ANALISIS DAN PERANCANGAN TEKNOLOGI GPON SEBAGAI PERANGKAT AKSES DALAM MENYALURKAN TRIPLE PLAY SERVICE OLEH PT. TRANSDATA SATKOMINDO Fadhli Azis Universitas Bina Nusantara, Jakarta, DKI Jakarta, Indonesia
Mikael Kristianto Purnama Universitas Bina Nusantara, Jakarta, DKI Jakarta, Indonesia Dan
Jefriansyah Hertikawan Universitas Bina Nusantara, Jakarta, DKI Jakarta, Indonesia
Fauzie Dahmir Kddsn : D1524
ABSTRAK The purpose of this study was to understand the component and function of GPON devices to build triple play services, to understand the working principles of GPON technology, and also to evaluate the using of GPON technology as an access device for delivering triple play services. Research methods applied were collect the data that related to the research topic, then analyze the obtained data and the last will explain the process of the GPON technology's design for delivering triple play services. The results of the research is gaining an understanding of using GPON technology as an access device for delivering triple play services that the GPON technology is a renewal of MSAN technology, that has been installed previously, that incapable in terms of functionality for delivering triple play services to the customers. It is concluded that the GPON technology could be the solution for accessing the triple play services that are faster, more effective and more reliable. Key Word : Analysis, Design, GPON, Triple Play Services Tujuan Penelitian ini memahami komponen penyusun dan fungsi perangkat GPON untuk membangun triple play service, memahami prinsip kerja teknologi GPON, dan mengevaluasi penggunaan teknologi GPON sebagai perangkat akses dalam menyalurkan triple play service. Metode Penelitian dengan melakukan pengumpulan data terkait dengan topik penelitian, kemudian melakukan analisa terhadap data yang diperoleh dan terakhir akan menjelaskan proses perancangan teknologi perangkat akses GPON dalam menyalurkan triple play service. Hasil yang dicapai adalah mendapatkan pemahaman dalam penggunaan teknologi GPON sebagai perangkat akses dalam menyalurkan triple play service. Dimana teknologi GPON ini sebagai pembaharuan dari teknologi MSAN yang telah dipasang sebelumnya yang dinilai tidak cukup mampu dari segi fungsionalitas menyalurkan triple play service ke pelanggan. Simpulan adalah dengan teknologi GPON dapat dijadikan solusi untuk pengaksesan layanan triple play service yang lebih cepat, efektif dan handal. Kata Kunci : Analisis, Perancangan, GPON, Triple Play Service
1. PENDAHULUAN Seiring dengan perkembangannya, teknologi memegang peranan penting di hampir semua sektor kehidupan, tak terkecuali pada sektor telekomunikasi dan komunikasi. Semakin beragamnya aktifitas manusia, semakin menuntut adanya teknologi yang dapat membantu jalannya komunikasi maupun transaksi dengan lebih cepat, mudah, dan efisien. Triple Play Service adalah layanan yang dibutuhkan saat ini, dimana layanan komunikasi data, suara, dan video melewati akses broadband didapatkan hanya dengan berlangganan satu jenis media koneksi saja. Dibutuhkan perangkat akses yang canggih serta handal agar dapat menyalurkan triple play service langsung kepada pelanggan. MSAN (Multi Service Access Node), sebuah teknologi akses data yang awalnya diharapkan dapat mendukung triple play service, sudah mulai ditinggalkan karena kinerja dan fungsionalnya. Kurang optimalnya kinerja MSAN dalam pengaksesan layanan video dalam Triple Play Service serta peralihan teknologi cabling dari kabel tembaga menjadi kabel fiber optik sebagai media penghantar layanan menjadi alasan utama diperlukannya pembaharuan teknologi yang dapat mengatasi keterbatasan teknologi MSAN. GPON (Gigabit Passive Optical Network), sebuah teknologi perangkat akses terbaru saat ini yang berbasiskan kabel fiber optik diharapkan mampu menyalurkan triple play service secara lebih efektif dan optimal. GPON merupakan salah satu teknologi yang dikembangkan oleh ITU-T (International Telecommunication Union). GPON diharapkan mampu mengakomodasi layanan broadband yang semakin meledak di masa depan. Beberapa layanan yang sekarang sedang berkembang adalah IPTV, video conference, interactive game, video on demand jelas akan memakan bandwidth yang besar. GPON merupakan teknologi pendukung jaringan berbasis FTTx yang dapat menghantarkan service sampai ke premise pelanggan menggunakan kabel fiber optic. Keunggulannya adalah bandwidth yang ditawarkan bisa mencapai 2.488 Gb/s (downstream) sampai kepada pelanggan. PT Transdata Satkomindo adalah satu-satunya authorized vendor di Indonesia produk perangkat akses merk ZTE, menyediakan tempat peneliti untuk melakukan analisa tentang komponen, prinsip kerja dan Link Power Budget pada GPON, serta mengevaluasi kualitas jaringan dan development cost pada perangkat MSAN dan GPON dalam penyalurkan Triple Play Service.
2. METODOLOGI PENELITIAN Metodologi yang digunakan untuk menunjang penelitian ini adalah : 1.Melakukan wawancara pada pihak PT. Transdata Satkomindo. 2.Melakukan observasi di PT. Transdata Satkomindo. 3.Melakukan pengukuran kualitas perangkat pada PT. Transdata Satkomindo dan PT. Telkom 4.Studi literatur di perpustakaan dan internet. 5.Analisis sistem lama yang berjalan di PT. Transdata Satkomindo 6.Melakukan evaluasi terhadap teknologi yang lama dan baru.
