PERANCANGAN JARINGAN AKSES KABEL (DTG3E3)

PERANCANGAN JARINGAN AKSES KABEL (DTG3E3) Disusun Oleh : Hafidudin,ST.,MT. (HFD) Rohmat Tulloh, ST.,MT (RMT)

Prodi D3 Teknik Telekomunikasi Fakultas Ilmu Terapan Universitas Telkom 2015

Planning & Design Hybrid Fiber Coax Network

Planning, Design and Traffic Enggineering  Dasar-dasar Perencanaan – – – –

Survey Lokasi Definisi Parameter Layanan yang diberikan

 Design – – – – –

Parameter Status Penentuan Perangkat Penentuan Parameter Perhitungan jaringan yang didesain Plotting

 Data planning – – – – – – –

Pengetahuan DOCSIS Parameter-parameter DOCSIS Modeling untuk Data network Traffic enggineering IP knowledge Konfigurasi DOCSIS MIB untuk maintenance

 Voice Planning – – – – – –

Pengetahuan Packet Cable Parameter untuk Packet Cable Modeling untuk Voice network Definisi NCS/LCS Dasar-dasar Softswitch Traffic enggineering untuk voice over packet

Survey  Apa yang dibutuhkan penduduk (calon pelanggan) dari teknologi HFC ?  Kenapa penduduk di daerah tersebut butuh layanan dari jaringan HFC ?  Dimana jaringan HFC tersebut akan digelar ?  Kapan daerah tersebut memerlukan layanan dari jaringan HFC ?  Bagaiamana Jaringan HFC direncanakan untuk suatu daerah tertentu ?

Bagaimana ?       

Penentuan jangkauan dari suatu jaringan Penentuan kebutuhan Bandwidth Analisa layout geografis Pemilihan Struktur Jaringan Penentuan Standar Qualitas Sinyal Pemilihan perangkat Desain dan Bagan

Lokasi  Lokasi

yang berbeda akan mempunyai konfigurasi jaringan yang berbeda pula  Lokasi juga mempengaruhi penentuan penempatan beberapa perangkat dalam sistem HFC.  Beberapa perangkat dimana penempatannya sangat dipengaruhi oleh lokasi, yaitu Headend, Distribution Hub, Fiber Node

Lokasi―Headend  Berada

ditengah-tengah (sentrum) dari daerah yang mempunyai kepadatan demand yang tinggi dan merata dalam suatu daerah layanan headend  Lokasi harus berada pada jalan besar (utama) yang jauh dari jalur rel kereta api, sungai besar, dan tempat lain yang dapat merusak sinyal ataupun merusak jaringan.

Lokasi―Distribution Hub  Sedekat

mungkin dengan sistem catu daya  Pengkondisian suhu ruangan dimana perangkat diletakkan  Penempatan diatur sedemikian rupa agar jarak kabel penghubung antara node dengan ODF/FDF sependek mungkin  Tersedianya perangkat yang dapat mengatasi bencana seperti kebakaran

Lokasi―Fiber Node Panjang kabel koaksial untuk menjangkau pelanggan yang berada dalam derah pelayanan FN relatif pendek  Penempatannya sebisa mungkin ditengah-tengah daerah layanan sehingga jangkauannya optimum.  Aman dari gangguan  Untuk penempatan pada gedung bertingakat/apartemen, FN dapat diletakkan di basement (di ruang perangkat telekomunikasi) maupun ditiap-tiap lantai gedung dengan mempertimbangkan kemudahan dalam penyediaan power supply, instalasi, operasional dan maintanance. 

Parameter-Parameter 

     

Decibel (dB) Gain Loss dan/atau Redaman Noise dan Distorsi Tilt Resistansi Loop Bit Error Rate (BER)

  

  

Karakteristik RF dari sinyal televisi Carrier to Noise Ratio (CNR) Composite Second Order (CSO) Composite Triple Beat (CTB) Cross-Modulation (XMOD) Hum Modulation

Decibel (dB) Decibel menunjukkan pernyataan logaritma dari perbandingan antara dua level daya.

 Pout  dB  10log    Pin 

dBm ,dBmV  dBm

didefinisikan sebagai decibel relatif terhadap 1 mW

 mW  dBm  10log    1mW 

 dBmV

didefinisikan sebagai decibel relatif terhadap 1 mV.

 mV  dBmV  20log    1mV 

0

dBmV = 1 milliVolt melalui 75 Ohm (CATV)

Aturan 3 dB 0.5

10 log[2/1] = 3.01 dB 10 log[1/2] = -3.01 dB

1 0.5 10 log [(0.5)/1] = -3.01 dB

Aplikasi dB Input +12 dBmV

Output +34 dBmV Loss -22 dB Gain +22 dB

Input +12 dBmV

Output +34 dBmV

Gain +22 dB

Output = Input + Gain1 – Loss + Gain2 Output = 12 dBmV + 22 dB – 22 dB + 22 dB Output = 34 dBmV

Gain Gain = Output/Input Gain(dB) = Output(dB)-Input(dB) x.a a

Sinyal output

Sinyal input Amplifier Gain = x

Redaman Redaman atau pelemahan sinyal merupakan besaran yang merepresentasikan penurunan level dari suatu sinyal jika melalui komponen atau perangkat tertentu, misalnya kabel koaksial. Redaman juga biasanya diberikan dalam satuan dB.

a

Coaxial Cable a/x Redaman/Attenuation = 1/x

Loss atau rugi-rugi Loss atau rugi-rugi akan mengakibatkan penurunan level sinyal  Jenis-jenis loss antara lain seperti : 

 

 

insertion loss ( rugi-rugi karena penyisipan ) return loss (rugi-rugi akibat ketidak-matching-an) tap loss (rugi-rugi pada port keluaran tap) dan sebagainya.

Noise dan Distorsi Noise atau derau merupakan suatu sinyal yang tidak diinginkan dalam kanal transmisi.  Distorsi adalah perubahan yang tidak diinginkan yang terjadi pada sinyal 

NOISE

DISTORSI

Tilt Coaxial Cable

Tilt

Tilt merupakan perbedaan level sinyal antara frekuensi yang paling rendah dan yang paling tinggi.

