BAB II
LANDASAN TEORI
2.1.
Jaringan Yang dimaksud dengan Jaringan komputer adalah sebuah sistem operasi yang
terdiri atas sejumlah komputer dan perangkat jaringan lainnya yang bekerja bersamasama, dengan saling berkomunikasi, berbagi sumber daya, dan dapat mengakses informasi, untuk mencapai suatu tujuan yang sama atau suatu jaringan kerja yang terdiri dari titik-titik (nodes) yang terhubung satu sama lain, dengan atau tanpa menggunakan kabel. Masing-masing node berfungsi sebagai stasiun kerja (workstation / client), sementara salah satu node lainnya sebagai media jasa atau server, yaitu yang mengatur fungsi tertentu dari node lainnya. Jaringan komputer dapat dibagi menjadi beberapa jenis, dan juga dapat ditinjau dari berbagai macam aspek. Berikut adalah ulasan jenis jaringan komputer:
A. Jenis jaringan komputer berdasarkan jangkauan : •
LAN (local area network), yaitu jaringan komputer yang memiliki jangkauan cukup sempit. Biasa digunakan di perkantoran, kampus, sekolah, dan areaarea tak terlalu besar lainnya. 11
12
•
MAN (metropolitan area network), yaitu jaringan komputer dengan jangkauan sekitar 50 kilometer. Jaringan ini kerap digunakan perusahaan atau sekolah dalam jarak yang cukup jauh, semisal antarkota.
•
WAN (wide area network), yaitu jaringan komputer yang jangkauannya cukup luas hingga antarnegara.
•
Internet (interconnected network), yaitu jaringan komputer dengan akses tanpa batas di seluruh dunia.
B. Jenis jaringan komputer berdasarkan fungsi : •
Client-server, yaitu jaringan komputer yang mengharuskan di dalamnya terdapat perangkat komputer khusus. Adalah komputer client dan komputer server, dua perangkat komputer yang harus ada dalam jaringan client-server yang memiliki fungsi berbeda.
•
Peer-to-peer, yaitu jaringan komputer seluruh perangkat komputer memiliki basis yang sama. Dalam artian, semua komputer bisa menjadi server ataupun client secara bersamaan.
C. Jenis jaringan komputer berdasarkan media transmisi: •
Jaringan komputer berkabel (wired network), yaitu jaringan komputer yang menggunakan antarkomputer.
media
transmisi
berupa
kabel
saat
pertukaran
data
13
•
Jaaringan kompputer nirkabbel (wireless network), yaitu y jaringann komputer yang tid dak mengguunakan kabell (disebut wireless) w saatt melakukann pertukarann data daan informasi.
D. Jeenis jaringan komputerr berdasark kan topologii : •
To opologi Bus
•
To opologi Ringg
•
To opologi Messh
•
To opologi Star
•
To opologi Treee
2.1.1. To opologi Daalam jaringaan komputer, ada beberapa skema desain struuktur komunnikasi untuk men nghubungkaan perangkatt. Skema ini disebut sebaagai topologi.
Gaambar 2 Diaagram Topoologi Jaringgan Berikut in ni adalah conntoh topologgi yang umum m digunakann beserta pennjelasannya :
14
A. Topologi Bus Kelebihan dan kekurangan : •
Node – node dihubungkan secara serial sepanjang kabel, dan pada kedua ujung kabel ditutup dengan terminator.
•
Sangat sederhana dalam instalasi
•
Sangat ekonomis dalam biaya.
•
Paket-paket data saling bersimpangan pada suatu kabel
•
Tidak diperlukan hub, yang banyak diperlukan adalah Tconnector pada setiap ethernet card.
•
Problem yang sering terjadi adalah jika salah satu node rusak, maka jaringan keseluruhan dapat down, sehingga seluruh node tidak bisa berkomunikasi dalam jaringan tersebut.
B. Topologi Ring Kelebihan dan kekurangan : •
Node - node dihubungkan secara serial di sepanjang kabel, dengan bentuk jaringan seperti lingkaran.
•
Sangat sederhana dalam layout seperti jenis topologi bus.
•
Paket - paket data dapat mengalir dalam satu arah (kekiri atau kekanan) sehingga collision dapat dihindarkan.
15
C. Topologi Mesh Kelebihan dan kekurangan : •
Topologi mesh memiliki hubungan yang berlebihan antara peralatan - peralatan yang ada.
•
Susunannya pada setiap peralatan yang ada didalam jaringan saling terhubung satu sama lain.
•
Jika jumlah peralatan yang terhubung sangat banyak, tentunya ini akan sangat sulit sekali untuk dikendalikan dibandingkan hanya sedikit peralatan saja yang terhubung.
D. Topologi Star Kelebihan dan kekurangan : •
Setiap node berkomunikasi langsung dengan konsentrator (HUB)
•
Bila setiap paket data yang masuk ke consentrator (HUB) kemudian di broadcast ke seluruh node yang terhubung sangat banyak (misalnya memakai hub 32 port), maka kinerja jaringan akan semakin turun.
•
Sangat mudah dikembangkan
•
Jika salah satu ethernet card rusak, atau salah satu kabel pada terminal putus, maka keseluruhhan jaringan masih tetap bisa berkomunikasi atau tidak terjadi down pada jaringan keseluruhan tersebut.