3. LANDASAN TEORI 3.1 Kabel Optik Fiber optik adalah suatu filamen (serabut) yang terbuat dari serat kaca yang merupakan light wave guide atau pemandu gelombang optik yang mampu menyalurkan informasi dalam bentuk cahaya. (Anita : 2008). Arsitektur Jaringan Fiber Optik Secara Umum : a. Fiber To The Curb (FTTC) b. Fiber To The Building (FTTB) c. Fiber To The Home (FTTH)
3.2 Tripe Play Sevice
Triple Play Service adalah layanan Voice, Video dan Data yang disebarkan melalui jaringan broadband. Triple Play Service atau yang secara harfiahnya dapat diartikan sebagai “tiga permainan” sebenarnya merupakan julukan bagi kebutuhan para pengguna teknologi komunikasi akan jalur komunikasi data yang cepat, lebar, dan dapat memainkan berbagai macam peranan bagi mereka. 1. Aplikasi Data Untuk memenuhi kebutuhan internet dengan kecepatan yang tinggi dan memuaskan, jaringan Triple Play Service harus memiliki minimum bandwidth sebesar 512 Kbps untuk dapat mengakses layanan data dengan baik. 2. Aplikasi Video Untuk menghantarkan komunikasi yang berupa informasi video, sebuah jaringan Triple Play Service haruslah memiliki minimum bandwidth sebesar 6 Mbps untuk dapat mengakses layanan video dengan baik. 3. Aplikasi Voice Aplikasi suara sama sensitifnya dengan aplikasi video. Untuk dapat mendukung servis ini dengan lancar dibutuhkan minimum bandwidth sebesar 8 Kbps untuk dapat mengakses layanan voice dengan baik.
3.3 MSAN Multi Service Access Node (MSAN) adalah layanan multiservice yang sejalan dengan NGN yang menyediakan fungsi broadband akses multiplexer sebagai IP DSLAM yang berdasarkan pada teknologi IP, ATM atau TDM melalui jaringan kabel tembaga atau fiber optik Atribut Utama MSAN adalah perpaduan fleksibel dari layanan broadband dan narrowband yang dapat diintegrasikan dari sebuah single platform seperti : 1) Layanan a. Voice : POTS (Plain Old Telephone Service), VoIP (Voice Internet Protocol), ISDN (Integrated Services Digital Network). b. Data / broadband : TDM (Time Division Multiplexing) leased line (Leased line : 2 Mbit/s, nx64 Kbit/s, subrate), ADSL. 2) Transmisi Transmisi yang dapat digunakan oleh MSAN meliputi : a. SDH (Synchronous Digital Hierarchy). b. Ethernet. 3) Topologi MSAN dapat mendukung topologi yang berbeda-beda untuk konfigurasi jaringan yang berbeda-beda yaitu : a. Star. b. Tree. c. Ring. MSAN memungkinkan beragam aplikasi penggelaran fiber optik FTTx yang mungkin seperti : FTTO (Fiber to The Office), FTTC (Fiber To The Curb), FTTB (Fiber To The Building). 4) Fleksibel Service Access MSAN memiliki fleksibilitas untuk akses layanan dalam hal penyediaan akses pelanggan berupa akses tembaga untuk voice dan DSL service menggunakan combo card serta optik untuk layanan Ethernet (FTTx).
3.4 GPON GPON (Gigabit Passive Optical Network) merupakan teknologi akses yang berkategori Broadband Access dan berbasis kabel fiber optik yang dikembangkan oleh ITU-T via G.984. Prisip 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 ke berbagai ONT. Untuk ONT sendiri akan memberikan data – data dan sinyal yang diinginkan oleh user. Komponen-komponen pada teknologi GPON antara lain yaitu :
1) Sumber cahaya Sumber cahaya yang digunakan untuk memancarkan cahaya yang membawa informasi merupakan hasil pengubahan sinyal listrik menjadi sinyal optik. 2) Serat optik yang digunakan Jenis serat optik yang digunakan dalam GPON yang diaplikasikan untuk komunikasi jarak jauh harus memiliki kemampuan untuk membawa banyak sinyal dengan laju bit yang tinggi. 3) Optical Line Termination (OLT) Optikal Line Termination sebagai daerah pusat dari sistem jaringan merupakan gabungan dari CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing), Gigabit Ethernet (GbE) dan SONET/SDH yang dipergunakan untuk mentransmisikan suara, data dan video yang melewati GPON. OLT mempunyai fungsi untuk melakukan konversi dari sinyal elektrik menjadi optik. 4) Optical Network Terminal (ONT) Optical Network Terminal berada di sisi pelanggan dari sistem jaringan mempunyai tugas utama yaitu dipergunakan untuk mentransmisikan suara, data dan video yang melewati jaringan GPON kepada para pelanggan dan OLT. 5) Splitter Splitter adalah optical fibre coupler sederhana yang membagi sinyal optik menjadi beberapa path (multiple path) atau sinyal – sinyal kombinasi dalam satu path. Selain itu, splitter juga dapat berfungsi untuk merutekan dan mengkombinasikan berbagai sinyal optik. 6) Splicer Alat sambung Serat Optik dikenal dengan sebutan fusion splicer yaitu suatu alat yang digunakan untuk menyambung core serat optik yang berbasis kaca yang mengimplementasikan daya listrik yang sudah dirubah menjadi sebuah media sinar berbentuk sinar laser yang berfungsi memanasi kaca yang putus pada core sehingga terhubung kembali secara baik. 7) Konektor Konektor terdapat pada ujung dari serat optik yang terhubung langsung pada perangkat. Konektor pada fiber optik terbuat dari material yang sederhana seperti plastik, karet dan kaca sehingga lebih praktis.
Tabel 1. Standar dari Teknologi GPON Karakteristik Standardization Frame Speed Upstream Speed Downstream Service Transmission Distance Number of Branches Wavelength Up Wavelength Down Splitter
GPON ITU-T G.984 ATM / GEM 1.244 Gbps 2.488 Gbps Data, Voice, Video 10 km / 20 km 64 1310 nm 1490 nm Passive
4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Persiapan Implementasi 4.1.1 Hardware a.