Resistansi Loop Resistansi merupakan oposisi terhadap aliran arus elektrik Coaxial Cable

Ohm meter Loop Resistance

Bit Error Rate (BER)

Jumlah bit salah BER= Jumlah seluruh bit

Karakteristik RF dari sinyal televisi Standard

Dapat digunakan dengan Sistem berikut ini

B

PAL, SECAM

D

SECAM

G

PAL, SECAM

H

PAL, SECAM

I

PAL

K

SECAM

K1

SECAM

L

SECAM

M

NTSC, PAL

N

PAL

Standar yang sering dipakai dalam referensi mengenai HFC adalah standar M (NTSC)  Indonesia menggunakan standar B,G 

Karakteristik RF dari sinyal televisi

Spektrum frekuensi standar M,N dan B,G.

NOISE 

Noise yang dominant terjadi pada jaringan HFC – Thermal noise – Interferensi RF eksternal (Ingress noise) – Impulse noise



CNR (Carrier to Noise Ratio) merupakan rasio antara level carrier dan level daya noise



Ketika level noise mendekati level sinyal pembawa, CNR menjadi berkurang dan mengakibatkan kualitas penerimaan menjadi lebih buruk sehingga gambar televisi mula-mula tampak berbintik-bintik, seperti “salju”, dan pada beberapa titik menjadi tidak jelas terlihat.

Carrier to Noise Ratio (CNR)

Amplifier #2

Amplifier #1

Carrier Power

Noise Power

CNR = 57 dB

Noise Power

CNR = 60 dB

Carrier Power

Carrier to Noise Ratio (CNR)

DISTORSI 

  

Composite Second Order (CSO) Composite Triple Beat (CTB) Cross-Modulation (XMOD) Hum Modulation

Composite Second Order (CSO) 

Bentuk harmonisa dan interaksi sinyal input yang dihasilkan dari : – – – –

2f1 f1+f2 f1-f2 f1 dan f2 adalah frekuensi sinyal input

CSO biasa terjadi pada 0,75 MHz atau 1,25 MHz di atas dan di bawah carier video  Composite Second Order berpengaruh pada gambar dengan menyebabkan terjadinya garis-garis diagonal pada gambar. Hal ini terjadi karena produk-produk beat jatuh dalam daerah sinyal pembawa video termodulasi. 

Composite Second Order (CSO)

2F1

F2-F1

139,25 MHz

F2+F1

278.5 MHz

55,25 MHz

194.5 M Hz

139,25 MHz

60 dB

110.5 MHz 84.0 M Hz

55,25 MHz

2F2

Composite Triple Beat (CTB)  Produk dari

komponen dengan kombinasi frekuensi (“beat”): – f1±f2±f3 – 2f1±f2 – 3f

 CTB

didapatkan dari perbandingan level carrier dengan level produk beat  Composite Triple Beat mempengaruhi gambar dengan menyebabkan munculnya garis-garis berlekuk yang tampak pada gambar.

Composite Triple Beat (CTB)

60 dB

181.25 MHz

187.25 MHz

193.25 MHz 181.25 MHz

187.25 MHz

193.25 MHz

Cross-Modulation (XMOD) Cross Modulation (XMOD) berarti sebuah kanal yang diinginkan termodulasi oleh kanal lain, yaitu beberapa band sisi (sideband) modulasi pada kanal yang diinginkan merupakan milik kanal yang lain Cross Modulation yang berlebihan akan menunjukkan dirinya sebagai sinyal-sinyal palsu, seperti perpindahan maupun penumpukkan modulasi (informasi) dari satu pembawa terhadap pembawa yang lain. Efeknya adalah garis-garis tebal yang bergoyang (jittery bar) pada gambar yang dibangkitkan oleh pulsa-pulsa sinkronisasi dari kanal lain yang menumpuk pada kanal yang diterima.

Cross-Modulation (XMOD)

Hum Modulation Hum merupakan modulasi amplitudo dari pembawa (carrier) oleh suatu sinyal yang frekuensinya biasanya merupakan harmonik dari frekuensi saluran daya listrik Kehadiran hum yang berlebihan akan ditunjukkan dengan garisgaris tebal atau tipis yang bergerak secara vertikal terhadap gambar televisi.

Hum modulation (dB) = 20log(M 100) M adalah kedalaman modulasi yang dinyatakan dalam persen

Hum Modulation

LAYANAN HFC 

 

Layanan TV Analog Broadcast Layanan TV Digital Broadcast Layanan Interaktif – Data (internet berkecepatan tinggi) – Telephony – Video On Demand

LAYANAN HFC Bandwidth yang tersedia Reverse 5 - 65 MHz Telephony and Data

FM Radio 85 - 108 MHz

FAA Restricted Some Data/Digital Music/Forward Telephony 108 - 120 MHz

Analog Video Mid Band 120 - 174 MHz

Analog Video High Band 174 to 230 MHz

Analog Video Hyper Band 470 – 550 MHz (Forward Telephony and/or Digital Music) Interactive Services/Digital Video 550 – 870 MHZ

Analog Video Superband 230 to 470 MHz

Planning, Design and Traffic Enggineering •

Dasar-dasar Perencanaan – – – –

•

Survey Lokasi Definisi Parameter Layanan yang diberikan

Design – – – – –

Parameter Status Penentuan Perangkat Penentuan Parameter Perhitungan jaringan yang didesain Plotting

• Perencanaan Layanan Data – – – – – – –

Dasar-dasar DOCSIS Parameter-parameter DOCSIS Modeling untuk Data network Traffic enggineering IP knowledge Konfiguirasi DOCSIS MIB untuk maintenance

• Perencanaan Layanan Suara/Voice – – – – – –

Dasar-dasar Packet Cable Parameter untuk Packet Cable Modeling untuk Voice network Definisi NCS/LCS Dasar-dasar Softswitch Traffic enggineering untuk voice over packet

Parameter Status • •

Performansi Link Optik Performansi Jaringan Koaksial

Performansi Link Optik     

Laser Noise EDFA Noise Receiver Noise Noise Total Optical Modulation Index

Laser Noise Relatif Intensity Noise (RIN) yang dihasilkan oleh emisi spontan dari foton, yang menghasilkan cahaya yang tidak koheren 2

