Ignatius Yoslan Kurniawan. Prodi S1 Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

ANALISIS DAN SIMULASI PERANCANGAN JARINGAN FIBER TO THE HOME (FTTH) PADA PERUMAHAN BUAH BATU SQUARE BANDUNG MENGGUNAKAN OPTISYSTEM ANALYSIS AND SIMULATION FIBER TO THE HOME (FTTH) NETWORK DESIGN ON BUAH BATU SQUARE RESIDENCE USING OPTISYSTEM Ignatius Yoslan Kurniawan Prodi S1 Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom [email protected]

Abstrak Pada masa sekarang ini kebutuhan akses layanan semakin meningkat. Masyarakat juga membutuhkan akses layanan yang cepat. Sehingga kita membutuhkan media akses yang dapat menangani hal tersebut. Fiber optik merupakan salah satu media transmisi yang dapat menangani hal tersebut. Pada kesempatan kali ini penulis akan dilakukan perancangan jaringan FTTH pada Perumahan Buah Batu Square. Pada Jaringan FTTH ini terdapat 357 rumah sehingga diperlukan 357 ONT, 54 ODP, 1 ODC, dan 1 GPON OLT. Dari hasil perancangan dan simulasi pada OptiSystem BER untuk downlink sebesar 3.42663 x 10-15 dan untuk uplink sebesar 0. Kedua nilai tersebut masih memenuhi nilai minimum BER yang ditentukan untuk optik yaitu 10-9. Nilai Q-Factor untuk downlink sebesar 7.18226 dan untuk uplink sebesar 114.825. Kedua nilai tersebut masih memenuhi nilai Q-Factor minimum yaitu 6. Daya terima pada konfigurasi downlink sebesar -19.773 dBm dan untuk uplink sebesar -5.711 dBm. Kedua nilai tersebut dapat memenuhi nilai minimum daya terima yang telah ditetapkan oleh PT.Telkom yaitu -23 dBm. Kata Kunci : FTTH, BER, Q-Factor, OptiSystem

Abstract At this present time the needs of services access has been increase. Society also need faster services access. So we need access medium that can handle that problem. At this time, writer will make FTTH Network design on Buah Batu Square Residence. In this FTTH Network there will be 357 home so we need 357 ONT, 54 ODP, 1 ODC, and 1 GPON OLT. From the result of design and simulation on OptiSystem BER for downlink is 3.42663 x 10-15 and for uplink is 0. Both of that values still meet the minimum value of BER that has been determined for optick is 10-9. Q-Factor Value for downlink is 7.18226 and for uplink is 114.825. Both of that values still meet the minimum value of Q-Factor is 6. Receive Power on downlink configuration is -19.773 dBm and for uplink is -5.711 dBm. Both of that values still meet the minimum value of Receive Power that has been determined by PT.Telkom is -23 dBm. Keywords : FTTH, BER, Q-Factor, OptiSystem

1.

Pendahuluan

Pada masa sekarang ini kebutuhan akses layanan sangat dibutuhkan oleh banyak orang dan masih banyak orang yang mengeluh akan kecepatan dan kestabilan akses layanan tersebut. Fiber Optik bisa dikatakan adalah salah satu solusinya dikarenakan fiber optik merupakan saluran transmisi yang dapat mentransmisikan informasi dengan kecepatan yang sangat cepat. Dalam kesempatan kali ini penulis akan merancang dan mensimulasikan jaringan FTTH pada Perumahan Buah Batu Square. Tujuan dilakukannya perancangan ini adalah untuk mendapatkan suatu rancangan jaringan akses layanan yang memiliki tingkat performansi dan tingkat kelayakan yang baik. Selain itu perancangan ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana penggunaan simulator OptiSystem dalam merancang jaringan FTTH. Dalam perancangan ini akan dibahas perancangan jaringan FTTH pada perumahan Buah Batu Square menggunakan teknologi GPON, penerapan teknologi GPON, penentuan dan penempatan perangkat, penentuan parameter kelayakan seperti BER,Q-Factor dan Daya Terima. Perancangan akan dilakukan dari STO terdekat dengan perumahan Buah Batu Square yaitu STO Cijawura hingga ke pelanggan yang ada di perumahan tersebut.

2.

Dasar Teori

2.1 Fiber Optik Fiber Optik adalah saluran transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah dari sinar laser atau LED. Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 mikrometer. Cahaya yang ada di dalam serat optik tidak keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara, karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi fiber optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi. Struktur kabel fiber optik terdiri coating, cladding, dan core. Struktur tersebut mamiliki pengertian sebagai berikut: 

Core Bagian yang paling utama dinamakan bagian inti (core), dimana gelombang cahaya yang dikirimkan akan merambat dan mempunyai indeks bias lebih besar dari lapis kedua. Inti (core) terbuat dari bahan kaca (glass) yang berdiameter 2 μm – 50 μm, dalam hal ini tergantung dari jenis serat optiknya. Ukuran core juga dapat mempengaruhi karakteristik serat optik tersebut.



