Pengertian GPON dan GEPON Teknologi Jaringan

Perbedaan GPON Dan GEPON Teknologi Jaringan. Saat ini perkembangan teknologi jaringan internet terus mengalami kemajuan yang pesat, baik dari perangkat penerima maupun media yang digunakan untuk menghantarkan paket data dengan tujuan agar mendapatkan kecepatan akses internet yang smakin cepat dan canggih.

Share artikel kali ini akan mengulas tentang pengertian teknologi jaringan GPON dan GEPON yang merupakan teknologi akses internet dengan menggunakan media serat optic yang saat ini mulai merambah pasar internet Indonesia.

Sebenarnya teknologi jaringan GPON dan GEPON sudah lama di kembangkan dan di gunakan oleh benerapa perusahaan penyedia layanan internet ataupun layanan jaringan digital yang lain, namun demikian kedua istilah tersebut mungkin masih terasa asing bagi pengguna internet pada umumnya.

Karena bagaimanapun juga, kita mulai mengenal GPON setelah PT. Telekomunikasi Indonesia melakukan revolusi standarisasi kualitas jaringan internet dari media kabel tembaga berlaih ke media fiber optic atau yang lebih dikenal dengan perubahan produk Speedy menjadi IndiHome.

Baik GPON dan GEPON adalah teknologi jaringan yang sudah menggunakan serat optik sebagai media transmisi, satu perangkat akan diletakkan pada sentral, kemudian akan mendistribusikan trafik Triple Play (Suara / VoIP, Multi Media / Digital Pay TV dan Data / Internet) hanya melalui media 1 core kabel optik disisi subscriber atau pelanggan.


Artikel Terkait.

Yang menjadi ciri khas teknologi GPON dan GEPON dibanding dengan teknologi optik lainnya, misal SDH adalah teknik distribusi trafik dilakukan secara pasif. Dari sentral hingga ke arah subscriber akan didistribusikan menggunakan splitter pasif (1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64).

Pengertian GPON.
GPON adalah singkatan dari Gigabit Pasive Optical Network yang merupakan salah satu teknologi yang dikembangkan oleh ITU-T via G.984.

GPON mempunyai dominansi pasar 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).

GPON (Gigabit Capable Passive Optical Network)  adalah teknologi  akses yang diperlukan untuk memberikan layanan multimedia (Voice,data, Video maupun content-content yang lain) bagi pelanggan.

GPON merupakan teknologi berbasis FTTx, yang dapat berupa.
  • FTTH (Fiber to the Home).
  • FTTB (Fiber to the Building).
  • FTTZ (Fiber to the Zone).
  • FTTT (Fiber to the Tower).
  • FTTC (Fiber to the Curb).

Standard ITU-T untuk GPON adalah.
  • G.984.1 : Gigabit-capable passive optical networks (GPON): General characteristics.
  • G.984.2 : Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Physical Media Dependent (PMD) layer specification.
  • G.984.3 : A broadband optical access system with increased service capability by wavelength allocation.
  • G.984.4 : Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): ONT management and control interface specification

Arsitektur Teknology GPON terdiri dari.
  • Optical Line Termination (OLT).
  • Optical Distribution Network (ODN).
  • Optical Network Unit (ONU) atau Optical Network Termination (ONT).
  • Optical Line Termination (OLT).

Prinsip Kerja GPON
GPON merupakan teknologi FTTx yang dapat mengirimkan informasi sampai ke pelanggan menggunakan kabel optik.

Cara Kerja GPON.
Ketika data atau sinyal dikirimkan dari OLT, maka ada bagian yang bernama splitter yang berfungsi untuk memungkinkan serat optik tunggal dapat mengirim ke berbagai ONU, untuk ONU sendiri akan memberikan data dan sinyal yang di inginkan oleh pelanggan.

GPON menggunakan TDMA sebagai teknik multiple access upstream dengan data rate sebesar 1.2 Gbps dan menggunakan broadcast kearah downstream dengan data rate sebesar 2.5 Gbps.

Model paketisasi data atau pemaketan data adalah menggunakan GEM (GPON Encapsulation Methode) atau ATM cell untuk membawa layanan TDM dan packet based sehingga GPON memiliki efisiensi bandwidth yang lebih baik dari BPON, yaitu.
  • Efisiensi Bandwidth GPON adalah sebesar 93 %.
  • Efisiensi Bandwidth BPON adalah 70 %.

Pada prinsipnya PON adalah sistem point to multipoint, yang menggunakan splitter sebagai pembagi jaringannya, da arsitektur sistem GPON berdasarkan pada TDM (Time Division Multiplexing) sehingga mendukung layanan T1, E1 dan DS3.

Komponen GPON.
Network Management System (NMS).
NMS merupakan perangkat lunak yang berfungsi untuk mengontrol dan mengkonfigurasi perangkat GPON, dan letak NMS ini bersamaan di dekat OLT namun berbeda ruangan, sedangkan konfigurasi yang dapat dilakukan oleh NMS adalah OLT dan ONT.