•
Tipe kabel yang digunakan biasanya jenis UTP.
16
E. Topologi Tree Topologi jaringan ini disebut juga sebagai topologi jaringan bertingkat. Topologi ini biasanya digunakan untuk interkoneksi antar sentral dengan hirarki yang berbeda. Untuk hirarki yang lebih rendah digambarkan pada lokasi yang rendah dan semakin keatas mempunyai hirarki semakin tinggi.
2.1.2. Network ArchitectureTerminology Secara garis besar, arsitektur jaringan terbagi atas 3 layer network dan node(Haraldsson, 2006), yaitu:
a) Main Network: Ini adalah layer tertinggi yang biasa dikenal dengan backbone. Layer ini memiliki beberapa node utama (Main Nodes / MN) yang menghubungkan layer jaringan distribusi ke internet. Layer ini tidak termasuk dalam penulisan ini.
b) Distribution Network: Layer ini mencakup jalur distribusi yang saling menghubungkan antar Noda Distribusi (Distribution Nodes / DN). DN berfungsi sebagai penghubung antara jalur akses dengan backbone, sehingga penempatan lokasi DN sangat mempengaruhi perencanaan dari jaringan akses.
17
c) Access Network: Pada layer ini termasuk di dalamnya adalah ujung terminasi dari kabel jaringan (Network Termination / NT) dan jalur yang terhubung pada DN, dimana NT bisa saja pengguna rumahan ataupun untuk komersil. Sehubungan dengan fokus dari penulisan thesis ini adalah terhadap jalur akses maka perencanaan dan penelitian dilakukan terhadap layer ini.
2.1.3. Network Design Fundamentals Dalam perencanaan desain sebuah jaringan, ada hal-hal yang menjadi pertimbangan dan harus menjadi pegangan dasar(SCTE). Hal – hal dasar yang harus dijadikan pegangan dasar dalam merancang sebuah jaringan adalah sebagai berikut :
1.
Skalabilitas (Scalability): Desain jaringan yang scalable berarti dapat berkembang dengan
memasukkan kelompok pengguna dan lokasi baru, serta dapat mendukung aplikasi baru tanpa mempengaruhi tingkat pelayanan yang disampaikan kepada pengguna yang ada sudah.
2.
Ketersediaan (Availability): Sebuah jaringan yang dirancang untuk ketersediaan berarti dapat
memberikan konsisten, kinerja yang handal, 24 jam sehari, 7 hari seminggu.
18
Selain itu, kegagalan salah satu link ataupun peralatan seharusnya tidak berdampak secara signifikan terhadap kinerja jaringan secara keseluruhan.
3.
Keamanan (Security): Keamanan adalah fitur yang harus dirancang kedalam jaringan, bukan
ditambahkan pada setelah jaringan sudah terbangun. Perencanaan lokasi perangkat keamanan, filter, dan fitur firewall sangat penting untuk menjaga sumber daya jaringan.
4.
Kemudahan Pengelolaan (Manageability): Tidak peduli seberapa baik desain jaringan awal, staf jaringan yang
tersedia harus mampu mengelola dan mendukung jaringan tersebut. Sebuah jaringan yang terlalu rumit atau sulit untuk di-maintain tidak dapat berfungsi secara efektif dan efisien.
2.1.4. Network Design Methodology Proyek desain jaringan yang besar biasanya dibagi menjadi tiga tahap yang jelas menjadi sebagai berikut(SCTE):
Langkah 1:
Mengidentifikasi Persyaratan Jaringan
19
Perancang jaringan bekerja sama dengan pelanggan untuk melakukan dokumentasi tujuan dari proyek ini. Tujuan biasanya dipisahkan menjadi dua kategori: •
Tujuan bisnis Fokus pada bagaimana jaringan dapat membuat bisnis lebih sukses
•
Persyaratan teknis Fokus pada bagaimana teknologi tersebut diimplementasikan kedalamjaringan
Langkah 2:
Karakterisasi Jaringan yang Ada
Informasi tentang jaringan dan layanan saat ini dikumpulkan dan dianalisis. Hal ini diperlukan untuk membandingkan fungsi jaringan yang ada dengan tujuan yang ditetapkan dari proyek baru. Perancang menentukan apakah ada peralatan, infrastruktur, dan protokol dapat digunakan kembali, dan apa yang baru peralatan dan protokol yang diperlukan untuk menyelesaikan desain.
Langkah 3:
Merancang Topologi Jaringan
Strategi yang umum digunakan dalam mendesain jaringan adalah dengan pendekatan top-down. Dalam pendekatan ini, aplikasi jaringan dan persyaratan layanan diidentifikasi, dimana kemudian jaringan dirancang untuk mendukung persyaratan tersebut. Ketika desain selesai, tes prototip atau proof-of-concept dilakukan. Pendekatan ini memastikan bahwa desain baru dapat berfungsi seperti yang diharapkan sebelum kemudian diimplementasikan.
20
2.2.