Cladding Cladding berfungsi sebagai cermin yaitu memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya. Dengan adanya cladding ini cahaya dapat merambat dalam core serat optik. Cladding terbuat dari bahan gelas dengan indeks bias yang lebih kecil dari core. Cladding merupakan sekubung dari core. Diameter cladding berkisar antara 5 μm – 250 μm. Hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core (mempengaruhi besarnya sudut kritis).



Coating Coating merupakan bagian terluar dari suatu serat optik yang terbuat dari bahan plastik yang berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan, pada coating juga terdapat warna yang membedakan urutan core.

Gambar 2.1 Struktur Fiber Optik 2.2 FTTx Teknologi FTTx ialah suatu format penghantaran isyarat optik dari pusat penyedia (provider) ke kawasan pengguna dengan menggunakan serat optik sebagai medium penghantar. Kemunculan teknologi ini sebagai akibat dari dorongan keinginan masyarakat (pelanggan) untuk mendapatkan layanan yang dikenal dengan istilah Triple Play Service, yaitu layanan akan akses internet yang cepat, suara (jaringan telepon, PSTN) dan video (TV Kabel) dalam suatu infrastruktur pada unit pelanggan. Beberapa istilah lain dari teknologi FTTx yang sering diimplementasikan di antaranya: 

Fiber To The Building (FTTB) Istilah FTTB dipakai bila perangkat opto elektronik di sisi pelanggan berada di dalam suatu gedung (umumnya di basement atau ruangan perangkat telekomunikasi). Jadi fiber optik digelar mulai dari sentral dan berakhir di suatu gedung (umumnya berupa gedung-gedung bertingkat/perkantoran). Terminal pelanggan yang ada di dalam gedung tersebut akan dihubungkan ke perangkat RT atau ONU dengan menggunakan kabel tembaga sesuai dengan jenis layanannya.



Fiber To The Zone (FTTZ)

Istilah FTTZ digunakan bila perangkat opto elektronik di sisi pelanggan diletakkan di suatu tempat (umumnya di dalam kabinet) di luar gedung/bangunan. Jadi fiber optik digelar mulai dari sentral dan berakhir di kabinet RT atau ONU yang memiliki daerah cakupan layanan tertentu. Terminal pelanggan dihubungkan ke perangkat RT atau ONU dengan menggunakan kabel tembaga hingga jarak beberapa kilometer. Bila dianalogikan dengan jaringan kabel tembaga, maka letak kabinet pada modus aplikasi FTTZ adalah kira-kira sama dengan lokasi rumah kabel (RK). 

Fiber To The Curb (FTTC) Istilah FTTC digunakan bila perangkat opto elektronik di sisi pelanggan diletakkan di suatu tempat di luar gedung/bangunan (umumnya di dalam kabinet di atas tanah maupun di tiang). Jadi fiber optik digelar mulai dari sentral dan berakhir di kabinet RT atau ONU yang memiliki daerah cakupan layanan tertentu yang lebih kecil dari FTTZ. Terminal pelanggan dihubungkan ke perangkat RT atau ONU dengan menggunakan kabel tembaga hingga jarak beberapa ratus meter. Bila dianalogikan dengan jaringan kabel tembaga, maka letak kabinet pada modus aplikasi FTTC adalah kira-kira sama dengan lokasi distribution point (DP).



Fiber To The Home (FTTH) Istilah FTTH dipakai bila perangkat opto elektronik (umumnya berupa ONU) diletakkan di dalam rumah pelanggan. Terminal pelanggan dihubungkan ke ONU dengan menggunakan kabel tembaga indoor atau IKR dengan jarak yang cukup pendek. Letak perangkat ONU pada FTTH dapat dianalogikan dengan terminal batas atau bahkan roset pada jaringan kabel tembaga.[5]

2.3 GPON (Gigabit Passive Optical Network) GPON adalah suatu teknologi akses yang dikategorikan sebagai Broadband Access berbasis kabel serat optik evolusi dari BPON. GPON merupakan salah satu teknologi yang dikembangkan oleh ITU-T via G.984 dan hingga kini bersaing dengan GEPON (Gigabit Ethernet PON), yaitu PON versi IEEE yang berbasiskan teknologi ethernet. GPON mempunyai dominasi market yang lebih tinggi dan roll out lebih cepat dibanding penetrasi GEPON. Standar G.984 mendukung bit rate yang lebih tinggi, perbaikan keamanan, dan pilihan protokol layer 2 (ATM, GEM, atau Ethernet).