CNRRIN

m  2 B( RIN )

m= single channel modulation index B= Noise measurement bandwidth (4 (NTSC), 4,75 (PAL B,G))

EDFA Noise Noise pada amplifier optik ini dihasilkan juga karena emisi spontan dari foton, dikenal sebagai Amplified Spontaneous Emission (ASE)

CNREDFA

SNRIN .m2  2.B.F

SNRIN = SNR input amplifier F = faktor noise amplifier B = Noise measurement bandwidth (4 (NTSC), 4,75 (PAL B,G))

Receiver Noise • Langkah 1 : Menentukan responsivitas receiver



.q. h.c

η= efisiensi kuantum dari detector, q = muatan elektron dalam coulombs, λ= panjang gelombang dalam meters, h = konstanta Planck (6.63 x 10-34 J.s), dan c = kecepatan cahaya (3 x 108 m.s-1)

• Langkah 2 : penentuan Shot Noise receiver

m ..PIN  4.q.B 2

CNRSHOT

ρ= responsivitas

Receiver Noise • Langkah 3 : Menentukan Noise Thermal Receiver

CNRtherm

m. .PIN   

2

2 n

2.i .B

in2= thermal noise equivalent current dari amplifier

Noise Total CNR total dari suatu link optik =

CNRtotal

 CNRshot   CNRtherm   CNREDFA    CNR10RIN      10   10    10      10log 10   10   10   10    

Optical Modulation Index Optical Modulation Index (OMI) merupakan pengukuran dari derajat modulasi dari carrier optik oleh sinyal RF

OMI 

I rf , peak I MOD

Irf,peak = peak RF modulating current IMOD = average modulating current

Performansi Jaringan Koaksial     

CNR CSO CTB XMOD Hum Modulation

Performansi Jaringan Koaksial Mengubah Noise Figure menjadi CNR

CNR  65.2  10 log( f )  Li  NF Δƒ = lebar pita pengukuran (MHz) Li = level masukan penguat (dBmV) Sistem

I

B,G

K1,L

M,N

Lebar Pita Video* (MHz)

6.75

5.75

7.25

4.95

Lebar Pita Pengukuran Noise (MHz) 5.08

4.75

5.58

4.00

*termasuk lower sideband

Performansi Jaringan Koaksial Amplifier tunggal―Effect perubahan Level Output

CNRbaru  CNRref  ( Lbaru  Lref )

CTBbaru  CTBref  2( Lbaru  Lref )

CSObaru  CSOref  ( Lbaru  Lref ) XMODbaru  XMODref  2( Lbaru  Lref )

Performansi Jaringan Koaksial Amplifier tunggal―Effect Efek perubahan tilt

CNRbaru  CNRref  (Tbaru  Tref ) CTBbaru  CTBref  0,8(Tbaru  Tref ) CSObaru  CSOref  0,33(Tbaru  Tref ) XMODbaru  XMODref  0,5(Tbaru  Tref )

Performansi Jaringan Koaksial Amplifier dan level operasi yang identik

CSOkaskade  CSOsingle  10log( N )

CNRkaskade  CNRsingle  10log N CTBcascade  CTBamp  20 log( N ) XMODcascade  XMODamp  20 log( N ) HMODcascade  HMODamp  20 log( N )

Performansi Jaringan Koaksial Amplifier atau level operasi yang tidak sama  CNR1  CNR 2  CNR ( n )   CNR  10 log 10 10 10 10  ........... 10 10     CSO1  CSO 2  CSO ( n )   CSO  10 log 10 10 10 10  ........... 10 10     CTB1  CTB 2  CTB ( n )   CTB  20 log 10 20 10 20  ........... 10 20     XMOD1  XMOD 2  XMOD ( n )   XMOD  20 log 10 20 10 20  ........... 10 20     HMOD1  HMOD 2  HMOD ( n )   HMOD  20 log 10 20 10 20  ........... 10 20   

Perhitungan pada jaringan HFC  Jaringan Optik  Jaringan Koaksial

Jaringan Optik • Power link Budget » Secara sederhana power link budget ini bertujuan untuk menentukan daya yang sampai di penerima.

Pr(dBm)  Pt(dBm) +  Gain(dB)   loss (dB) - M

• Rise Time Budget (Sistem Digital) » Pada dasarnya tujuan Rise time budget adalah untuk mengetahui adanya degradasi sinyal yang dikirim yang pada akhirnya akan berhubungan dengan bit rate transmisi dan jarak yang diijinkan

t ys  t  t  t 2 S

2 R

2 mat

 t

2 modal

Jaringan Optik  Power link Budget  Analisa Performansi

Standardisasi performansi Federal Communication Commission (FCC) dan EIA Parameter

Standar

Nilai Parameter yang Diharapkan

Carrier to Noise Ratio

FCC part 76

≥ 43 dB pada lebar pita noise

Composite Triple Beat

FCC part 76

≤ -51 dBc

Composite Second Order

FCC part 76

≤ -51 dBc

Cross Modulation Level

FCC part 76

≤ -40 dBc

Hum Modulation

FCC part 76

≤ -26 dBc

Level minimum sinyal video

FCC part 76

≥ 0 dBmV pada input perangkat pelanggan

Level maksimum sinyal video

EIA-23

+15 dBmv pada input perangkat pelanggan

Input Cable Modem

DOCSIS

-15 sampai 15 dBmV

Input CMTS

DOCSIS

160 kSps : -16 sampai +14 dBmV 320 kSps : -13 sampai +17 dBmV 640 kSps : -10 sampai +20 dBmV 1280 kSps : -7 sampai +23 dBmV 2560 kSps : -4 sampai +26 dBmV