Selain itu NMS dapat mengatur layanan GPON seperti POTS , VoIP , dan IPTV. NMS ini menggunakan platform Windows dan bersifat GUI (Graffic Unit Interface)maupun command line. NMS memiliki jalur langsung ke OLT , sehingga NMS dapat memonitoring ONT dari jarak jauh.

Optical Line Terminal (OLT).
OLT menyediakan interface antara sistem PON dengan penyedia layanan (service provider) data, video, dan jaringan telepon. Bagian ini akan membuat link ke sistem operasi penyedia layanan melalui Network Management System (NMS).

Optical Distribution Cabinet (ODC).
ODC (Optical Distribution Cabinet) adalah jaringan optik antara perangkat OLT sampai perangkat ODC. Letak dari ODC ini adalah terletak di rumah kabel.ODC menyediakan sarana transmisi optik dari OLT terhadap pengguna dan sebaliknya. Transmisi ini menggunakan komponen optik pasif.

Optical Distribution Pack (ODP).
Instalasi atau terminasi yang bagus dari serat adalah persyaratan utama untuk menjamin kemampuan transmisi pada kabel serat optik.

Syarat utama DP adalah.
  • DP dapat diubah tanpa mengganggu kabel yang sudah terpasang dengan cara melebihkan kabel serat optik beberapa meter.
  • Setiap DP harus punya ruangan untuk memuat splitter.
  • DP harus memiliki akses dari sisi depan.
  • Setiap DP harus memiliki penutup depan untuk melindungi orang dari cahaya laser yang langsung keluar dari ujung serat.
  • DP harus mempunyai ruang untuk memuat dan memandu kabel serat optik.

Optical Network Termination (ONT)
ONU menyediakan interface antara jaringan optik dengan pelanggan. Sinyal optik yang ditransmisikan melalui ODN diubah oleh ONU menjadi sinyal elektrik yang diperlukan untuk service pelanggan.

Pada arsitektur FTTH, ONU di letakkan di sisi pelanggan, sebagai bontoh salah satu perangkat ONU yang digunakan oleh PT. Telkom Indonesia adalah ZTE ZXA10 FN62X dari pabrikan perangkat jaringan ZTE.

Keunggulan / kelebihan GPON Teknologi Jaringan.
  • Mendukung aplikasi triple play (suara,data, dan video) pada layanan FTTx yang dilakukan melalui satu core fiber optik.
  • Dapat membagi bandwidth sampai 32 ONT.
  • GPON mengurangi penggunaan banyak kabel dan peralatan pada kantor pusat bila di bandingkan dengan arsitektur point to point. Hanya satu port optik di central office (menggantikan multiple port).
  • Alokasi bandwidth dapat diatur.
  • Biaya maintenance yang murah karena menggunakan komponen pasif.
  • Transparan terhadap laju bit dan format data.
  • GPON dapat secara fleksibel mentransferkan informasi dengan laju bit dan format yang berbeda karena setiap laju bit dan format data ditransmisikan melalui panjang gelombang yang berbeda. Laju bit 1.244 Gbit/s untuk upstream dan 2.44 Gbit/s untuk downstream.
  • Biaya pemasangan, pemeliharaan dan pengembangan lebih effisien, hal ini dikarenakan arsitektur jaringan GPON lebih sederhana dari pada arsitektur jaringan serat optik konvensional.

Kekurangan / kelemahan GPON Teknologi Jaringan.
  • Model layering yang kompleks.
  • Lebih mahal dibandingkan GEPON.
  • Transceiver pada laju 2.4 Gbps saat ini mahal.
  • Bandwidth upstream terbatas pada hingga 622 Mbps saat ini.

Pengertian GEPON.
GEPON adalah singkatan dari Gigabit Ethernet Passive Optical Network yang merupakan teknik akses optik kecepatan tinggi yang telah distandarisasi menurut IEEE 802.3ah EFM (Ethernet in the First Mile) sehingga dapat digunakan pada konfigurasi point to multipoint.

GPON merupakan salah satu teknologi yang dikembangkan oleh ITU-T via G.984. Lapis physical media dependent pada EPON/GEPON dapat mendukung maksimum 1.25 Gbps (laju data efektif 1.0 Gbps) untuk trafik downstream dan upstream.

GEPON dikeluarkan sebagai jenis dari sistem high speed optical access, hal tersebut dikarenakan sistem PON ini menggunakan teknologi Ethernet atau yang biasa disebut EPON, akan tetapi karena pengaruh layanan yang diberikan maka lebih dikenal sebagai gigabit.

GPON menggunakan TDMA sebagai teknik multiple access upstream dengan data rate sebesar 1.2 Gbps dan menggunakan broadcast kearah downstream dengan data rate sebesar 2.5 Gbps.

Selanjutnya karena tidak ada fragmentasi atau penyusunan data pada GEPON dan kebutuhannya pada lapis physical-media dependent lebih longgar sehingga peralatan GEPON lebih murah dibanding GPON.

Komponen GEPON.
ONU (Optical Network Unit) atau ONT (Optical Network Terminal).
Dalam perangkat ONU menyediakan pengubah opto-electrical (melewatkan informasi yang diubah dari framework serat optik menjadi framework logam listrik.

