Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GEPON)

Perkembangan kebutuhan layanan data dan aplikasi berbasis IP mendorong keperluan akan jaringan akses yang berkemampuan broadband yang memiliki kapasitas besar dan kecepatan tinggi. Teknologi GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) datang dengan menawarkan solusi atas kebutuhan tersebut.

GEPON merupakan salah satu teknologi akses serat optik yang menggunakan PON (Passive Optical Network) sebagai media transport ke pelanggan dalam arsitektur FTTX.

Saat ini, operator di Indonesia masih menggunakan teknologi ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) yang menggunakan tembaga dalam distribusinya. Teknologi ADSL memiliki keterbatasan namun masih tetap digunakan karena dengan penggunaan jaringan existing ini, capex akan lebih rendah.

FTTX

Saat ini jaringan ke rumah-rumah didominasi oleh fixed wireline yang menggunakan tembaga. Penggunaan tembaga ini sendiri dianggap memiliki kekurangan karena tidak dapat memberikan bandwidth yang tinggi apabila dibandingkan dengan fiber optic. Karena kekurangan tersebut, teknologi mulai beralih ke penggunaan fiber optic agar diperoleh bandwidth yang lebih tinggi.

FTTX (Fiber to the X) merupakan istilah umum yang sering digunakan untuk beberapa arsitektur jaringan fiber optic dalam dunia telekomunikasi. Beberapa arsitektur tersebut, yaitu:

  • FTTH (Fiber to the Home)

Merupakan arsitektur di mana jaringan kabel fiber optic didistribusikan sampai ke rumah atau ke ruangan letak terminal berada.

  • FTTB (Fiber to the Building)

Kabel optic didistribusikan sampai ke gedung komersial atau tempat tinggal, kemudian didistribusikan ke masing-masing terminal dengan jairngan kabel tembaga.

  • FTTP (Fiber to the Premises)

Istilah ini merupakan nama generic yang digunakan untuk istilah FTTB dan FTTH.

  • FTTC (Fiber to the Curb)

Jaringan fiber dibuat pada suatu titik pendistribusian (curb) yang berada sekitar 100 feet dari tempat pelanggan. Dari curb ke rumah-rumah digunakan koneksi kabel tembaga. Curb biasanya melayani 8 sampai 24 pelanggan.

  • FTTN (Fiber to the Node/Neighborhood)

Jaringan fiber dibuat pada suatu node yang berupa cabinet yang berlokasi di sisi jalan sehingga seringkali disebut sebagai FTTCab. Jarak antara titik distribusi dengan pelanggan pada FTTN lebih jauh daripada FTTC, jumlah pelanggan yang dilayani pun lebih banyak (sampai ratusan pelanggan). Pada FTTN, koneksi dari cabinet ke pelanggan tetap menggunakan kabel tembaga.

PON

PON (Passive Optical Network) adalah jaringan point-to-multipoint berbasis fiber optic yang memiliki elemen optical splitter yang berfugsi sebagai penyalur data pada beberapa tujuan. Optical splitter bersifat pasif sehingga tidak melakukan manipulasi sinyal seperti pada penguatan sinyal optic.

Arsitektur sebuah jaringan PON:

Terdapat beberapa komponen utama dalam arsitektur jaringan PON, yaitu OLT, fiber, splitter, dan ONT.

  • OLT (Optical Line Terminal)

OLT terletak di dekat Central Office (CO). OLT harus berdaya tinggi karena bertugas mengirimkan sinyal optic. Fungsi utama OLT adalah mengadaptasi trafik masuk (voice dan data) dari jaringan metropolitan ke transport layer PON.

  • PON splitter

Sebuah PON splitter dapat melayani 32 pelanggan, sehingga tidak diperlukan penggunaan banyak ADM (Add-Drop Multiplexer).

  • ONT (Optical Network Termination) dan ONU (Optical Network Unit)

ONT dan ONU merupakan device yang sama. Namun, ONT terletak di customer premises, sedangkan ONU terletak di luar rumah. Alat ini merupakan interfaces antara PON dengan alat-alat pelanggan.

Pada jaringan PON, sinyal optic downstream dan upstream merupakan dua buah sinyal dengan panjang gelombang berbeda dan dilewatkan pada jalur yang sama. Pada ujung jaringan, sinyal ini akan mengalami penggabungan dan pemisahan. Penggabungan dan pemisahan ini dilakukan dengan menggunakan WDM (Wavelength Division Multiplexer).