Serat Optik Serat Optik adalah media komunikasi yang bekerja dengan cara mengirimkan
sinyal optik melalui serat kaca atau plastik yang sangat tipis. Sinyal tersebut "dipandu" di tengah-tengah serat yang disebut inti atau core. Core dikelilingi oleh bahan optik yang disebut "cladding", yang berfungsi untuk menjaga cahaya tetap dalam core dengan menggunakan teknik optik yang disebut "total internal reflection". Serat itu sendiri dilapisi oleh lapisan penyangga yang memang dibuat dengan tujuan untuk melindungi serat dari kelembaban dan kerusakan fisik(The Fiber Optic Association).. Bentuk dari serat optik adalah silinder, karaketristik bahan struktur penyusun serat optik mempengaruhi sifat – sifat transmisi pemandu gelombang optik. Hal ini akan berpengaruh dalam perambatan sinyal optik sepanjang serat optik, Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas. Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik. Perambatan atau propagasi gelombang sepanjang pemandu gelombang dapat digambarkan dalam bentuk kumpulan gelombang terpandu yang dinamakan mode (moda) terpandu. Tiap moda terpandu merupakan pola garis medan listrik dan medan magnet yang diulang – ulang sepanjang serat pada interval yang sama terhadap panjang gelombang.
Pembagian serat optik dapat dilihat dari 2 macam perbedaan : 1. Berdasarkan mode yang dirambatkan
21
a) Single mode Serat optik dengan core yang sangat kecil, diameter mendekati panjang gelombang sehingga cahaya yang masuk ke dalamnya tidak dipantulkan ke dinding cladding.
Single mode
Gambar 3 Ilustrasi Single-Mode Fiber Optic
b) Multi mode Serat optik dengan diameter core yang agak besar yang membuat laser di dalamnya akan terpantul-pantul di dinding cladding yang dapat menyebabkan berkurangnya bandwidth dari serat optik jenis ini.
Multi mode
Gambar 4 Ilustrasi Multi-Mode Fiber Optic
22
2. Berdasarkan indeks bias core a) Step indeks Pada serat optik step indeks, core memiliki indeks bias yang homogen.
b) Graded indeks Pada gradedindeks ini, indeks bias core semakin mendekat ke arah cladding maka semakin kecil. Jadi pada graded indeks, pusat core memiliki nilai indeks bias yang paling besar. Serat graded indeks memungkinkan untuk membawa bandwidth yang lebih besar, karena pelebaran pulsa yang terjadi dapat diminimalkan.
Pada umumnya serat optik terdiri dari 3 struktur dasar, dua bahan diantaranya dengan karakter optis yang berbeda untuk cladding dan core.
2.2.1. Struktur Kabel Serat Optik Bagian ini akan menjelaskan secara singkat tentang struktur dari sebuah kabel serat optik. o Core Pusat serat optik.Berisi dopan yang berfungsi untuk mengubah kecepatan cahaya.
23
o Cladding Lapisan luar core, berbahan kaca untuk menampung cahaya.Memiliki indeks bias yang berbedadengan core. o Coating Bantalan untuk melindungi serat optik.
Seperti tertera pada Gambar 5, yang mencantumkan struktur dasar dari pembentuk serat optik. Komposisi core menduduki 85 % dari total fiber yang memandu cahaya, yang tersusun dari bahan silikon oksida, dan dilapisi dengan serat kaca, dan pada umumnya core memiliki index bias yang lebih tinggi daripada cladding(Wadhana).
Gambar 5 Ilustrasi Konstruksi Sederhana Serat Optik
24
2.2.2. Sistem Komunikasi Serat Optik Sistem komunikasi serat optik menggunakan sinyal-sinyal informasi dalam bentuk energi cahaya yang disalurkan melalui serat optik.Sinyal informasi yang dikirirmkan tersebut dapat berupa sinyal audio, video ataupun data dalam bentuk sinyal elektrik dan kemudian diubah menjadi sinyal optik sebelum ditransmisikan melalui serat optik.Untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik diperlukan suatu sumber optik yang dapat menghasilkan cahaya yang intensitasnya dapat diatur sesuai dengan sinyal elektrik yang mengendalikannya.Begitu pula pada sisi penerima, diperlukan detektor optik yang dapat mengubah sinyal optik menjadi sinyal elektrik sesuai dengan aslinya.
2.2.3. Redaman Yang dimaksud dengan redaman adalah parameter faktor yang mengakibatkan penurunan hasil atau output dari sebuah transmisi data melalui media serat optik. Diambil dari berbagai sumber di internet, (Cisco), (Juniper), (Parkar), (The Fiber Optic Association), (Tutorials Of Fiber Optic Products), pada dasarnya redaman dapat terjadi karena adanya dua faktor yaitu faktor intrinsik dan faktor ekstrinsik.
A.
Faktor Intrinsik
25
•
Absorsbi (Penyerapan) Peristiwa ini terjadi akibat ketidak murnian bahan serat optik yang digunakan. Bila cahaya menabrak sebuah partikel dari unsur yang tidak murni maka sebagian dari cahaya tersebut akan terserap.
•
Scattering (Penghamburan) Terjadi akibat adanya berkas cahaya yang merambat dalam materi dipancarkan / dihamburkan ke segala arah dikarenakan struktur materi yang tidak murni.
