEM section
N = 53 bytes
Gambar 3.7 Struktur Frame Downlink [2]
Gambar di atas menunjukkan bagaimana struktur frame pada downstream
GPON. Frame untuk downstream data rate sebesar 125 us. Panjang PCBd
http://digilib.mercubuana.ac.id/
49
bergantung pada jumlah alokasi struktur per frame. Jika tidak ada data yang
dikirim, frame downstream digunakan untuk sinkronisasi waktu.
3.5.2
Upstream GPON
Trafik upstream menggunakan Time Division Multiple Access (TDMA)
dibawah kendali OLT yang menugaskan slot variable time length setiap ONU
untuk mensinkronisasikan transmisi data burst.
Frame upstream mengandung banyak transmission burst. Setiap upstream
burst setidaknya mengandung Physical Layer Overhead Upstream (PLOu). Selain
payload, frame uplink juga dapat mengandung PLOAMu (Physical Layer
Operations, Administration and Management upstream), PLSu (Power Leveling
Sequence upstream) and DBRu (Dynamic Bandwidth Report upstream). [4]
Upstream Frame
PLOu PLOAMu PLSu
DBRu
X
Payload X
DBRu
Y
Payload Y
ONT A
PLOu
DBRu
Payload Z
Z
ONT B
Gambar 3.8 Struktur Frame Uplink [2]
Gambar di atas adalah struktur dari frame upstream. Panjang framenya
sama seperti frame downstream. Setiap frame mengandung nomor transmisi dari
satu atau lebih ONU. Selama periode alokasi, ONU dapat mengirim satu sampai
empat tipe PON overhead dan data pelanggan.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
50
3.6
Infrastruktur VLAN pada GPON
Suatu model jaringan yang tidak terbatas pada lokasi fisik seperti LAN
disebut dengan VLAN. Dengan adanya VLAN, suatu network dapat dikonfigurasi
secara virtual. VLAN yang merupakan hasil konfigurasi switch menyebabkan
setiap port switch diterapkan menjadi milik suatu VLAN. Dikarenakan berada
dalam satu segment, port-port yang berada di dalam suatu VLAN dapat saling
berkomunikasi langsung. Sedangkan port-port yang berada di luar VLAN tersebut
atau berada dalam naungan VLAN lain, tidak dapat saling berkomunikasi
langsung karena VLAN tidak meneruskan broadcast. [4]
VLAN yang memiliki kemampuan untuk memberikan keuntungan
tambahan dalam hal keamanan jaringan tidak menyediakan pembagian /
penggunaan media / data dalam suatu jaringan secara keseluruhan. Switch pada
jaringan menciptakan batas-batas yang hanya dapat digunakan oleh computer
yang termasuk VLAN tersebut. Hal ini mengakibatkan administrator dapat
dengan mudah mensegmentasi pengguna, terutama dalam penggunaan media /
data yang bersifat rahasia kepada seluruh pengguna jaringan yang tergabung
secara fisik.
Salah satu kelebihan yang diberikan oleh penggunaan VLAN adalah
control administrasi secara terpusat, artinya aplikasi dari manajemen VLAN dapat
dikonfigurasikan, diatur dan diawasi secara terpusat, pengendalian broadcast
jaringan, rencana perpindahan, penambahan, perubahan, dan pengaturan akses
khusus ke dalam jaringan serta mendapatkan media / data yang memiliki fungsi
yang penting dalam perencanaan dan administrasi di dalam grup tersebut
semuanya dapat dilakukan secara terpusat.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
51
Dengan
adanya
pengontrolan
manajemen
secara
terpusat
maka
administrator jaringan juga dapat mengelompokkan grup-grup VLAN secara
spesifik berdasarkan pengguna dan port dari switch yang digunakan, mengatur
tingkat keamanan, mengambil dan menyebar data melewati jalur yang ada,
mengkonfigurasi komunikasi yang melewati switch, dan memonitor lalu lintas
data serta penggunaan bandwidth dari VLAN dalam jaringan.
LAN yang menggunakan hub dan repeater untuk menghubungkan
peralatan komputer satu dengan lain yang bekerja pada lapisan physical memiliki
kelemahan, peralatan ini hanya meneruskan sinyal tanpa memiliki pengetahuan
mengenai alamat-alamat yang dituju. Peralatan ini juga hanya memiliki satu
collision domain sehingga bila salah satu port sibuk maka port-port yang lain
harus menunggu. Walaupun peralatan dihubungkan ke port-port yang berlainan
dari hub.
Berbeda dari hub yang digunakan pada jaringan LAN, switch yang bekerja
pada lapisan datalink memiliki keunggulan dimana setiap port didalam switch
memiliki collision domain sendri-sendiri. Oleh sebab itu switch sering disebut
multiport bridge. Switch mempunyai tabel penerjemah pusat yang memiliki daftar
penerjemah untuk semua port. Switch menciptakan jalur yang aman dari port
pengirim dan port penerima sehingga jika dua host sedang berkomunikasi lewat
jalur tersebut, mereka tidak mengganggu segmen lainnya. Jadi jika satu port
sibuk, port-port lainnya tetap dapat berfungsi.
http://digilib.mercubuana.ac.id/