Output CMTS

DOCSIS

50 sampai 61 dBmV

Output Cable Modem

DOCSIS

QPSK : 8 sampai 58 dBmV 16 QAM : 8 sampai 55 dBmV

Standardisasi performansi Scientific Atlanta Institute (SAI). Parameter

Standar FCC

Standar Perancangan (SAI) 48 dB

CNR

≥ 43 dB pada lebar pita noise

CTB

≤ -51 dBc

53 dBc

CSO

≤ -51 dBc

53 dBc

Cross Mod

≤ -40 dBc

45 dBc

Hum Mod

≤ -26 dBc

30 dBc

TAHAP-TAHAP PERENCANAAN JARINGAN HFC

• • • •

Penentuan Network Scope Penentuan kebutuhan bandwidth Penentuan Struktur jaringan Penentuan standar kualitas sinyal

MENENTUKAN KEBUTUHAN BANDWIDTH • Bandwidth = “kapasitas” • Ditentukan oleh Layanan yang ditawarkan – Analog Video – Digital Video – Telephony – Interactive Services

LAYANAN ? • • • •

ANALOG VIDEO DIGITAL VIDEO TELEPHONY INTERACTIVE SERVICES

PILIHAN LEBAR PITA FORWARD • • • • •

JARINGAN 216, 270, 300, 330, 400, 450 MHz JARINGAN 550 MHz JARINGAN 750 MHz JARINGAN 870 MHZ JARINGAN 1000 MHz

BANDWIDTH TERSEDIA • 870 – 85 = 785 MHz true bandwidth – Pita radio FM : 85 – 108 = 23 MHz – Frekuensi yang dilarang : 108 – 120 = 12 MHz

• 785 MHz – 23 MHz – 12 MHz = 750 MHz

VIDEO ANALOG • 25 kanal TV analog dengan lebar pita tiap kanal adalah 7 MHz untuk jangkauan frekuensi 120 – 300 MHz • 31 kanal TV analog dengan lebar pita tiap kanal adalah 8 MHz untuk jangkauan frekuensi 300 – 550 MHz • (25 x 7) + (31 x 8) = 423 MHz • 706 MHz – 423 MHz = 283 MHz

Penentuan Struktur jaringan Ukuran jaringan Layanan yang ditawarkan Ukuran daerah layanan (service area)

Penentuan Signal Quality Standar • • • • • •

Carrier-to-Noise (CNR) Composite Second Order (CSO) Composite Triple Beat (CTB) Cross-Modulation (XMOD) Modulasi Hum (HMOD) FCC menetapkan tidak kurang dari 0 dBmV di terminal pelanggan.

Menentukan Parameter Operasi Hasil Rancangan

 Menentuan Tap level  Performansi Jaringan (Menghitung nilai-nilai akhir saluran (EOL) )  Express feeder design  Reverse design  Network powering  Plot

Penentuan Tap level     

Menetapkan level di customer premises―FCC menetapkan level 0 dBmV Jumlah TV Loss splitter 2-way Memilih tipe dan panjang kabel untuk digunakan pada customer premises Memilih kabel drop

 Penentuan level di Tap

Frekuensi (MHz)

120

453

823

Level Terminal/HCT (dBmV)

3.00

3.00

3.00

Jumlah Terminal – Splitter (dB)

4.30

4.50

5.50

Rugi-rugi Kabel dlm Rumah (dB)

1.09

2.06

2.83

Rugi-rugi Kabel Drop (dB)

2.13

3.98

5.52

Level Tap yang Dibutuhkan (dBmV)

10.52 13.54 16.84

Performansi Jaringan Headend

Hub

Optical Node

CNR = 55 dB CTB = 70 dB

CNR = 50 dB CTB = 65 dB

Express Cascade

Target peformance EOL jaringan CNR = 48 dBc CTB = 53 dBc

CNR = 57 dB CTB = 70 dB

Tap Amplifier CNR = 69 dB CTB = 64 dB

Performansi Jaringan • CNR gabungan (CNREOL) CNREOL

50 57 69  1055  10 10 10  10log 10  10  10  10   48.2dB  

• CTB gabungan (CTBEOL) CTBEOL

65 70 64  2070  20 20 20  20log 10  10  10  10   54.8dBc  

Performansi Jaringan • CNR dan CTB pada Express Amplifier

CNRamplifier  57  10log(3) CNRamplifier  61.8dB CTBamplifier  70  20log(3) CTBamplifier  79.5dBc

Performansi Jaringan • CNR dan input amplifier Linput  CNRAmplifier  N t  N f Linput  61.8  (59.21)  9.4 Linput  61.8  59.21  9.4 Linput  11.99dBmV  12dBmV

Performansi Jaringan • CTB dan amplifier output

Ooper

 CTBamplifier  CTBspec   Oref    2  

Express feeder design • tidak terdapat tap dalam bagian jaringan • memudahkan upgrading dari sistem • Misalnya dalam suatu jaringan express koaksial terdapat nilai parameter CNR, CSO, CTB, XMOD, Hum Moulation maka dengan mengasumsikan amplifier identik jumlah maksimal amplifier yang diijinkan dapat dicari dengan rumus performansi kaskade.

Express feeder design Contoh tabel hasil perhitungan desain express feeder No

Parameter Performansi

Target Nilai N (dB) Nilai N (dibulatkan ke bawah)

1 CNR

48

3.86

3

2 CSO

53

76.84

76

3 CTB

53

7.95

7

4 XMOD (Cross Modulation)

53

3.11

3

5 HMOD (Hum Modulation)

53

5.08

5

Reverse design • rancangan harus dicek kembali dalam arah reverse untuk memastikan bahwa rancangan tersebut juga bekerja dalam arah tersebut. • dalam arah reverse, perangkat pada tiap rumah pelanggan harus mampu berkomunikasi secara mandiri dengan perangkat penerima karena tiap rumah pelanggan berada pada jarak yang berbeda dari penguat

Reverse design Pj. Kabel (m)

65 MHz

Sinyal Pembawa Reverse Rugi Splitter

Satuan

50.0

dBmV

4.2

dB

Redaman Kabel RG-6

15

0.7

dB

Redaman Kabel RG-11

45

1.3

dB

261

2.6

dB

Tap 4 dB 2-Port

4.0

dB

Tap 11 dB 4-Port

3.0

dB

Rugi In-line Equalizer

1.0

dB

Redaman Kabel Total 0.750

Pj. Kabel (m)

65 MHz

Satuan

Tap 17 dB 4-Port

1.4

dB

Tap 26 dB 4-Port

0.9

dB

Tap 29 dB 2-Port

0.5

dB

Rugi-rugi Total

20.6

dB

Masukan Penguat Reverse

29.4

dBmV

Network powering • Perancangan pencatuan arus bolak-balik (AC) dilakukan secara terpisah dari perancangan RF • Tujuan dari perancangan ini adalah untuk memanfaatkan kemampuan penuh dari catu daya (arus) tanpa kekurangan atau kehabisan tegangan • Sistem TV kabel tradisional biasanya dicatu oleh catu daya 60 VAC, baik konvensional maupun stand-by • menggunakan hukum Ohm untuk menghitung tegangan jatuh yaitu dengan menggunakan persamaan Evoltage=Icurrent*Rresistance, Rresistance merupakan resistansi loop dari kabel.