•
Mikrobending (Pembengkokan pada saat pembuatan serat optik) Disebabkan akibat tekanan mekanik sewaktu pembuatan serat optik sehingga terjadilah redaman karena sudut datang menjadi tidak memenuhi persyaratan pemantulan.
B. •
Faktor Ekstrinsik Fresnel Reflection Terjadi karena ada celah udara sehingga cahaya harus melewati dua interface yang memantulkan sebagian karena perubahan index bias dari inti ke udara dan inti lagi.
•
Mode Coupling
26
Terjadi karena adanya sambungan antara sumber / detektor optik dengan serat optik.
•
Makrobending (Pembengkokan pada saat Instalasi) Terjadi
akibat
terjadinya
pembengkokan
pada
saat
Instalasi
kabel
berlangsung.
2.2.4. Link Loss Link Lossatau redaman koneksi adalah teori yang digunakan untuk mengukur atau menghitung redaman yang terjadi sepanjang sebuah kabel optik (The Fiber Optic Association). Teori ini biasa digunakan dalam perencanaan pembangunan jaringan akses berbasis serat optik, dimana perhitungan ini bertujuan untuk memastikan kelayakan atau tidaknya sebuah jaringan akses serat optik sebelum direalisasikan. Parameter yang digunakan untuk teori perhitungan Link Loss adalah sebagai berikut:
Fiber Loss (dB) = Attenuation * Cable Distance .......................................... (1)
Nilai atenuasi untuk kabel serat optik jenis single mode pada umumnya adalah 0,4 dB/km, dengan nilai atenuasi maksimal yang masih dapat diterima adalah sebesar 0,5 dB/km. (The Fiber Optic Association)
Connector Loss (dB) = 0.3 * Number of Connector ..................................... (2)
27
Nilai redaman pada konektor pada umumnya adalah 0,3 db, dengan toleransi redaman maksimal adalah 0,75 dB. (The Fiber Optic Association)
Splice Loss (dB) = 0.3 * Number of Splice .................................................. (3)
Sementara untuk nilai redaman maksimal yang diperbolehkan pada sambungan atau splice adalah 0,3 dB. (The Fiber Optic Association)
Total Link Loss (dB) = (Fiber Loss) + (Connector Loss) + (Splice Loss) Average Link Loss (dB/km) = Total Link Loss (dB) / Cable Distance (km)
Semua nilai redaman adalah menurut ketetapan dari standar internasional EIA/TIA 568, dimana nilai tersebut juga menjadi salah satu standar acuan bagi penyedia layanan yang menggunakan jaringan akses berbasis kabel serat optik. Pengukuran redaman menggunakan perhitungan teori Link Loss dilakukan sebagai bahan uji validitas teori dan sebagai acuan kelayakan jalur akses fiber optik. Berikut ini adalah contoh perhitungan teori Link Loss: Distance (m)
6753
Typ Link Loss Fiber Cable Loss (dB) Connector Loss (dB) Splice Loss (dB) Total Link Loss (dB) Average Link Loss (dB/Km)
: : : : :
0.4 0.3 0.3
* * *
6753 2 2
= = =
2701.2 0.6 0.6
2702.4 dB 0.400178 dB/Km ‐> 0.400 db/Km
28
Max Link Loss
Fiber Cable Loss Connector Loss Splice Loss Total Link Loss (dB) Average Link Loss (dB/Km)
: : :
0.5 * 0.75 * 0.3 *
6753 = 2 = 2 =
3376.5 1.5 0.6
: :
3378.6 dB 0.500311 dB/Km ‐> 0.500 db/Km
Berdasarkan contoh perhitungan yang dilakukan diatas, dapat dilihat hasil perhitungan sesuai dengan standar EIA/TIA 568, yaitu sebesar 0,4 dB/Km. Sementara nilai yang digunakan pada perhitungan Max Link Loss adalah nilai toleransi redaman maksimal terhadap fiber, konektor, dan sambungan. Dari perhitungan Max Link Loss didapatkan hasil perhitungan nilai redaman sebesar 0,5 dB/Km, yang dijadikan toleransi nilai redaman maksimal pada perhitungan Teori Link Loss. Tabel 1 dibawah ini berisi daftar estimasi nilai redaman dari faktor - faktor yang digunakan sebagai parameter yang digunakan dalam pengukuran redaman menggunakan teori perhitungan Link Loss.Untuk informasi nilai redaman yang disebabkan oleh perangkat atau faktor lainnya, dapat merujuk kepada dokumentasi dari vendor. Tabel 1 Estimasi Nilai Redaman Faktor Link Loss Fiber Type Wavelength (nm)
Single Mode 1310 Typical Loss Value Max. Loss Value 0.4 dB 0.5 dB Fiber Attenuation (dB/km) 0.3 dB 0.75 dB Connector Loss (*, **) 0.3 dB Splice Loss (***) * Typical adhesive / polish connectivity ** TIA-568 max acceptable
29
*** (All splices are allowed 0.3 max per EIA/TIA 568 standard)
(The Fiber Optic Association)
2.3.
FTTx Fiber-to-the-x (FTTx) adalah sebuah istilah umum yang ditujukan kepada
arsitektur jaringan broadband yang menggunakan kabel serat optik untuk menyediakan baik semua atau sebagian dari local loop yang digunakan untuk koneksi "last mile" pada jaringan telekomunikasi, dimana “x” menunjukkan terminasi terakhir dari kabel serat optik tersebut.