PON memiliki kemampuan transfer dengan bandwidth yang tinggi serta jarak yang jauh, sehingga PON biasa digunakan untuk jaringan metro atau mobile backhaul (koneksi antar core network atau koneksi base station dengan core network).

Beberapa tipe jaringan PON:

  • APON atau BPON

APON merupakan PON yang menggunakan ATM sebagai transport protokolnya. APON merupakan standar PON yang pertama di rilis, yaitu standar G.983.1. Dengan menambahkan standar G.983.3 pada standar yang telah ada, APON berganti nama menjadi BPON (Broadband PON). Standar G.983.3 mendukung WDM, bit rate yang lebih tinggi, dan mendukung interoperabilitas jaringan yang terdiri dari beberapa macam vendor.

  • GPON

GPON (Gigabit PON) adalah standar ITU-T yang merupakan evolusi dari standar BPON. Standar ini mendukung bit rate yang lebih tinggi, perbaikan dalam keamanan, dan pilihan protokol layer 2 (ATM, GEM, atau Ethernet). Pilihan protokol tersebut memungkinkan GPON untuk mentransmisikan data dalam bentuk ATM maupun paket Ethernet. Dengan berbasis teknologi GFP (Generic Framing Procedure), GPON jadi memiliki efisiensi bandwidth yang lebih baik dari BPON (70%), yaitu 93%.

  • EPON

EPON (Ethernet PON) merupakan standar IEEE 802.3ah yang merupakan bagian dari proyek Ethernet in the Last Mile (EFM). Standar ini digunakan untuk data paket Ethernet.

GEPON

GEPON (Gigabit Ethernet PON) merupakan teknik akses optic kecepatan tinggi yang telah distandarisasi menurut IEEE 802.3ah / EFM. Pada awalnya, teknologi ini biasa disebut EPON, namun karena efek layanannya, maka dikenal sebagai Gigabit-EPON.

GEPON merupakan jaringan fiber optic point-to-multipoint yang cocok untuk diaplikasikan pada FTTH dan FTTB, di mana sebuah fiber optic digunakan untuk melayani beberapa pelanggan. Arsitekur PON sendiri terdiri dari OLT (Optical Line Termination) pada sisi provider dan satu atau beberapa ONU (Optical Network Units) pada sisi pelanggan. Tipe arsitektur semacam ini lebih baik daripada arsitektur point-to-point.

Terdapat beberapa prinsip dasar GEPON, yaitu:

  • Komunikasi OLT dan ONU

GEPON menggunakan struktur enkapsulasi paket Ethernet untuk komunikasi pada layer 2. Data dikirimkan dengan panjang variable paket data maksimum sebesar 1518 bytes sesuai dengan standar 802.3ah, di mana sebuah OLT dapat dihubungkan sampai dengan 32 ONU. Semua ONU saling berbagi bandwidth sebesar 1Gbps melalui TDM, sehingga masing-masing ONU dapat menyediakan bandwidth maksimum 1Gbps untuk uplink dan downlink.

GEPON tidak membutuhkan protocol rumit untuk mentransmisikan sinyal optic secara tepat sampai ke pelanggan, karena sinyal dari pelanggan bisa ditransmisikan ke OLT secara terpusat.

  • Transmisi downstream

OLT mengirimkan data secara multicast ke semua ONU dalam ODN (Optical Distribution Network). Arsitektur jaringan tersebut berbentuk point-to-multipoint. ONU menerima data sesuai denagn alamatnya. Data lain yang tidak sesuai akan ditolak oleh ONU.

  • Transmisi upstream

Setiap ONU membagi bandwidth menggunakan TDMA (Time Division Multiple Access).

Transmisi upstream dari ONU ke OLT dilakukan secara multiple access dalam mode multipoint-to-point setelah sebelumnya saling berkomunikasi dahulu dengan mode point-to-point.

Untuk mengendalikan jaringan optic point-to-multipoint, GEPON menggunakan MPCP (Multi Point Control Protocol) yang bertugas untuk mengoptimalkan kerja bandwidth, permintaan bandwidth, proses auto discovery, dan proses ranging.