Network powering Contoh sederhana, misalkan catu daya mempunyai tegangan 60 V dan arus keluaran sebesar 6.3 A. resistansi loop dari kabel koaksial sebelum amplifier sebesar 0.513 ohm. Maka voltage drop dapat dicari drop tegangan sebesar 6.3*0.513= 3.2 Volt. Maka sisa tegangan untuk amplifier berikutnya adalah 60-3.2 = 56.8 V. misalkan satu amplifier mengkonsumsi arus sebesar 0,9 mA maka arus yang bisa ditansmisikan ke amplifier selanjutnya sebesat 6.3-0.9=5.4 mA.

Plotting on design tools Design and Draft

Pada Strand map akan ditunjukkan keadaan lokasi, panjang kabel yang digunakan, dan jumlah rumah yang diperlukan untuk melengkapi design yang dimaksud

Tree House

Tree

House

Tree

House

House

House

House

Map Symbology Signal Splitting Devices

Common Pole Symbols

Headend

Hub

3-way Balanced

2-way

3-way unbalanced

Directional Coupler

Tap

Amplifier

Power Supply 2-Port

4-Port

8-Port

Fiber Optic Related Symbol

Coaxial Cable Symbols Optical Tansmitter

Optical Node

.412

Fiber Optic Splice

.500 .625 .750 2-way

3-way

4-way

.875

DOCSIS Overview  DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) adalah standar yang digunakan untuk interface cable modem dan Cable modem Termination System pada sistem kabel. DOCSIS dikembangkan dari proyek MCNS (Multimedia Cable Network System) yang merupakan milik konsorsium. .  DOCSIS distandarisasi oleh ANSI dengan bantuan dari SCTE.  Standar DOCSIS pada tahun 1997 dengan mengacu pada system TV yang berlaku di Amerika. Sehingga DOCSIS lebih dikenal sebagai standar Amerika. Dalam perkembangannya MCSN telah mengeluarkan beberapa rekomendasi diantaranya DOCSIS 1.0, DOCSIS 1.1, dan yang paling mutakhir adalah DOCSIS 2.0

DOCSIS 1.0 MSCN membuat suatu standar yang dikenal dengan DOCSIS 1.0 pada komunitas pabrik tahun 1997 Awal tahun 1998 Cablelabs mulai membentuk program sertifikasi untuk peralatan DOCSIS untuk memastikan produk cable modem dari pabrik yang berbeda dapat sesuai. Pada awal Maret 1998, International Telecommunication Union (ITU) menerima DOCSIS sebagai standar cable modem. DOCSIS 1.0 merupakan spesifikasi pertama yang dikeluarkan Cablelabs untuk cable modem dan telah diperbaharui menjadi DOCSIS 1.1.

DOCSIS 1.1 DOCSIS 1.1 dibangun di atas 1.0, tetapi termasuk juga fitur-fitur di bawah ini : • QoS (Quality of Service) • Dynamic Services • Concatenation • Fragmentation • Payload Header Supression • IP Multicast • CM Authentication • SNMPv3 • View-based access control and management (VACM) • CM Account Management • Fault Management • Secure Software

DOCSIS 2.0 DOCSIS 2.0 dibangun di atas DOCSIS 1.1, dan menyediakan semua fitur dan fungsi yang disediakan DOCSIS 1.1. Dalam penambahannya, menyediakan peningkatan seperti di bawah : Kapasitas upstream yang diperbaiki dengan lebih baik Kapasitas kanal upstream maksimum 30.72 Mbps Lebar kanal maksimum upstream 6.4 MHz Operasi Synchronous-CDMA Meningkatkan ketahanan terhadap noise upstream dan pengrusakan kanal Reed-Solomon error correction yang diperbaiki Modulasi Kode Trellis Channel utilization statistics

EURODOCSIS EURODOCSIS (EURO Data Over Cable Service Interface Specification) merupakan standar yang hampir sama dengan standar DOCSIS. EURODOCSIS adalah standar DOCSIS yang dikeluarkan oleh konsorsium Eropa untuk menyesuaikan dengan system TV yang berlaku di Eropa. Sehingga EURODOCSIS lebih dikenal sebagai standar Eropa.

Komponen DOCSIS • Cable System―Cable System ini merupakan jaringan HFC ataupun jaringan koaksial saja yang menghubungkan antara CMTS (biasanya di Headend) dan Cable Modem di pelanggan. • Cable Modem Termination System (CMTS)―CMTS merupakan perangkat yang memodulasi sinyal dari jaringan data untuk ditransmisikan ke cable modem dan mendemodulasi sinyal respon dari cable modem • Cable Modem (CM)―CM terdapat di customer premise equipment, yang akan memodulasi dan mendemodulasi sinyal ked an dari CMTS

Komponen DOCSIS • “Back Office” Service―Beberapa layanan yang termasuk “Back Office” service adalah sebagai berikut : – DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) Server • RFC2131―memberikan penentuan IP address secara dinamis untuk modem dan PC • Mengijinkan re-use dalam penentuan IP address

– TOD (Time of Day) Server • RFC 868―memberikan timestamp untuk kejadian yang tercatat (logged event)

– TFTP (Trivial File Transfer Protocol) Server • RFC 1350―memeberikan file konfigurasi modem • Bin file dibuat dengan Configuration File Editor

Pengetahuan IP • Domain Name Server (DNS) adalah suatu set protokol dan service yang memungkinkan user dari suatu jaringan untuk menggunakan nama suatu network resources yang lebih user friendly dan tersusun secara hirarkis dan pada penggunaan IP addres yang sulit diingat • Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) merupakan suatu protokol yang berfungsi untuk pemberian IP address secara otomatis, sehingga administrator tidak perlu repot-repot memberikan IP address satu per satu ke semua client yang ada • Subnetting adalah teknik atau metode yang digunakan untuk memcah ID yang dimiliki oleh suatu IP menjadi beberapa subnetwork ID lain dengan jumlah anggota jaringan yang lebih kecil • Routing merupakan suatu proses mencari jalan bagi pmbentukan hubungan dua jaringan yang terpisah.