Gambar 2.2 Arsitektur GPON Prinsip kerja dari GPON itu sendiri ketika data atau sinyal dikirimkan dari OLT, maka ada bagian yang bernama splitter yang berfungsi untuk memungkinkan fiber optik tunggal dapat mengirim ke berbagai ONU, untuk ONU sendiri akan memberikan data-data dan sinyal yang diinginkan user. Pada prinsinya, PON adalah sistem point to multipoint, dari fiber ke arsitektur premise network dimana unpowered optical splitter (splitter fiber) fiber optik tunggal.

2.4 Parameter Kelayakan Hasil Penelitian 2.4.1 Bit Error Rate (BER) Bit error rate merupakan laju kesalahan bit yang terjadi dalam mentransmisikan sinyal digital. Sensitivitas merupakan daya optik minimum dari sinyal yang datang pada bit error rate yang dibutuhkan. Kebutuhan akan BER berbeda-beda pada setiap aplikasi, sebagai contoh pada aplikasi komunikasi membutuhkan BER bernilai 10-10 atau lebih baik, pada beberapa komunikasi data membutuhkan BER bernilai sama atau lebih baik dari 10-12. BER untuk system komunikasi optik sebesar 10-9. Faktor-faktor yang mempengaruhi BER antara lain noise, interferensi, distorsi, sinkronisasi bit, redaman, multipath fading, dll.[4]

2.4.2 Q-Factor Q-Factor adalah faktor kualitas yang akan menentukan bagus atau tidaknya kualitas suatu link atau jaringan DWDM. Dalam sistem komunikasi serat optik khususnya GPON, minimal ukuran Q-Factor yang bagus adalah 6, atau 10-9 dalam Bit Error Rate (BER).[2] 3.

Perancangan dan Simulasi

3.1 Diagram Alir Perancangan Diagram alir merupakan tahap yang paling penting dalam proses perancangan. Diagram alir bertujuan agar dalam pembuatan suatu perancangan dapat berjalan secara sistematis dan terstruktur sehingga hasilnya dapat berjalan sesuai yang kita harapkan. Secara umum tahapan perancangan yang akan dilaksanakan dapat dilihat melalui diagram alir berikut:

Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Pada diagram alir tersebut dapat dilihat bahwa tahap awal yang dilakukan adalah menentukan lokasi perancangan. Lokasi yang dipilih adalah daerah Perumahan Buah Batu Square. Lalu dilakukan pengumpulan data mengenai lokasi perancangan seperti jarak antara lokasi perancangan dengan STO terdekat, kondisi lokasi, dan lain-lain. Setelah itu dilakukan perancangan dan simulasi menggunakan OptiSystem. Lalu akan didapat hasil perancangan dan simulasi yang telah dilakukan berupa parameter kelayakan seperti BER dan Q-Factor. Jika hasil yang didapat tidak memenuhi standar kelayakan maka akan dilakukan konfigurasi ulang. Jika hasil yang didapat sudah sesuai dengan standar kelayakan maka perancangan yang dilakukan akan dianggap selesai. 3.2 Perancangan Jaringan FTTH Perumahan Buah Batu Square Perumahan Buah Batu Square memiliki total homepassed sebanyak 357 unit rumah. Dalam perancangan ini akan dirancang suatu jaringan FTTH melalui STO terdekat yaitu STO Cijawura hingga menuju rumah-rumah pelanggan didaerah Perumahan Buah Batu Square. Jarak antara STO Cijawura – Perumahan Buah Batu Square adalah 4.1 Km dengan menggunakan google maps.

Gambar 3.2 Jarak STO Cijawura – Perumahan Buah Batu Square Jumlah ONT yang akan dirancang adalah sesuai dengan jumlah unit rumah yaitu 357 ONT. Jumlah Passive Splitter 1:8 ODP adalah 54 splitter dan jumlah Passive Splitter 1:4 ODC adalah 14 splitter. Kemudian jumlah core optik ODC-ODP sebanyak 54 core dan jumlah core optik OLT-ODC sebanyak 14 core. Adapun Konfigurasi Jaringan yang akan dirancang dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.3 Konfigurasi Jaringan FTTH Perumahan Buah Batu Square 3.3 Simulasi Perancangan pada OptiSystem 3.3.1 Konfigurasi Downlink Pada tahap ini akan dilakukan konfigurasi downlink dengan mengatur parameter layout dengan bitrate 2,488 Gbps dan sensifitas -28 dBm. Adapun konfigurasi downlink yang akan dilakukan pada OptiSystem dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.4 Konfigurasi Downlink