Beberapa definisi yang ada tentang FTTx dibedakan menurut terminasinya adalah sebagai berikut: 1. FTTH (Fiber To The Home) Terminasi fiber terletak di depan rumah, biasanya berbentuk sebuah box kecil.
2. FTTB (Fiber To The Building) Terminasi fiber biasanya terletak di depan gedung atau di dalam basement gedung, di dalam ruang telekomunikasi gedung.
3. FTTP (Fiber To The Premise) Istilah FTTP ini biasanya digunakan sebagai pengganti FTTH atau FTTB.
4. FTTC (Fiber To The Curb / Cabinet)
30
Terminasi kabel optik terletak biasanya di depan gedung, terletak di trotoar (curb), berupa tiang Pole, atau kotak berukuran kabinet (Cabinet).
5. FTTN (Fiber To The Network / Node) Hampir serupa dengan FTTC, namun letak terminasi dengan lokasi tujuan lebih jauh, dengan jarak bisa mencapai beberapa ratus meter hingga kilometer. Dari lokasi terminasi kabel fiber hingga bangunan tujuan biasanya dilanjutkan menggunakan koneksi kabel tembaga.
Gambar 6 Ilustrasi Jalur Kabel Optik dengan terminasi "X" (Kadhim, 2013) 2.3.1. Metode Perencanaan Pemetaan Jaringan Akses Metode
perencanaanyang
diusulkanterdiri
dari
beberapalangkahyangdilakukandengan caraiterasi(Riaz, A Method for Automated Planning of FTTH Access Network Infrastructures, 2005). Dilangkah-langkah awal,
31
menemukan
jalurpotensialuntuk
dataGISdilakukan. yang
penempatan
KetikadataGISdinormalisasi,
berbedaditerapkanuntuk
kabelseratdan
normalisasi
jalur
parameterditetapkandanalgoritma
menghasilkan
perencanaan.Diagram
alirdarimetodeperencanaandigambarkandalam Gambar7.Penjelasandarisetiap langkah dalamdiagram alirdiberikan dalambagian berikut.
32
Initialize Planning GIS Data for paths and existing infrastructures Selection of suitable paths and existing infrastructure Selection and grouping of nodes GIS Data for node locations
Site survey of selected trace network Identify and add future potential lines
Is network normalized?
Setting / Modify parameters of Node/Line Locations, distances, etc
Apply Planning Algorithms to generate Planning Models Plan Repository Comparison of planning models from plan repository
Is plan acceptable?
Final Documentation Map Presentation
Ready Plans and Documents
End of Planning
Gambar 7Flow Diagram untuk Metode Perencanaan Pemetaan Otomatis (Riaz, A Method for Automated Planning of FTTH Access Network Infrastructures, 2005)
33
1) Data GIS, pemilihan jalur potensial dan lokasi node Dalam rangka membuat model jaringan, kita membutuhkan informasi dari jalur potensial dan lokasi node. Untuk memenuhi ini kita menggunakan data GIS. Data GIS banyak digunakan untuk berbagai tujuan perencanaan. Ada dua jenis data GIS: peta raster, dan peta vektor. Peta raster yang sering disebut pemetaan bit, seperti TIFF, JPEG dll. Peta raster ini biasanya digunakan untuk tujuan visualisasi. Peta vektor adalah yang paling menarik untuk metode perencanaan otomatis. Ini adalah bentuk solid yang mewakili data spasial dalam bentuk digital. Peta vektor menggunakan sepasang koordinat (x, y) untuk mewakili fitur penting pada lanskap. Peta vektor menggunakan segmen geometris seperti titik oleh pasangan koordinat (x, y) dan garis (serangkaian titik koordinat) untuk mewakili objek. Penggunaan peta vektor GIS bagus untuk menentukan posisi yang paling baik dari sebuah jaringan, seperti tingkat node, titik persimpangan, panjang segmen dan jarak antara titik segmen atau hal terkait lainnya. Contoh jaringan jalan berbasis vektor ditunjukkan pada Gambar 8.
Segment Segment point
Degree 1 Degree 3
Gambar 8 Contoh Peta Vector GIS yang digunakan untuk perencanaan (Riaz, A Method for Automated Planning of FTTH Access Network Infrastructures, 2005)
34
Untuk
mendapatkanjalur
yang
potensial,
sangatlah
penting
untuk
mengumpulkansatu set databerbasis vektor. Karenarepresentasiyangcukup sederhana, berbagaiinfrastrukturdapat tersebutdapatmenunjukkan
diintegrasikanbersama-sama. jalur
potensialuntuk
Set
peletakkan
data
kabel
serat.
Infrastrukturkomunikasi yang sudah ada dianjurkanuntuk ikut disertakansehingga pengulangan infrastruktur yang tidak perludapatdihindari. Lokasinodeuntuk OLT, ONU danSplitterharus dialokasikan. Bukanlah hal yangsepele untukmenentukan lokasiuntukONU; data GIS berbasis alamatuntuk rumah dan gedungdiwakili oleh koordinat xdany. Koordinat tersebut dapat digunakanuntuk
mewakililokasiONU.
bangunanmemilikibeberapa dihitungsesuai
apartemen
Selain didalamnya
denganjumlahapartemendi
itu, maka gedung
jikasebuah jumlahONUharus tersebut.