Perbandingan DOCSIS dan EURODOCSIS No Parameter

DOCSIS

EURODOCSIS

1

Negara pembuat

Amerika

Eropa

2

Lebar bandwidth

6 MHz

8 MHz

3

System tv

NTSC

PAL/SECAM

4

Frekuensi downstream

50 MHz - 860 MHz 47 MHz - 862 MHz

5

Frekuensi upstream 5 MHz - 42 MHz

5 MHz - 65 MHz

Parameter DOCSIS • Level transmisi Level daya dari CMTS pada arah downstream dengan lebar kanal 6 MHz direkomendasikan pada batasan nilai -10 dBc sampai -6 dBc relative terhadap level carier video analog. • Performansi layanan data end to end Performansi layanan data end-to-end ditunjukkan oleh besaran Quality of Service (QoS).

Parameter DOCSIS Quality of Service (QoS).

• • •

Troughput Delay―Delay akses, Round trip delay Bit Error Rate (BER)

Parameter DOCSIS •

Modulasi Downstream dan Upstream Downstream Modulation (from CMTS to CM) uses 88 to 860 MHz range – –

64 or 256 QAM Bandwidth of 6MHz

Upstream Modulation (from CM to CMTS) in 5 to 42 MHz range – –

QPSK or 16 QAM Bandwidths • • •

200KHz 400KHz 800KHz

• •

1.6MHz 3.2MHz

Konfigurasi DOCSIS • • • • • • •

Konfigurasi untuk arah transmisi downstream Konfigurasi untuk arah upstream Konfigurasi Ranging dan auto adjustment Konfigurasi DHCP dari CMTS Konfigurasi File untuk melakukan boot Konfigurasi TIME of DAY (ToD) SERVER Registrasi CMTS

Rekayasa Trafik • • • •

•

Trafik dalam telekomunikasi diartikan sebagai lamanya pemakaian saluran yang diduduki dan diukur dengan satuan waktu Pengertian satu erlang adalah lamanya pendudukan suatu sirkit selama satu jam terus menerus intensitas trafik (A) yang didefinisikan sebagai jumlah total waktu pendudukan suatu selang waktu pengamatan tertentu (persatuan waktu) Grade of Service adalah gambaran yang menyatakan probabilitas bahwa suatu panggilan akan hilang karena kongesti switching atau transmisi. Menentukan bandwidth upstream dan downstream dengan mengacu pada spesifikasi teknik salah satu perangkat yang memberikan layanan telepon pada jaringan HFC

Rekayasa Trafik Tabel Erlang B Rumus Erlang B B

A N / N! N

A

i

/ i!

i 1

B : peluang blocking (dalam %) A : total trafik (dalam erlang) N : jumlah kanal yang dibutuhkan

Rekayasa Trafik • Besar boundary area FN • Tingkat penetrasi untuk layanan data • Berapa besar trafik dan Quality of Service untuk layanan data

Rekayasa Trafik BW Upstream

 D x BRup  = Roundup   x 0,6 MHz  768 Kbps 

 D x BRdown  BWDownstream = Roundup   x 6 MHz  30000 Kbps 

PACKETCABLE • Standar mekanisme pengiriman data melalui jaringan paket dengan teknologi transmisi yang melayani komunikasi data yang dipaketkan ke pelanggan melalui jaringan teknologi transmisi data Hybrid Fiber Coax (HFC) • Arsitektur PacketCable digunakankan untuk mendukung fungsi jaringan end to end – – – – – –

signaling Media transport level variabel quality-of-service (QoS) Security Provisioning Billing Network Management

ARSITEKTUR JARINGAN PACKETCABLE

Komponen Jaringan PacketCable • • • •

• • • •

Multimedia Terminal Adapter (MTA) Cable Modem (CM) Jaringan akses HFC Cable Modem Termination System (CMTS) Call Management Server (CMS) PSTN Gateway OSS Back office component TGS

• Domain Host Configuration Protocol Server (DHCP) • Domain Name System Server (DNS) • TFTP or HTTP • SYSLOG Server • Record Keeping Server • Announcemet Server • Announcement Controller • Announcement player

Standarisasi PacketCable • • •

DOCSIS 1.0 DOCSIS 1.1 DOCSIS 2.0

Tipe-tipe PacketCable •

• • • •

PacketCable 1.0: terhubung antara jaringan kabel dan PSTN dengan carrier class reliability; Single stage dialing, PSTN ekuivalen kualitas suara, Layanan operator dan emergency, CLASS features. PacketCable 1.1: Untuk melayani line primer PacketCable 1.2: Untuk melayani jaringan IP end to end ke kabel operator untuk mengganti trafik VOIP secara langsung. PacketCable 1.3: Standalone client device (MTAs) PacketCable multimedia: Untuk mendukung layanan multimedia.