Gambar 3.5 Hasil BER Analyzer pada Konfigurasi Downlink

Gambar 3.6 Daya Terima pada Konfigurasi Downlink

Berdasarkan hasil simulasi perancangan diatas didapatkan nilai BER sebesar 3.42663 x 10-15. Nilai QFactor sebesar 7.18226. Daya terima yang terukur pada Optical Power Meter adalah -19.773 dBm. 3.3.2 Konfigurasi Uplink Pada tahap ini akan dilakukan konfigurasi uplink dengan mengatur parameter layout dengan bitrate 1,244 Gbps dan sensifitas -29 dBm. Adapun konfigurasi uplink yang akan dilakukan pada OptiSystem dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.7 Konfigurasi Uplink

Gambar 3.8 Hasil BER Analyzer pada Konfigurasi Uplink

Gambar 3.9 Daya Terima pada Konfigurasi Uplink Berdasarkan hasil simulasi perancangan diatas didapatkan nilai BER sebesar 0. Nilai Q-Factor sebesar 114.825. Daya terima yang terukur pada Optical Power Meter adalah -5.711 dBm. 3.4 Analisis Hasil Simulasi Perancangan Berdasarkan hasil simulasi perancangan pada OptiSystem didapatkan parameter performansi BER downlink sebesar 3.42663 x 10-15 dan untuk uplink sebesar 0.Berdasarkan nilai minimum BER pada optik yaitu 10-9, kedua nilai tersebut dapat dikatakan baik dikarena sudah memenuhi nilai minimum BER. Kemudian untuk parameter performansi Q-Factor didapatkan nilai Q-Factor untuk downlink sebesar 7.18226 dan untuk uplink sebesar 114.825. Berdasarkan nilai minum Q-Factor yaitu 6, kedua nilai tersebut dapat dikatakan baik karena sudah berada diatas 6. Lalu nilai daya terima untuk pelanggan terjauh sebesar -19.773 dBm dapat dikatakan layak dikarenakan sensitifitas perangkat ONT sebesar -28 dBm. 4.

Kesimpulan dan Saran

4.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil analisis dan perancangan jaringan FTTH pada Perumahan Buah Batu Square yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 

Berdasarkan simulasi pada OptiSystem didapatkan nilai BER pada konfigurasi downlink sebesar 3.42663 x 10-15 dan untuk uplink sebesar 0.Sehingga dapat disimpulkan kedua nilai tersebut dapat memenuhi nilai minimum BER yaitu 10-9.



Berdasarkan simulasi pada OptiSystem didapatkan nilai Q-Factor pada konfigurasi downlink sebesar 7.18226 dan untuk uplink sebesar 114.825. Sehingga dapat disimpulkan kedua nilai tersebut dapat memenuhi nilai minimum Q-Factor yaitu 6.



Berdasarkan simulasi pada OptiSystem didapatkan daya terima pada konfigurasi downlink sebesar -19.773 dBm dan untuk uplink sebesar -5.711 dBm. Sehingga dapat disimpulkan kedua nilai tersebut dapat memenuhi nilai minimum daya terima yang telah ditetapkan oleh PT.Telkom yaitu -23 dBm.

4.2 Saran Dalam perancangan ini tentu masih ada kekurangan atau ketidaksempurnaan yang dapat diperbaiki kedepannya, adapun beberapa saran yang dapat dilakukan untuk kedepannya adalah sebagai berikut: 

Pengumpulan data mengenai jarak di lokasi yang dilakukan pada perancangan ini masih menggunakan google maps, diharapkan kedepannya dapat mengukur langsung ke lokasi agar mendapatkan hasil yang lebih akurat.



Pada penelitian selanjutnya diharapkan adanya pembahasan mengenai rumus-rumus yang dapat digunakan untuk menghitung performansi.

Daftar Pustaka: [1] Azwar, Popy., Putra, Emansa Hari., dan Susanti, Rika. 2010. Analisis Simulasi Rancangan Jaringan Fiber Optik Untuk Internet Kampus Politeknik Caltex Riau Menggunakan OptiSystem. [Jurnal] Politeknik Caltex Riau, Riau. [2] Fairdaus, Ramla., 2015. Dasar-Dasar Parameter Elektris Radio Access Network (Ran) Dalam Dunia Telekomunikasi. [Online] Available at: http://mandorkawat2009.com [Accessed 27 November 2015]. [3] Hayes, Jim. 2006. Fiber Optics Technician. Delmar. [4] Legawa, Tri. 2010. Penerapan Teknologi DLC (Digital Loop Carrier) pada Jaringan Lokal Akses Fiber. [Jurnal] Universitas Diponegoro, Semarang. [5] Nur, Abdul Rasyid. 2009. Pengantar Analisis Teknologi Access Fiber Optic untuk media Telekomunikasi. [Online] Available at: http://mandorkawat2009.com/2009/10/19/pengantar-analisis-teknologi-accessfiber-optic-untuk-media-telekomunikasi/ [Accessed 10 December 2015]. [6] Optiwave. 2015. FTTH (Fiber To The Home). [Online] Available at: http://optiwave.com/applications/ftth/ [Accesed 10 December 2015].