OLT (Optical Line Termination) Terletak pada sisi STO yaitu di PT. Telkom (Jatinegara div. MSC). Merek yang digunakan adalah ZTE dengan tipe ZXA10 C220
b. c.
ODN (Optical Distribution Network) Terletak di sepanjang jalan antara OLT dan ONT. Berupa Kabel fiber optik dan spliter ONT/U (Optical Network Termination/Unit) Terletak pada sisi pelanggan di Jati Bening. Merek ZTE dengan tipe ZXA10 F820.
4.1.2 Software a.
b.
Netnumen Sebuah aplikasi yang digunakan oleh PT. Transdata Satkomindo untuk melakukan proses monitoring jaringan GPON. CLI (Command Line Interface) Aplikasi yang biasa digunakan oleh teknisi PT. Transdata Satkomindo dalam melakukan konfigurasi jaringan
Arsitektur Teknologi GPON (Pada FTTH)
Gambar 2. Topologi GPON di Jatibening
4.2 Evaluasi 4.2.1 Evaluasi Triple Play Service Percobaan pertama dilakukan dengan melakukan perbandingan pengukuran antara bandwidth yang dibutuhkan dengan kapasitas bandwidth pada perangkat akses yang digunakan untuk mengimplementasikan Triple Play Service pada PT. Telkom IPTV (Groovia TV) = 6 Mbps (0.75 MB/s) Data = 512 Kbps (64 KB/s) VoIP = 8 Kbps (1 KB/s) Total layanan triple play service = 6,52 Mbps (815 KB/s)
MSAN Bandwidth yang mampu lewat : 24 Mbps. Jika di lakukan full pemasangan dengan 32 user, maka sisa bandwidth yang dimiliki sebesar 750 Kbps
GPON Bandwith yang mampu lewat : 2,488 Gbps. Jika di lakukan full pemasangan dengan 128 user, maka bandwidth pada masing – masing user, yaitu sebesar 18,75 Mbps atau sebesar 18750 Kbps.
Dalam perbandingan digunakan perhitungan antara kebutuhan bandwidth pada Triple Play Service dengan perangkat akses yang digunakan. Nilai kapasitas bandwidth yang didapat pada GPON lebih besar daripada MSAN, dimana pada GPON sudah dapat mengimplementasikan Triple Play Service sedangkan MSAN hanya dapat mengakses layanan Data dan Voice.
4.2.2 Evaluasi Link Power Budget Percobaan selanjutnya dilakukan dengan melakukan perhitungan terhadap Link Power Budget. Dimana GPON Link Power Budget adalah suatu tindakan mengukur kekuatan sinyal redaman antara OLT dan ONT. Panjang gelombang antara OLT dan ONT ditetapkan dari standar perangkat kabel fiber yang digunakan adalah 1310 nm.
Jarak (km)
Remaining Link Power Budget 1 5 10 15
8.05 6.65 4.6 3.15
Remaining Link Power Budget 9 8 7 6 5 Remaining Link Power Budget
4 3 2 1 0 0
5
10
15
20
Gambar 3. Grafik Remaining Link Power Budget Pada 4 Pelanggan Berdasarkan perhitungan didapat bahwa jarak mempengaruhi nilai dari Remaining Link Power Budget, dimana semakin besar jarak pengimplementasi maka semakin kecil nilai Remaining Link Power Budget. Dan jarak maksimum yang dapat ditempuh pada teknologi GPON adalah sebesar 15 km. Perhitungan nilai didapat berdasarkan perangkat yang digunakan pada OLT merk ZTE dengan tipe ZXA10 C220 dan ONT merk ZTE dengan tipe ZXA10 F820. Dimana diterapkan standar detector sensitivity pada OLT sebesar -30 dBm dan standar output power pada ONT sebesar +2 dBm. Pada ONT ditetapkan standar output power +2 dBm dan OLT ditetapkan standar detector sensitivity -30 dBm.Maka untuk mencari total link power budget antara ONT dan OLT. Maka untuk mencari total link power budget antara ONT dan OLT digunakan perhitungan :
Link Power Budget = ONT - OLT = 2 – (-30) = 32 dB. Total link budget sebesar 32 dB akan loss oleh beberapa elemen seperti splitter, connector, splice dari kabel optik yang besar nilainya bervariasi, optical attennuation sebesar 0.35 dB/km, dan lain-lain. Untuk proses implementasi yang diinzinkan adalah total loss power harus lebih kecil dari total link power budget serta batas minimal dari sisa margin adalah 3.15 dB.
4.2.3 Evaluasi Pengukuran Kualitas Jaringan Percobaan selanjutnya dilakukan dengan melakukan perbandingan pengukuran kualitas jaringan pada perangkat MSAN dan GPON. Aplikasi yang digunakan dalam pengukuran adalah aplikasi khusus yang dimiliki Telkom untuk memonitor kualitas jaringan perangkat melalui remote akses langsung ke perangkat lewat koneksi jaringan, yaitu aplikasi Embassy. Parameter yang digunakan untuk melakukan pengukuran pada kualitas jaringan perangkat adalah : 1. Line Rate Kecepatan pengiriman data dari metro menuju pengguna Pelanggan 1 (1 Km) 2 (5 Km) 3 (10 Km) 4 (15 Km)
Line Rate (Upstream) MSAN 1258.45 1011.52 921.98 793.11
GPON 1394.63 1156.12 1034.78 932.41
1600
Line Rate (Downstream) Pelanggan MSAN GPON 1 (1 Km) 7149.76 7685.85 2 (5 Km) 6956.12 7421.35 3 (10 Km) 6757.78 7132.63 4 (15 Km) 6504.36 6862.42 7800
1400
7600
1200
7400
1000
7200
800
MSAN
600
GPON
MSAN
7000
GPON
6800 400 6600
200
6400
0 0
1
2
3
4
0
5
2
4
6
Gambar 4. Line Rate Upstream dan Downstream
2.