Parameter-Parameter Transmisi Downstream Parameter

Nilai

Range frekuensi

Range frekuensi arah downstream normalnya beroperasi dari 50 MHz sampai dengan 860 MHz, tetapi harga-harga dalam tabel ini hanya berlaku pada frekuensi >= 88 MHz

Spasi channel RF (bandwidth)

6 MHz

Delay transit dari headend sampai pelanggan tejauh

<= 0.800 ms (biasanya jauh lebih kecil dari harga tersebut)

Rasio carrier terhadap noise dalam pita 6 MHz

tidak kurang dari 35 dB

Rasio carrier terhadap distorsi composite triple beat

tidak kurang dari 41 dB

Rasio carrier terhadap distorsi composite second order

tidak kurang dari 41 dB

Rasio carrier terhadap cross modulation

tidak kurang dari 41 dB

Rasio carrier terhadap interferensi diskrit lainnya

tidak kurang dari 41 dB

Riple amplitude

3 dB di dalam bandwidth yang di desain

Group delay riple dalam spectrum yang ditempati oleh CMTS

75 ns di dalam bandwidth yang didesain

Micro reflection bond untuk echo yang Dominant

-20 dBc <=1,5µs, -30 dBc @>1,5 µs, -10 dBc @<= 0,5 µs, -15dBc @<=1µs

Carrier hum modulation

tidak lebih besar dari -26 dBc (5%)

Penyebaran noise

tidak lebih lama dari 25 µs, pada rata-rata 10 Hz

Parameter-Parameter Transmisi Upstream Parameter Range frekuensi

Nilai 5 sampai dengan 42 MHz

Delay transit dari CM terjauh sampai CM terdekat atau sampai <= 0.800 ms (biasanya sangat kurang dari harga tersebut) CMTS Rasio carrier terhadap interferensi ditambah masu kan lainnya tidak kurang dari 25 dB (noise, distorsi, common-path- distortion dan crossmodulation dan sinyal -sinyal diskrit, noise impulse) Carrier hum modulation

tidak lebih dari -23 dBc (7%)

Penyebaran noise

tidak lebih lama dari 10µs pada rata-rata 1 KHz untuk banyak kasus

Riple amplitude 5-42 MHz

0,5 dB/MHz

Riple group delay 5-42 MHz

200 ns/MHz

Micro reflection single echo

10 dBc @<= 0,4 µs 20 dBc <= 1,0 µs 30 dBc @> 1,0 µs

Variasi rugi-rugi seasonal dan diurnal reverse

tidak lebih dari 14 dB minimum sampai maksimum

QoS pada Packet Cable • • •

Bandwidth Delay Jitter

Definisi NCS atau LCS •

Network-based Call Signalling (NCS) Framework PacketCable Network-Based Call Signalling (NCS) protocol (Pkt-C1) adalah jenis yang ditawarkan IETF dari MGCP call signalling protocol. Arsitektur NCS ini menempatkan implementasi call state dan implementasi feature kedalam sebuah komponen yang terpusat pada Call Management Server (CMS), menempatkan perangkat kontrol intelejen ke dalam MTA lalu melewatkan perangkat even ke CMS, dan merespon perintah dari CMS.

SOFTswitch basic knowledge • Softswitch merupakan istilah generik untuk pendekatan baru teknologi switching, menyangkut didalamnya istilah call control, call processing. Secara sederhana softswitch merupakan pendekatan teknologi switching yang memberikan batasan yang jelas antara software dan hardware yang terlibat. Dalam hal ini software yang terlibat independent terhadap hardware yang digunakan. • Softswitch memberikan fungsi-fungsi berikut ini – Mengijinkan suara dan data dibawa pada satu jaringan – Memisahkan Networking Software dengan Networking Hardware – Mendukung arsitektur terdistribusi

THE MOST HFC NETWORK ARCHITECTURE

Food Mart

Master Headend

Distribution Hub

1310 nm

Amplifier Fiber Node Amplifier

THE MOST HFC DEVICES ARCHITECTURE

Combiner

Modulator

Splitter set top

CM TA LK / D TA A TALK

O/E E/O

RSCS TRRDT DCD

Fiber Node PC

O/E/O O/E/O

Hub

E/O data netw ork O/E

Cable Modem Termination System (CMTS)

Headend configuration CIU

CATV Headend (Receiver)

Modulator

Tap Amplifier

Televisi

Modulator Modulator

Media Gateway

NETWORK SEGMENTATION

Segment 1

Segment 2

Distribution Hub

Segment 3

Fiber Node

Segment 4

OPTICAL TRUNK NETWORK

Headend

Hub

 Trunk network is a optic fibre network functioning to connect Trunk Feeder Centre (location of peripheral TV Broadcast Headend placed) with Distribution Centre (location of peripheral Cable Data Headend) 

λ

= 1550 nm

OPTICAL ACCESS NETWORK

Hub



λ

Fiber Node

= 1310 nm

 Analog RF output to Coaxial Plant  Point-to-Point / Point-to-Multipoint with Splitter

COAXIAL NETWORK  Tree and Branch Topology Trunk Line

Amplifier

Fiber Node

Power Supply

Feeders

SET EQUIPMENT WHICH IS USED in COAXIAL NETWORK  Coaxial Cable



Amplifier

SET EQUIPMENT WHICH IS USED in COAXIAL NETWORK  Pasif Equipment  Splitter  Directional Coupler

 Tap

SUBCRIBER DROP SEGMENT

Splitter Tap

STB

Televisi

CM Data Comm. dan Multimedia

 Set Top Box  Cable Modem

HFC Network Planning Map of Network Eksisting

Demand Per Fiber Node

Spec Technic HFC

Fundamental Technical Plan

Master Plan City

Early Survey

Basic Design HFC Network

Output of Basic Design HFC Network : 1. Project configuration for long-range goals, covering : Location, Service type and HFC Network 2. Project configuration for short-range, covering : Location, Service type and HFC Network

BANDWIDTH ALOCATION

5

40 / 51 50 / 60 65 / 80

     

88

Upstream Frekwency Downstream Frekwency Unused FM radio CATV analog+DVB Interactive Services

108

550

862

Frekuensi (MHz)

(5 MHz – 65 MHz) (80 MHz – 862 MHz) (80 MHz – 88 MHz) (88 MHz – 108 MHz) (108 MHz – 550 MHz) (550 MHz – 862 MHz)

SIGNAL QUALITY PARAMETERS NOISE  CNR (Carrier to Noise Ratio) DISTORSI  CSO (Composite Second Order)  CTB (Composite Triple Beat)  XM (Cross Modulation)  HMod (Hum Modulation)

CNR (Carrier to Noise Ratio)  Parameter that showing comparison between actual horsepower signal carrier to actual horsepower noise of accepted