ONUdiurutkansesuaikelasnya, yaiturumah tinggalbiasa, bisnis, lembaga-lembaga publikdllPengelompokanini bergunadalam banyak hal; kelompok kelastertentudapat diberikanprioritasuntuk kebutuhanredundansi.
2) Survey lokasi dan jalur tambahan Ketika jalur potensial untuk jaringan danlokasi nodesudah dipilih, langkah berikutnya adalahuntuk menganalisa jalur dan lokasi node tersebutdengan hati-hati. Jalur jaringanyang dipilihmasih bisa memiliki kekurangan detail dari jarak dekat. Juga, mungkin ada beberapajalanyangtidak cocokdigunakan untuk jalur potensial jaringan yang dapat dihapus. Sebuah surveilokasi sangatberguna dalam hal iniuntuk
35
mendapatkanpotensimaksimaldari jalur jaringan yang diinginkan. Jikajalur sudah diidentifikasi,merekadapat ditambahkan/dihapus dari jalur potensial jaringan.
3) Normalisasi jalur jaringan potensial Jalur jaringan yang didapat dari langkah-langkah sebelumnya harus dinormalisasi. Dengan penambahan beberapa jaringan, besar kemungkinannya jalurjalur tersebut akan saling terduplikasi. Untuk meningkatkan efisiensi perencanaan, sebuah tampilan yang lebih sederhana dapat didapatkan dengan menghilangkan segmen yang lebih kecil dengan cara menggabungkan segmen kecil tersebut dengan segmen yang lebih besar. Cara ini akan mengurangi kerumitan dari jaringan pada tingkatan yang lebih besar. Sebuah contoh diilustrasikan pada Gambar 9.
(a)
(b)
Gambar 9 Penyederhanaan Jaringan dengan mengurangi jumlah segmen (Riaz, A Method for Automated Planning of FTTH Access Network Infrastructures, 2005)
36
Beberapa jalur mungkin terisolasi dari jaringan atau representasi yang rumit, seperti bundaran jalan, atau parkiran. Representasi ini harus terus disederhanakan. Langkah ini diulang beberapa kali hingga bentuk pemetaan jaringan yang cukup sederhana diperoleh. 4) Pemilihan Parameter Sebelum membuat sebuah perencanaan yang komplit, beberapa batasan atau parameter utama harus ditentukan terlebih dahulu. Parameter ini ditentukan berdasarkan kebutuhan dari jaringan itu sendiri. Nilai dari parameter yang dipilih harus selalu di-update / diubah hingga tercapai sebuah model perencanaan yang diinginkan. Parameter-parameter utama yang digunakan dalam perencanaanpemetaan dalam penulisan ini adalah:
Jarak dari POI, Hand Hole, hingga ujung terminasi
Jarak antar Hand Hole
Parameter pertama yang harus diatur adalah jarak dari OLT, Splitter, hingga ONU. Jarak ini biasanya diatur sesuai rentang maksimal dari kabel fiber, biasanya 10 hingga 20 km, tergantung dari tipe kabel fiber yang digunakan. Jumlah ONU per OLT biasanya diatur sesuai kemampuan maksimal jumlah ONU yang bisa terhubung dalam satu OLT. Parameter dimensi dari saluran kabel biasanya berdasarkan jumlah kabel fiber yang akan melewati saluran tersebut. Pengaturan parameter jarak juga diberlakukan untuk handhole. Jarak maksimum antara handholebiasanya antara 600 meter hingga 800 meter, Hal ini dikarenakan keterbatasan yang ada dalam teknik blowing kabel fiber dalam saluran / duct.
37
Harus dicatat bahwa penulisan ini tidak terbatas hanya pada parameter yang sudah disebutkan diatas. Hanya parameter yang paling utama dan paling digunakan yang dimasukkan dalam penulisan ini. 5) Penyimpanan Peta dan Perbandingan Setelah algoritma perencanaan diterapkan, hasilnya akan masuk dalam tempat penyimpanan. Tempat penyimpanan yang dimaksud adalah database yang menyimpan berbagai versi perencanaan berdasarkan scenario dan parameter yang berbeda - beda. Perbandingan kemudian dilakukan untuk mendapatkan perencanaan yang dapat diterima. Kriteria “dapat diterima” yang dimaksud berarti sesuai kebutuhan atau tujuan perencanaan jaringan. 6) Dokumentasi dan Presentasi Akhir Perencanaan harus didokumentasikan dengan baik. Adalah sebuah ide yang bagus untuk membuat sebuah system dokumen sampel atau template. Proses dokumentasi dapat dilakukan secara otomatis sehingga dokumen perencanaan juga dapat dibuat. Kita tidak akan membahas lebih dalam tentang dokumentasi dalam penulisan ini tapi menekankan pentingnya hal tersebut.