Attenuation Nilai kualitas sinyal yang terdegradasi (melemah) Pelanggan 1 (1 Km) 2 (5 Km) 3 (10 Km) 4 (15 Km)
Attenuation (Upstream) MSAN 6.14 7.28 9.28 10.93
GPON 2.73 4.55 4.98 5.72
12
Attenuation (Downstream) Pelanggan MSAN GPON 1 (1 Km) 8.67 5.65 2 (5 Km) 11.34 7.26 3 (10 Km) 13.79 8.61 4 (15 Km) 15.13 9.06 16 14
10
12 8
10
6 4
MSAN
8
MSAN
GPON
6
GPON
4 2
2 0
0 0
1
2
3
4
5
0
2
4
6
Gambar 5. Attenuation Upstream dan Downstream 3.
SNR (Signal to Noise Ratio) Perbandingan ratio antara kekuatan sinyal (signal strength) dengan kekuatan derau.
Pelanggan 1 (1 Km) 2 (5 Km) 3 (10 Km) 4 (15 Km)
SNR (Upstream) MSAN 25.87 23.01 22.18 21.23
GPON 35.21 30.36 29.12 28.57
Pelanggan 1 (1 Km) 2 (5 Km) 3 (10 Km) 4 (15 Km)
40
35
35
30
30
SNR (Downstream) MSAN 22.93 22.17 19.79 18.32
GPON 31.76 28.79 28.65 24.89
25
25
20
20
MS AN
15
GPON
MSAN 15
GPON
10
10
5
5
0
0 0
1
2
3
4
0
5
2
4
6
Gambar 6. SNR (Signal to Noise Ratio) Upstream dan Downstream
4.
Attainable Rate Nilai yang menunjukan kapasitas bandwidth maksimum yang dapat ditransmisikan melalui jaringan.
Attainable Rate (Upstream) MSAN GPON 1135,78 1160,89 1061,29 1089,31 1042,85 1064,29 1017,57 1049,34
1 (1 Km) 2 (5 Km) 3 (10 Km) 4 (15 Km)
Attainable Rate (Downstream) Pelanggan MSAN GPON 1 (1 Km) 10753,87 26036,47 2 (5 Km) 8957,46 23674,38 3 (10 Km) 8473,34 20765,81 4 (15 Km) 8164,78 17433,98 30000
1200
25000
1160
20000 1120 MSAN 1080
GPON
1040
MSAN
15000
GPON
10000 5000 0
1000 0
1
2
3
4
5
0
2
4
6
Gambar 7. Attanaible Rate Upstream dan Downstream Dari ke-empat gambar diatas, dapat dilihat perbedaan antara kualitas jaringan yang dihasilkan oleh sistem GPON dan MSAN. Sistem GPON memiliki kualitas jaringan yang lebih tinggi dari pada sistem MSAN. Sistem GPON juga memiliki kestabilan dan redaman yang lebih kecil dari pada sistem MSAN. Hal ini dapat dilihat dari empat parameter penting yaitu Line Rate, SNR (Signal to Noise Ratio), Attenuation dan Attainable Rate.
4.2.4 Evaluasi Development Cost Untuk melihat sejauh mana besarnya nilai CAPEX (Cost Of Capital Expense) yang harus dikeluarkan untuk mengimplentasikan perangkat yang dapat mengakses triple play service, dilakukan analisa serta evaluasi dari perangkat teknologi MSAN dan GPON. Perhitungan harga MSAN adalah dengan menggunakan harga perangkat pada tahun 2009 dan harga perangkat GPON pada tahun 2012.
Tabel 2. Product Summary MSAN Product Summary
S/N
Item
I
Equipment
1
MSG 5200 multi-service users module (U300)
1.1
MSG 2000
2 2.1
Price(IDR)
1,643,716,477.00
Hardware and Software commisioning Hardware and Software commisioning
70,000,000.00
Total
1,713,716,477.00
Perhitungan adalah dari total biaya instalasi perangkat MSAN. Hasil perhitungan menunjukan biaya total instalasi awal dan jasa pemasangan sebesar Rp. 1.713.716.466,00.
Tabel 3. Product Summary GPON Product Summary
S/N
Item
1
PON Central Equipment Configuration
650,517,200.00
2
ZXA10 GPON ONT OPTIONS
408,000,000.00
3
Rectifier Catu Daya
110,958,300.00
4
Hardware and Software Comissioning
Total
Price(IDR)
35,000,000.00 1,204,475,500.00
Perhitungan dari total biaya instalasi perangkat GPON. Hasil perhitungan menunjukan biaya total instalasi awal dan jasa pemasangan sebesar Rp. 1.204.475.500,00. Dari kedua tabel perbandingan harga diatas, didapat hasil bahwa total biaya implementasi perangkat MSAN lebih mahal dibandingkan biaya implementasi perangkat GPON.
5. SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan 1. 2.
3.
4.
GPON (Gigabit Passive Optical Network) telah dapat menghantarkan triple play service dengan lebih baik dibandingkan dengan MSAN (Multi Service Access Node). Pada Link Power Budget, semakin jauh jarak antara OLT dan ONT maka nilai Remaining Link Power Budget semakin kecil. Jarak maksimal OLT dan ONT agar teknologi GPON dapat diimplementasikan secara optimal adalah 15 km. Perangkat akses teknologi GPON memiliki nilai Line Rate, Attenuation, SNR (Signal Noise to Ratio), dan Attanaible Rate lebih baik daripada perangkat akses teknologi MSAN sehingga kualitas sinyalnya yang dihantarkan lebih baik. Dari segi biaya dan proses instalasi, teknologi GPON lebih efisien dan optimal daripada MSAN.
5.2 Saran 1.
2.
Untuk menerapkan jaringan NGN (Next Gewneration Network), pemanfaatan teknologi GPON sebagai perangkat akses dalam menyalurkan triple play service dipandang perlu di implementasikan secara luas dan menyeluruh di Indonesia Untuk penelitian selanjutnya, perlu adanya kajian yang lebih mendalam mengenai kualitas teknologi GPON dari sisi pelanggan.