Gambar tersebut menunjukkan proses komunikasi antara OLT dan ONU. Pada OLT terdapat DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) yang berfungsi untuk mengalokasikan bandwidth ke masing-masing ONU. Pada GEPON, bandwidth sebesar 1Gbps dibagikan ke semua ONU. Suatu metode pengalokasian bandwidth telah menetapkan bandwidth ke masing-masing ONU dengan nilai tetap (alokasi statis) tanpa mempertimbangkan trafik upstream. Metode ini menyebabkan pembuangan bandwidth yang cukup banyak apabila bandwidth tetap dialokasikan walaupun tidak ada trafik yang melaluinya. Dengan menggunakan DBA, bandwidth dialokasikan sesuai dengan jumlah trafik upstream yang melaluinya, sehingga lebih efisien.

Terdapat prioritas layanan yang diatur oleh DBA. QoS (Quality of Service) merupaka suatu konsep yang mengatur sejumlah strategi dalam transmisi trafik data jaringan. Prioritas layanan GEPON mengacu pada standar 802.1p dengan 8 tingkat prioritas antrian. Delapan tingkat antrian ini diklasifikasikan dalam CoS (Class of Service) yang difokuskan untuk tiga layanan prioritas di mana pengaturan bandwidth dilakukan oleh DBA. Ketiga kelas layanan tersebut, yaitu:

1. High Priority

Digunakan untuk layanan fixed bandwidth untuk aplikasi yang sensitive terhadap end-to-end delay atau jitter, contohnya layanan voice.

2. Medium Priority

Digunakan untuk aplikasi yang tidak terlalu sensitive terhadap end-to-end delay atau jitter, namun tetap membutuhkan jaminan bandwidth.

3. Low Priority

Digunakan untuk layanan dengan kelas trafik best effort yang tidak sensitif terhadap end-to-end delay atau jitter.

GEPON dirancang untuk keperluan telekomunikasi. Kelebihan dari GEPON antara lain mudah diintegrasikan, fleksibel, mudah diatur, dan menyediakan fungsi QoS. Selain itu, GEPON juga dapat menggantikan teknologi DSL yang sebelumnya telah ada karena GEPON dapat menyediakan bandwidth yang tinggi (sampai dengan 1Gbps) dan juga melayani beberapa kebutuhan dalam waktu yang sama.

GEPON menyediakan konektivitas untuk semua tipe komunikasi IP atau paket Ethernet karena memakai sebuah jaringan layer 2 yang menggunaka IP untuk membawa voice, data, dan video. Karena device Ethernet telah berada di mana-mana, maka implementasi GEPON cukup efektif dalam hal biaya. Selain itu, GEPON juga menyediakan komunikasi yang aman karena terdapat enkripsi pada kedua ujungnya (upstream dan downstream), sehingga kebocoran informasi dapat diminimalisasi.

Dengan menggunakan standar GEPON, tidak ada batasan terhadap jumlah ONU yang digunakan pada sisi pelanggan. Jumlah ONU yang banyak dan kecepatan jaringan yang tinggi ini dapat diaplikasikan pada proyek FTTH, seperti akses IP-telephone, data broadband, dan IPTV.

GEPON merupakan kombinasi yang tepat antara teknologi Ethernet dan teknologi passive optical network. Dengan teknologi GEPON, komponen aktif fiber optic yang digunakan antara OLT dan ONU dapat dikurangi, sehingga dapat mengurangi biaya yang dikeluarkan dan memudahkan dalam pemeliharaan.

Sumber:

http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php?option=com_repository&Itemid=34&task=detail&nim=111068029

http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php?view=article&catid=23:sistem-komunikasi-optik&id=369:-teknologi-ge-pon&option=com_content&Itemid=15

http://tridrian.wordpress.com/2007/11/08/introduction-to-gepon/

http://tridrian.wordpress.com/2008/07/23/gpon-dan-gepon/

http://ejlp.blogspot.com/2008/06/fttx.html

http://ejlp.blogspot.com/2008/09/passive-optical-network-pengenalan.html

http://www.infocellar.com/networks/new-tech/PON/PON-real.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Passive_optical_network

http://www.huihongfiber.com/epon-gepon-ftth.html

http://ezinearticles.com/?Exploiting-GEPON-Technology-For-Your-Benefit&id=1204405

 

3 thoughts on “Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GEPON)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s