2.3.2. Topologi Jaringan Akses FTTH Pemikiran dasar dibelakang topologi jaringan adalah penjelasan sebuah jaringan dan didasari oleh konfigurasi antara node dalam sebuah jaringan. Disaat beberapa topologi jaringan menunjukkan ketersambungan sederhana dalam sebuah
38
jaringan, topologi lainnya lebih memfokuskan untuk menawarkan redundansi dan ketersediaan dalam sebuah jaringan.
a) Tree Topology
b) Ear Topology Gambar 10 Topologi Jaringan Akses (Riaz, A Method for Automated Planning of FTTH Access Network Infrastructures, 2005)
Jaringan akses yang ada saat ini pada umumnya direncanakan dengan menitikberatkan efisiensi biaya dan tanpa redudansi. Hal ini berarti bahwa dalam sebagian besar kasus dengan topologi Tree, seperti terlihat di gambar 2.9a, jaringan
39
bercabang kepada tiap NT berdasarkan jalur yang terpendek dan termurah. Terlihat jelas bahwa jenis topologi ini tidak menawarkan adanya redudansi, jadi apabila koneksi terputus di dekat pangkal jaringan, akan berakibat putusnya akses pada beberapa NT. Sebuah topologi didesain untuk jaringan akses yang mungkin bisa menawarkan ketersediaan redudansi dengan memangkas proyeksi biaya. Gambar 2.9b menunjukkan topologi Ear dimana desainnya memangkas biaya tambahan dengan mengurangi tambahan galian yang diperlukan. Disini duajalur kabel fiber disiapkan untuk tiap NT dari 2 Distribution Node yang berbeda, menciptakan sebuah rangkaian tertutup untuk tiap NT, dan dengan demikian tersedialah redundansi. Penggalian dilakukan dengan menempatkan kabel fiber di saluran yang sama, namun dari arah yang berlawanan sehingga mengurangi biaya penggalian dengan penggunaan ulang dari sebuah saluran kabel. Ada sebuah aturan dasar pada topologi Ear yang menyebutkan: Sebuah saluran tidak dapat digunakan untuk berbagi ke arah yang sama atau dalam distrik yang sama(Riaz, On Planning of FTTH Access Networks with and without Redundancy., 2014). Apabila ada sebuah kegagalan, maka NT bisa dipindahkan ke jalur yang aktif, agar koneksi tetap terjaga, seperti bisa dilihat dalam Gambar 11. Studi sebelumnya menunjukkan, dengan pendekatan perencanaan manual, biaya tambahan untuk penggalian dapat dipangkas, dan jumlah kabel fiber tambahan meningkat 3 kali lipat dengan menggunakan topologi Ear.
40
Gambar 11Ear Topology (Haraldsson, 2006)
2.3.3. Topologi Baru, Distrik dan Titik Penyambungan Dalam penulisan ini, sebuah topologi baru juga diperkenalkan, yang merupakan gabungan dari 2 topologi yang disebutkan sebelumnya, topologi Ear dan topologi Tree. Topologi baru ini, untuk selanjutnya akan disebut sebagai "Topologi Ear-Tree", menggabungkan kedua pemikiran tersebut, yaitu penggunaan topologi Ear untuk segmen Distribution Node ke Titik Penyambungan (Splicing Point / SP), dan topologi Tree dari SP ke NT. Topologi Ear-Tree ini dapat dilihat pada gambar 2.11a dan 2.11b. Hal ini berarti tiap SP akan mempunyai 2 kabel fiber terpisah dari 2 Distribution Node yang berbeda sehingga salah satu SP bisa menjadi redundansi. Topologi tree baru kemudian digunakan dari SP ke NT. Penggunaan topologi tree di segmen ini mengurangi jumlah fiber tambahan yang meningkat 3 kali lipat, seperti disebutkan sebelumnya.
41
2.3.4. Home-Run dan Passive Optical Network (PON) Arsitektur Home-Run adalah sebuah jaringan yang bisa direalisasikan dengan menggunakan sepasang kabel fiber untuk menghubungkan dari SP ke tiap NT, dimana berdasarkan gambaran ini, arsitektur home-run bisa juga disebut arsitektur point-to-point. Arsitektur jenis ini menggunakan kabel fiber dalam jumlah besar, dimana tiap kabelnya menggunakan terminasi yang terpisah. Kelemahan terbesar dari tipe arsitektur ini adalah biaya kabel fiber. PON adalah sebuah jaringan point-to-multipoint yang melewati jaringan kabel fiber pasif, dimana termasuk didalamnya adalah kabel fiber, splitter, dan perangkat aktif di ujungnya. Arsitektur PON digunakan untuk mengurangi jumlah terminasi fiber di CO. Gambar 5b menunjukkan sebuah arsitektur PON. Gambar tersebut menunjukkan sebuah kabel fiber tunggal dapat mendukung beberapa NT, tergantung dari rasio pembagian (splitting). Arsitektur ini menunjukkan pemangkasan yang krusial dari sisi biaya, namun juga meningkatkan kerumitan. Dalam kasus ini, ada satu kabel fiber yang digunakan bersama-sama untuk para pengguna dan jumlah kabel fiber utama akan berkurang.
a) Topology Ear dengan arsitektur home-run
42
b) Topology Ear menggunakan PON Gambar 12 Konfigurasi untuk Ear Topology (On Planning of FTTH Access Networks with and without Redundancy)
Sub-bagian 2.4 berikut ini akan menjelaskan lebih dalam tentang PON.