6. REFERENSI Admin (2011). PT Transdata Satkomindo. Diakses pada 2012, 21 Oktober 2012, dari : http://www.transatkomindo.co.id/index.php Admin. (2012). Sejarah perkembangan telekomunikasi dunia. Diakses pada 2012, 19 November 2012, dari : http://klik-sekali.blogspot.com/2012/02/sejarah-perkembangan-telekomunikasi.html Admin. (2012). Daftar Istilah. Diakses pada 2012, 21 September, dari : http://www.telkom.co.id/hubunganinvestor/daftar-istilah-faq/ Andri. (2011). Serat Optik. Diakses pada 2012, 21 September, dari : http://andri_mz.staff.ipb.ac.id/seratoptik/ Cahone, Aisyah. (2008). Multi Service Access Node (MSAN). Diakses pada 2012, 19 September, dari : http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_content&view=article&id=359:multi-serviceaccess-node-msan&catid=10:jaringan&Itemid=14 Freeman, Roger L. (2005). Fundamentals of Telecommunications, New Jersey : John Wiley & Sons Hambali, Akhmad, Ir., MT. (2010). Perancangan Jaringan Akses Fiber To The Home (Ftth) Menggunakan Teknologi Gigabit Passive Optical Network (Gpon) Di Perumahan Setraduta Bandung, Bandung. ITU-T Recommendation G.984.2 (2003) , Gigabit – Capable Passive Optical Network (G-PON) : Physical Media Dependent (PMD) Layer Spesefication. Lukas, Jonathan. (2006). Jaringan Komputer, Jakarta : Graha Ilmu, edisi pertama. Suryati dan Anita Fauziah. (2008). Penyambungan Fiber Optik Menggunakan ARC Fusion FSM-50S Dan Pengukuran OTDR. Jurnal Litek, 5(2), 72 Suyanto. (2007). Orasi Ilmiah Departemen Teknik Informatika STT Telkom. Bandung Tarno. (2009). Istilah Komputer DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer). Diakses pada 2012, 19 September, dari : http://www.indonesiatypeapproval.grandong.com/2009/04/istilahkomputer-dslam-digital.html Undang-Undang No.36 Tahun 1999 Pasal 3 Undang-Undang Republik Indonesia No. 36 Tahun 1999 tanggal 8 September 1999 Widanto. (2009). Implementasi Layanan Triple Play pada Jaringan Berbasis IP dengan Mengintegrasikan Openfire dan Trixbox. Diakses pada 2012, 20 November 2012,dari: http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_repository&Itemid=34&task=detail&nim=111051 028
7. RIWAYAT PENULIS Fadhli Azis lahir di kota Padang tanggal 05 Januari 1992. Penulis menamatkan pendidikan S1 di Universitas Bina Nusantara dalam bidang Teknik Informatika pada tahun 2013. Mikael Kristianto Purnama lahir di kota Padang tanggal 15 Maret 1991. Penulis menamatkan pendidikan S1 di Universitas Bina Nusantara dalam bidang Teknik Informatika pada tahun 2013. Jefriansyah Hertikawan lahir di kota Jakarta tanggal 17 Juni 1991. Penulis menamatkan pendidikan S1 di Universitas Bina Nusantara dalam bidang Teknik Informatika pada tahun 2013.
ANALYSIS AND DESIGN GPON TECHNOLOGY AS AN ACCESS DEVICE IN ORDER TO DISTRIBUTE TRIPLE PLAY SERVICE BY PT. TRANSDATA SATKOMINDO Fadhli Azis Universitas Bina Nusantara, Jakarta, DKI Jakarta, Indonesia
Mikael Kristianto Purnama Universitas Bina Nusantara, Jakarta, DKI Jakarta, Indonesia Dan
Jefriansyah Hertikawan Universitas Bina Nusantara, Jakarta, DKI Jakarta, Indonesia
Fauzie Dahmir Kddsn : D1524
ABSTRAK The purpose of this study was to understand the component and function of GPON devices to build triple play services, to understand the working principles of GPON technology, and also to evaluate the using of GPON technology as an access device for delivering triple play services. Research methods applied were collect the data that related to the research topic, then analyze the obtained data and the last will explain the process of the GPON technology's design for delivering triple play services. The results of the research is gaining an understanding of using GPON technology as an access device for delivering triple play services that the GPON technology is a renewal of MSAN technology, that has been installed previously, that incapable in terms of functionality for delivering triple play services to the customers. It is concluded that the GPON technology could be the solution for accessing the triple play services that are faster, more effective and more reliable. Key Word : Analysis, Design, GPON, Triple Play Services
1. INTRODUCTION Along with its development, technology plays an important role in almost all sectors of life, one of them was the telecommunications sector and communications. The more diversity of human activities, the more increasingly demanding of the technology that can help the communication and transactions to be more quickly, easily, and efficiently. Triple Play Services is a service that is needed today, where data, voice, and video communication services through the broadband access available by only subscribe one type of media connection. It takes a sophisticated and reliable device access in order to distribute the Triple Play Services directly to the customer. MSAN (Multi Service Access Node), a data access technology that was initially expected to support triple play services, has started to be abandoned because of it's performance and functionality. Lacking of performance of the MSAN in order to accessing video services in Triple Play Services as well as cabling technology transition from
copper wires to fiber optic cable as a medium of carriage services, be the main reason the needed of renewing technology that can overcome the limitations of the MSAN technology. GPON (Gigabit Passive Optical Network), the lastest device access technology that based on fiber optic cable are expected to delivering Triple Play Services more effectively and optimally. GPON is one of the technology that developed by the ITU-T (International Telecommunication Union). Gpon is expected to accommodate broadband service that is getting exploded in the future. Some of the services that are now being developed is IPTV, video conferencing, interactive gaming, and video on demand will obviously take a large bandwidth. GPON is supporting technology-based on FTTx networks that can deliver services to the customer premise using fiber optic cable. The benefit is offered bandwidth that can reach 2,488 Gb/s (downstream) to the customer. PT Transdata Satkomindo is the only one vendor in Indonesia that authorized the access device product brands of ZTE, providing the researchers to do an analysis of the components, working principle and the Power Link Budget on GPON, and also evaluate the quality of the network and the development cost of the MSAN and GPON devices in order to deliver Triple Play Services.