CNR  Linput  Nt  Nf  CNR( n )  CNR2  CNR1  10 10 10 CNRsystem  10 log 10 10  ........... 10   

INTERMODULASI CSO & CTB

INTERMODULASI CSO  Parameter that showing comparison between energy of carrier video (peak) to total energy (peak) signals distortion of second component (2f1, f1+f2, f1-f2; where f1 and f2 is frequency of signals input)

CSOamp  CSOspec  (Oref  Ooper )

  CSO2   -CSOn  1   CSO      10 10 10    CSOsystem  10 log 10  10  .....  10   

INTERMODULASI CTB  Parameter that showing comparison between energy of carrier video (peak) to total energy (peak) signals distortion of third component (3f1, f1+f2+f3, f1+f2-f3; where f1, f2 and f3 is frequency of signals input)

CTBamp  CTBspec  2(Oref  Ooper )   CTB2   -CTB n  1   CTB      CTBsystem  20 log 10 20   10 20   .....  10 20    

XM (Cross Modulation)

 Cross Modulation is forming distortion where modulation from one canal annoyed by other carrier in one system

XM amp  XM spec  2(Oref  Ooper )

XM system

  XM 2   -XM n     XM 1      20 20 20     20 log 10   10   .....  10    

HMod (Hum Modulation)  This distortion represent result from undesirable modulation at one particular certain carrier video which because of components power supply HModamp  HModspec  2(Oref  Ooper )

HMod system

  HMod2   -HMod n     HMod1      20  20     20   20 log 10  10  .....  10   

Final Activity of HFC Network Planning Output of Basic Design HFC Network : 1.

Project configuration for long-range goals

2.

Project configuration for short-range Survey : Survey Demand Technical Survey Completion of Network Planning ( Adapted by a result survey) Comparing result of Basic Design with result survey, To later;then be completed Calculation of BoQ HFC Network Compilation Enlist Material And Service that is needed according to result last scheme

BANDWIDTH ALOCATION for DISTRIBUTIVE SERVICE For requirement of broadcast video, frequency reach provided between 108 MHZ - 550 MHZ. By used Video encoding PAL format, with standard B/G, with wide assumption of used ribbon 7 MHZ for range frequency between 120 MHZ - 300 MHZ and 8 MHZ for range frequency between 300 - 550 MHZ, with the following calculation detail :

BANDWIDTH ALOCATION for DISTRIBUTIVE SERVICE  27 analogous TV canal widely ribbon every canal is 7 MHZ for the frequency reach 108 - 300 MHZ

 31 analogous TV canal widely ribbon every canal is 8 MHZ for the frequency reach 300 - 550 MHZ  Total of video canal Served: 58 canal  Total Bandwidth : MHZ + (31 x 8) MHZ = 437 MHZ

27 + 31 = (27 x 7)

BANDWIDTH ALOCATION for INTERACTIVE SERVICE

Upstream (DOCSIS 1.1 Standard; 640Kbps@0,4MHz) :  HSIA Subcriber : CATV Subc.(84%) x Procent.(74%)x DPF (50%); 64 Kbps BWHSIA = 4,8 MHz

BANDWIDTH ALOCATION for INTERACTIVE SERVICE Downstream (DOCSIS 1.1 Standard; 30Mbps@6MHz) :  HSIA Subcriber : CATV Subc.(84%) x Procent.(74%)x DPF (50%); 384 Kbps BWHSIA = 9,2 MHz  Total Upstream : 4.8 MHz  Total Downstream : 9,2 MHz

OPTIC NETWORK PLANNING Power Link Budget Optic Input Optik (Hub) = -10 s/d +2 dBm Output Optik 1310 nm = 11 dBm

Input Optik (Fiber Node) = -8 s/d +4 dBm

Fiber Node

Headend

Rx

Tx Lokasi TelkomRisti Gerlong 47

Batununggal Molek Redaman Total Optik 11,725 dB (Tabel 4.2)

Output Optik 1550 nm = 11 dBm

Redaman Total Optik 7,435 dB (Tabel 4.2)

COAXIAL NETWORK PLANNING

DETERMINE THE PROPER LOCATION FOR FIBER NODENilai Total Nilai Akumulasi 34

34

36

104

450

29

33

35

97

346

20

16

25

61

249

32

33

35

100

188

29

30

29

88

88

Nilai Total

144

146

160

Nilai Akumulasi

144

290

450

Xo  Xn  Xo  1 

( D / 2  Dn)( Xn  1  Xn) Dn  1  Dn

(225  144)(2  1)  1,56 290  144

XoBaru  2,35

Yo  Yn  Yo  2 

( D / 2  Dn)(Yn  1  Yn ) Dn  1  Dn

(225  188)(3  2)  2,61 249  188

YoBaru  5,4

COAXIAL NETWORK  Tree and Branch Topology  Aerial Mode FO-Coaxial Interface

CCT-650 Coax Cable

Splitter 2 Way

Amplifier

Fiber Node 50m

T7 or T9 Steel Poles

Distribution Tap

Sumber: Probis TV Cable NDC Joint Planning Session

CCI-179 Coax Cable

TAP LEVEL OUTPUT DESIGN

Splitter

CCI-179

Komponen pada titik pelanggan

Tap

CCI-175

STB Televisi

CM Data Comm. dan Multimedia

Level redaman

Level tiap STB/TV (dBmv)

3,0

Loss Spliter 2-way (dB)

4,5

Loss kabel in home CCI-175 (dB) Loss kabel drop CCI-179 (dB) Level Tap yang diinginkan (dBmV)

1,7(10 m) 3,6 (20 m)

7,2 (40m)

12,8

16,4

COAXIAL NETWORK

POWER LINK BUDGET COAXIAL Start

Output devices/amplifier (dBmV)

Input devices (dBmV) = Output devices (dBmV) - Loss Cable (dB)

Output devices (dBmV) = Input Perangkat (dBmV) - Insertion Loss (dB)

Tap Value Maks. (dB) = Input devices (dBmV) - 12,8 dB

N

EOL Y

Choose Tap with Tap Value < Tap Value Maks.

End

Output Port Tap (dBmV) = Input devices (dBmV) - Tap Value

End