2.4.
Passive Optical Network Sebuah Jaringan Optik Pasif (PON / Passive Optical Network) adalah sebuah
jaringan telekomunikasi yang menggunakan teknologi fiber-to-the-premises dengan metode point-to-multipoint di mana splitter optik pasif (unpowered) digunakan untuk mengaktifkan serat optik tunggal untuk melayani beberapa tempat(Al-Quzwini, 2014). Sebuah PON terdiri dari Optical Line Terminal (OLT) di kantor pusat penyedia layanan dan sejumlah Optical Network Unit (ONU) di dekat lokasi enduser. Sistem PON mengurangi jumlah serat dan peralatan yang diperlukan dibandingkan dengan sebuah arsitektur point-to-point(Kramer, 2000).
43
2.4.1. Topologi pada PON Secara umum ada tiga topologi dasar yang digunakan untuk teknologi PON(Chen, 2009). 1) Tree Topology
Gambar 13 PON dengan Tree Topology(Chen, 2009)
TopologiTree (Gambar13), adalah topologi yang paling umum digunakan dalam jaringan akses serat optik. Terutama, topologi tree dengan titik splitting tunggal adalah yang paling lazim untuk PON. Menggunakan kabel serat optik tunggal dari OLT menuju titik splitting, dimana dari titik pembagian ini, ada kabel serat optik terpisah yang dialokasikan untuk masing-masing ONU yang terhubung pada jaringan. Keuntungan utama dari topologi ini adalah pembagian hanya dilakukan pada satu titik, dengan demikian akan mudah bagi tiap ONU untuk memiliki power budget
44
yang sama, yang berarti mereka mengirimkan atau menerima daya dan kualitas sinyal optik yang relatif sama. 2) Bus Topology
Gambar 14 PON dengan Bus Topology(Chen, 2009)
Bus Topology (Gambar14), dimana tiap ONU terhubung pada sebuah titik sambungan yang dapat mengekstrak sebagian dari daya yang dikirimkan oleh OLT, dapat dianggap sebagai kasus khusus dari topologi tree Dua keuntungan utamanya adalah sebagai berikut: 1) Menggunakan serat optik dengan jumlah minimal; 2) Penyebaran yang fleksibel karena ONU baru dapat dihubungkan terhadap jaringan dengan menambahkan titik sambungan.
Namun, masalah terletak pada sinyal dari ONU, yang harus melewati beberapa titik sambungan, mengalami degradasi dan menjadi lemah. Dengan
45
demikian, jumlah ONU beban yang dapat dihubungkan ke topologi bus ini terbatas. Selain itu, tidak mudah untuk menerapkan skema yang efisien dari sisi biaya untuk topologi bus. 3) Ring Topology
Gambar 15 PON dengan Ring Topology(Chen, 2009)
Pada Ring Topology (Gambar15), ada dua cara yang memungkinkan bagi tiap ONU untuk dapat terhubung ke OLT. Oleh karena itu, apabila ada masalah kabel serat terputus masih mungkin untuk mempertahankan keterhubungan. Namun, Ring Topology memiliki kelemahan yang sama seperti Bus Topology dalam hal power budget. Ketika sinyal optik melewati beberapa titik sambungan, akan mengalami penurunan kualitas dan menjadi lemah. Dengan demikian, jumlah total ONU yang dapat dihubungkan dalam Ring Topology juga terbatas.
46
Gambar 16 Ilustrasi Arsitektur Point-to-Multipoint dengan Teknologi PON (Hassan)
Teknologi
PON
sudah
mulai
semakin
diperhatikan
oleh
industri
telekomunikasi sebagai solusi untuk “last mile”(Kramer, 2000). Beberapa keuntungan dari menggunakan PON untuk jaringan akses local adalah sebagai berikut : •
Sebuah jaringan PON memungkinkan jarak transmisi yang lebih jauh antara kantor pusat dan pelanggan. Apabila dengan menggunakan teknologi DSL (Digital Subscriber Line) mencapai jarak maksimum sekitar 5,5 km, sebuah local loop PON bisa beroperasi dengan jarak lebih dari 20 km.
•
Sebuah PON meminimalisasi penyebaran fiber baik di local exchange, maupun untuk local loop.
47
•
PON menyediakan bandwidth yang lebih besar, sejalan dengan semakin dalam penetrasinya. Solusi teknologi fiber-to-the-building (FTTB), fiber-to-the-home (FTTH), atau bahkan fiber-to-the-PC (FTTPC) bisa memberikan tujuan akhir dimana fiber mencapai hingga ke lokasi pelanggan, namun fiber-to-the-curb (FTTC) adalah pembangunan yang paling ekonomis hingga saat ini.
•
Sebagai sebuah jaringan point-to-multipoint, teknologi PON memungkinkan untuk downstream video broadcasting.
•
Sebuah PON menghilangkan perlunya memasang multiplexer dan demultiplexer di lokasi splitting, sehingga mengurangi kewajiban operator untuk perawatan terhadap perangkat tersebut.
•
Jaringan PON juga memungkinkan kemudahan untuk upgrade bit rate yang lebih tinggi ataupun tambahan wavelength.