2. RESEARCH METHODOLOGY The methodology used to support this research are: 7.Conducting interviews on the PT. Transdata Satkomindo. 8.Doing field research in the PT. Transdata Satkomindo. 9.Take measurements of the quality of a device on PT. Transdata Satkomindo and PT. Telkom Telkom 10. Find the study of literature in the library and the internet 11. Analyze the running system on PT. Transdata Satkomindo 12. Doing evaluation of current and new technologies.
3. THEORETICAL a. Fiber Optic Cable Fiber optics is a filament (fiber) made from glass fibers that are light wave guide that can deliver the information in the light's form (Anita: 2008). Fiber Optic Network Architecture In General: a. Fiber To The Curb (FTTC) b. Fiber To The Building (FTTB) c. Fiber To The Home (FTTH)
b. Tripe Play Sevice Triple Play Services is a service of Voice, Video and Data that are transmitted through the broadband network. Triple Play Services or which can be interpreted literally as "three games" is actually a nickname for the needs of the communication technology users for about fast and widtsh data communication lines, and also can play a variety of roles for them.. 1. Data Application To fulfill the needs and satisfactory of high-speed internet, Triple Play Network Services must have a minimum bandwidth of 512 to get access data services well 2. Video Application To deliver information in the form of video, a Triple Play Services network must have a minimum bandwidth of 6 Mbps to be able to access video services well. 3. Voice Application To deliver information in the form of voice, a Triple Play Services network must have a minimum bandwidth of 8 Kbps to be able to access voice services well.
c. MSAN MSAN (Multi Service Access Node) is a multiservice access that being the gate of NGN (Next Generation Networking) and provides broadband function broadband access multiplexer functions as IP DSLAM technology based on IP, ATM or TDM through copper or cable networks optical. The main attribute of MSAN is a flexible blend of broadband and narrowband services that can be integrated from a single platform, such as: 1) Service a. Voice : POTS (Plain Old Telephone Service), VoIP (Voice Internet Protocol), ISDN (Integrated Services Digital Network). b. Data / broadband : TDM (Time Division Multiplexing) leased line (Leased line : 2 Mbit/s, nx64 Kbit/s, subrate), ADSL. 2) Transmission a. SDH (Synchronous Digital Hierarchy). b. Ethernet. 3) Topology a. Star. b. Tree. c. Ring. MSAN enables diverse applications of optical fiber FTTx deployment that may be as : FTTO (Fiber to the Office), FTTC (Fiber To The Curb), FTTB (Fiber To The Building). 4) MSAN have the flexibility to access services in terms of providing access to customers in the form of copper access for voice and DSL service using the combo card and also optical for Ethernet services (FTTx).
d. GPON GPON (Gigabit Passive Optical Network) is an access technology that have category-based Broadband Access and fiber optic cable developed by the ITU-T G.984. Principle of work of GPON is when the data or signals transmitted from the OLT, then there is a section named splitter that serves to enable a single optical fiber can be sent to various ONT. For the ONT itself will provide the data and the desired signal by the user. Components on GPON technology : 8) The source of light The source of light used to emit light that carries information is the result of the conversion of electrical signals into optical signals. 9) Fiber optics that is used The type of optical fibers that used in GPON applied to long distance communication must have the power of bringing many signals with a high bit rate. 10) Optical Line Termination (OLT) Optical Line Termination as the central area of networks was a combination of CWDM ( Coarse Wavelength Division Multiplexing ), Gigabits Ethernet ( GbE ) and SONET / SDH that used for transmitting sound, data and video. OLT has a function to do the conversion from electrical signals into optic. 11) Optical Network Terminal (ONT) Optical Network Terminal located on the side of the customer's network system has the main task that is used for transmitting data, videp and voice that passes through GPON network to customers and the OLT. 12) Splitter
Splitter is a simple optical fibre coupler that divides the signal into multiple optical paths (multiple path) or signal combination in one signal path. Besides, splitter can also serves to route and combining various optical signals. 13) Splicer The tools that connect the Optical Fiber known as fusion splicer is a device that used to connect the core of optical fiber that implements the power outage which has been revamped into a beam of laser light shaped media that hotted up the disconnect glass on the core so that it linked back along well. 14) Connectors There are connectors on the ends of optical fibers that connect directly on the device. Connectors on optical fiber made from simple material like plastic, rubber and glass so that making it more practical.
Table 1. GPON Technology Standardization Karakteristik Standardization Frame Speed Upstream Speed Downstream Service Transmission Distance Number of Branches Wavelength Up Wavelength Down Splitter
GPON ITU-T G.984 ATM / GEM 1.244 Gbps 2.488 Gbps Data, Voice, Video 10 km / 20 km 64 1310 nm 1490 nm Passive
4. RESULTS AND DISCUSSION 4.1 Preparation of Implementation 4.1.1 Hardware d.
e. f.
OLT (Optical Line Termination) Located on the STO side at PT. Telkom (Jatinegara div. MSC). Brand of the device used was the ZTE ZXXA10 C220. ODN (Optical Distribution Network) Located along the road between OLT and ONT in the form of fiber optic cable and spliter ONT/U (Optical Network Termination/Unit) Located on the side of the customer in Jatibening. Use ZTE's brand with type ZXA10 F820 as the device.
4.1.2 Software c.
d.
Netnumen An application that used by PT. Transdata Satkomindo to perform the process of monitoring GPON networks. CLI (Command Line Interface) An application that commonly used by PT. Satkomindo Transdata technicians in doing network configuration.
GPON Technology Architecture (on FTTH)
Picture 1. GPON topology on Jatibening
4.2 Evaluation 4.2.1 Triple Play Services Evaluation The first experiment was by doing a measurement comparison between the bandwidth required with a bandwidth capacity on the access device that used to implement Triple Play Service at PT. Telkom. IPTV (Groovia TV) = 6 Mbps (0.75 MB/s) Data = 512 Kbps (64 KB/s) VoIP = 8 Kbps (1 KB/s) Total layanan triple play service = 6,52 Mbps (815 KB/s) MSAN Bandwidth capasity = 24 Mb/s If done full installation with 32 users The bandwidth that owned per user = 750 Kb/s
GPON Bandwidth capasity = 2,488 Gb/s If done full installation with 128 users The bandwidth that owned per user = 18,75 Mb/s
In a comparison used the calculation between bandwidth requirement on a Triple Play Service with the used access device. Bandwidth capacity that GPON have is larger that MSAN, which data, video and voice services can implement on GPON while MSAN only can access data and voice services.
4.2.2 Link Power Budget Evaluation The next experiments done by doing the calculation of Link Power Budget. GPON Link Power Budget is measuring the signal strength attenuation between OLT and ONT. The wavelengths between OLT and ONT set of standard fiber cable device that is used is 1310 nm.
Jarak (km)
Remaining Link Power Budget 1 5 10 15
8.05 6.65 4.6 3.15
Remaining Link Power Budget 9 8 7 6 5 Remaining Link Power Budget
4 3 2 1 0 0
5
10
15
20
Picture 2. Remaining Link Power Budget Graph on 4 Users The result of the calculation is that the distance affecting the value of remaining link power budget. Where the farther the distance, the smaller the value of remaining link power the budget. Maximum distance that can be traveled on GPON technology is 15 Km. The calculation of the value obtained was based on a device used on the OLT with ZXA10 C220 type and ONT with ZXA10 F820 type. Where applied the standard detector sensitivity on OLT is -30 dBm and output power's standard on the ONT is +2 dBm. Then to find the total link power budget between the ONT and OLT used the calculation: Link Power Budget = ONT - OLT = 2 – (-30) = 32 dB. Total link budget of 32 dB will loss by some elements such as splitter, connector, splice of large optical cable's value vary, optical attennuation of 0.35 dB/km, etc. To process the implementation, total loss power should be smaller than the total link power a budget and the minimum of the remaining margin was 3.15 dB.
4.2.3 Evaluation Of The Measurement Of Network Quality The next experiment done by compare the measurement of network device quality on GPON and MSAN devices using Embassy application. This application is useful to monitor the quality of the network device through remote access to the device via a network connection.
5.
The parameters that is used to make measurements on the quality of a network device is : Line Rate The speed data transmission from metro to users. Pelanggan 1 (1 Km) 2 (5 Km) 3 (10 Km) 4 (15 Km)
Line Rate (Upstream) MSAN 1258.45 1011.52 921.98 793.11
GPON 1394.63 1156.12 1034.78 932.41
1600
Line Rate (Downstream) Pelanggan MSAN GPON 1 (1 Km) 7149.76 7685.85 2 (5 Km) 6956.12 7421.35 3 (10 Km) 6757.78 7132.63 4 (15 Km) 6504.36 6862.42 7800
1400
7600
1200
7400
1000
7200
800
MSAN
600
GPON
MSAN
7000
GPON
6800 400 6600
200
6400
0 0
1
2
3
4
0
5
2
4
6
Gambar 4. Line Rate Upstream dan Downstream
6.
Attenuation The degraded signal quality value. Pelanggan 1 (1 Km) 2 (5 Km) 3 (10 Km) 4 (15 Km)
Attenuation (Upstream) MSAN 6.14 7.28 9.28 10.93
GPON 2.73 4.55 4.98 5.72
12
Attenuation (Downstream) Pelanggan MSAN GPON 1 (1 Km) 8.67 5.65 2 (5 Km) 11.34 7.26 3 (10 Km) 13.79 8.61 4 (15 Km) 15.13 9.06 16 14
10
12 8
10
6 4
MSAN
8
MSAN
GPON
6
GPON
4 2
2 0
0 0
1
2
3
4
5
0
2
4
6
Gambar 5. Attenuation Upstream dan Downstream 7.
SNR (Signal to Noise Ratio) Comparison of the ratio between the signal strength and the noise power.
Pelanggan 1 (1 Km) 2 (5 Km) 3 (10 Km) 4 (15 Km)
SNR (Upstream) MSAN 25.87 23.01 22.18 21.23
GPON 35.21 30.36 29.12 28.57
Pelanggan 1 (1 Km) 2 (5 Km) 3 (10 Km) 4 (15 Km)
40
35
35
30
30
SNR (Downstream) MSAN 22.93 22.17 19.79 18.32
GPON 31.76 28.79 28.65 24.89
25
25
20
20
MS AN
15
GPON
MSAN 15
GPON
10
10
5
5
0
0 0
1
2
3
4
0
5
2
4
6
Gambar 6. SNR (Signal to Noise Ratio) Upstream dan Downstream
8.
Attainable Rate Showing the capacity of maximum bandwidth that can be transmitted through the network.
Attainable Rate (Upstream) MSAN GPON 1135,78 1160,89 1061,29 1089,31 1042,85 1064,29 1017,57 1049,34
1 (1 Km) 2 (5 Km) 3 (10 Km) 4 (15 Km)
Attainable Rate (Downstream) Pelanggan MSAN GPON 1 (1 Km) 10753,87 26036,47 2 (5 Km) 8957,46 23674,38 3 (10 Km) 8473,34 20765,81 4 (15 Km) 8164,78 17433,98 30000
1200
25000
1160
20000 1120 MSAN 1080
GPON
1040
MSAN
15000
GPON
10000 5000 0
1000 0
1
2
3
4
5
0
2
4
6
Gambar 7. Attanaible Rate Upstream dan Downstream Of the four pictures above, can be seen the difference between the quality of the network generated by the MSAN and GPON system. GPON system has higher network quality than on the MSAN systems. GPON's system also has smaller attentuation than MSAN system. It can be seen from four important parameters that is Line Rate, SNR ( Signal to Noise Ratio ), Attenuation and Attainable rate.
4.2.4 Evaluasi Development Cost To see the extent of the amount of CAPEX value (Cost Of Capital Expense) that must be issued to implements the device that can access Triple Play Services, done the analysis and evaluation of MSAN and GPON's devices technology. The calculation of the price of MSAN is by using the price in 2009 and the price of GPON in 2012.
Tabel 2. Product Summary MSAN Product Summary
S/N
Item
I
Equipment
1
MSG 5200 multi-service users module (U300)
1.1
MSG 2000
2 2.1
Price(IDR)
1,643,716,477.00
Hardware and Software commisioning Hardware and Software commisioning
70,000,000.00
Total
1,713,716,477.00
The calculation is the total costs of the installation of the MSAN. The calculation result shows the total cost of the beginning installation and services amounting to Rp. 1.713.716.466,00.
Tabel 3. Product Summary GPON Product Summary
S/N
Item
1
PON Central Equipment Configuration
650,517,200.00
2
ZXA10 GPON ONT OPTIONS
408,000,000.00
3
Rectifier Catu Daya
110,958,300.00
4
Hardware and Software Comissioning
Total
Price(IDR)
35,000,000.00 1,204,475,500.00
The calculation is the total costs of the installation of the GPON. The calculation result shows the total cost of the beginning installation and services amounting to Rp. 1.204.475.500,00. From both table comparison price above, obtained the result that total cost of MSAN device's implementation is higher than total cost of GPON device's implementation.
5. CONCLUSION AND SUGGESTION a. Conclusion 5. 6.
7. 8. 9.
GPON (Gigabit Passive Optical Network) has been able to deliver Triple Play Services better than the MSAN (Multi Service Access Node). On the Link Power Budget, the further the distance between OLT and ONT, the smaller the value of the Remaining Link Power Budget. Maximum distance between OLT and ONT that GPON technology can optimally implemented is 15 Km. Access device technology of GPON have a better Line Rate, Attenuation, SNR (Signal to Noise Ratio), and Attanaible Rate values than MSAN technology, so that the signal quality delivered better. In terms of installation cost, GPON technology is more efficient and more optimal than MSAN.
b. Suggestion 3.
4.
To implement the NGN (Next Gewneration Network), the utilization of GPON technology as an access device in delivering the Triple Play Services is seen to be widely and thoroughly implemented in Indonesia. For the further research, need a deeper study about concerning the quality of GPON technology from the customer's side.
6. REFERENSI Admin (2011). PT Transdata Satkomindo. Diakses pada 2012, 21 Oktober 2012, dari : http://www.transatkomindo.co.id/index.php Admin. (2012). Sejarah perkembangan telekomunikasi dunia. Diakses pada 2012, 19 November 2012, dari : http://klik-sekali.blogspot.com/2012/02/sejarah-perkembangan-telekomunikasi.html Admin. (2012). Daftar Istilah. Diakses pada 2012, 21 September, dari : http://www.telkom.co.id/hubunganinvestor/daftar-istilah-faq/ Andri. (2011). Serat Optik. Diakses pada 2012, 21 September, dari : http://andri_mz.staff.ipb.ac.id/seratoptik/ Cahone, Aisyah. (2008). Multi Service Access Node (MSAN). Diakses pada 2012, 19 September, dari : http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_content&view=article&id=359:multi-serviceaccess-node-msan&catid=10:jaringan&Itemid=14 Freeman, Roger L. (2005). Fundamentals of Telecommunications, New Jersey : John Wiley & Sons Hambali, Akhmad, Ir., MT. (2010). Perancangan Jaringan Akses Fiber To The Home (Ftth) Menggunakan Teknologi Gigabit Passive Optical Network (Gpon) Di Perumahan Setraduta Bandung, Bandung. ITU-T Recommendation G.984.2 (2003) , Gigabit – Capable Passive Optical Network (G-PON) : Physical Media Dependent (PMD) Layer Spesefication. Lukas, Jonathan. (2006). Jaringan Komputer, Jakarta : Graha Ilmu, edisi pertama. Suryati dan Anita Fauziah. (2008). Penyambungan Fiber Optik Menggunakan ARC Fusion FSM-50S Dan Pengukuran OTDR. Jurnal Litek, 5(2), 72 Suyanto. (2007). Orasi Ilmiah Departemen Teknik Informatika STT Telkom. Bandung Tarno. (2009). Istilah Komputer DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer). Diakses pada 2012, 19 September, dari : http://www.indonesiatypeapproval.grandong.com/2009/04/istilahkomputer-dslam-digital.html Undang-Undang No.36 Tahun 1999 Pasal 3 Undang-Undang Republik Indonesia No. 36 Tahun 1999 tanggal 8 September 1999 Widanto. (2009). Implementasi Layanan Triple Play pada Jaringan Berbasis IP dengan Mengintegrasikan Openfire dan Trixbox. Diakses pada 2012, 20 November 2012,dari: http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_repository&Itemid=34&task=detail&nim=111051 028
7. THE AUTHORS Fadhli Azis was born in Padang City on January 5, 1992. The author graduated from undergraduate program at Bina Nusantara University in mayor of Information Technology by 2013. Mikael Kristianto was born in Padang City on March 15, 1991. The author graduated from undergraduate program at Bina Nusantara University in mayor of Information Technology by 2013. Jefriansyah Hertikawan was born in Jakarta City on June 17, 1991. The author graduated from undergraduate program at Bina Nusantara University in mayor of Information Technology by 2013.