ONU merupakan suatu titik pembatasan, dimana merupakan akhir dari aliran optik jaringan pembawanya dan merupakan awal dari jaringan akses pelanggan.

Optical Network Unit (ONU)
ONU adalah elemen pada sisi pelanggan FTTH yang menyediakan antarmuka pelanggan menuju PON.

Dalam perangkat ONU menyediakan pengubah opto-electrical (melewatkan informasi yang diubah dari framework serat optik menjadi framework logam listrik. ONU merupakan suatu titik pembatasan, dimana merupakan akhir dari aliran optik jaringan pembawanya dan merupakan awal dari jaringan akses pelanggan.

Optical Line Terminal (OLT)
OLT adalah elemen jaringan Fiber To The Home (FTTH) yang menyediakan antarmuka PON menuju core IP/Ethernet dan jaringan operasi.

OLT (Optical Line Terminal/Termination)
OLT dtempatkan pada CO (Central Office), dihubungkan ke ONU melalui PON dengan kabel fiber, splitter dan komponen pasif lain.

OLT ditempatkan pada CO (Central Office), dihubungkan ke ONU melalui PON dengan kabel fiber, splitter dan komponen pasif lain.

OLT diatur oleh EMS, yang memiliki tanggung jawab fungsional meliputi konversi sinyal optik-keelektrik dan elektrik-ke-optik, control transmisi bidireksional, multpleksing/demultipleksing sinyal dan layanan, perutean/switching paket, fungsi operasi, administrasi, dan pemeliharaan (OAM), konvesi PON dan jaringan, dan fungsi antarmuka.

Perbedaan ONT dan ONU.
ONU masih membutuhkan perangkat NT (Network Terminal) di bagian pelanggan, sedangkan ONT bisa langsung dihubungkan dengan user equipment, dan maksimal jumlah ONU/ONT dalam GE-PON yang bisa digunakan yaitu 32 ONU.

Passive Optical Splitter.
Splitter merupakan perangkat yang membagi daya optik menjadi N jalur terpisah menuju pelanggan yang berfungsi sebagai penghubung antara OLT dengan ONU untuk mentransmisikan sinyal input optik arah downlink menuju port multi output, dan bisa membagi satu serat optik kedalam multi user dimana bandwidth dari serat tersebut di bagi-bagi untuk arah uplink, me-multiplexing kanal-kanal sinyal optik ONU menuju satu serat optik.

Optical splitter di klasifikasikan sebagai komponen pasif karena didalamnya tidak ada komponen aktif elektrik, hal ini berarti tidak sensitif terhadap temperatur ataupun elemen lain yang bisa menjadi masalah dalam komponen elektrik.

Jika splitter dirancang untuk membagi daya optik dan jika P adalah daya optik yang masuk ke splitter, level daya yang masuk ke tiap pelanggan adalah P/N.

Desain pembagi daya dengan rasio pembagi juga mungkin dan terdapat lebih dari satu splitter dalam jalur tertentu, tergantung penerapannya. Jumlah jalur yang terbagi bisa beragam dari 2 hingga 64, tetapi biasanya mereka berjumlah 8, 16, dan 32.

Serat Optik
Serat optik yang biasa digunakan adalah yang berbasis standar ITU-T G.652 single mode.

Prinsip Kerja GEPON.
Standar Ethernet di definisikan untuk shared medium dan link point-to-point (P2P) fullduplex. Hal ini menyebabkan GEPON mempunyai ciri yang merupakan kombinasi dari dua sifat standar Ethernet tersebut.

GEPON tidak membutuhkan beberapa protokol yang rumit untuk mentransmisikan sinyal optik secara tepat sampai ke pelanggan, karena sinyal dari pelanggan bisa ditransmisikan ke OLT secara terpusat.

Komunikasi OLT dan ONU.
GEPON menggunakan struktur enkapsulasi paket Ethernet untuk komunikasi pada layer 2, dan saat terhitung hampir 95 % komunikasi LAN menggunakan aplikasi ethernet.

Karena strukturnya yang ekonomis dan sederhana sehingga GE-PON menjadi sangat efektif dalam mode komunikasi access network.

Data dikirimkan dengan panjang variabel paket data maksimum sebesar 1.518 Bytes sesuai dengan Ethernet standar IEEE 802.3ah Struktur Point to Multipoint, dimana satu OLT bisa dihubungkan sampai 32 ONU.

Semua ONU saling berbagi bandwidth 1 G melalui TDM (Time Division Multiplex). Karena itu masing-masing ONU bisa menyediakan bandwidth max 1 Gbps untuk arah uplink atau downlink.

Transceiver optik menggunakan sistem WDM (Wavelength DivisionMultiplexer) dengan panjang gelombang yang digunakan berbeda antara pengirim dan penerima.
  • Upstream : 1260 . 1360 nm (1310 ± 50).
  • Downstream : 1480 . 1500 nm (1490 ± 10).

Pada NMS (Network Management System), GEPON menggunakan SNMP (Simple Network Management Protocol) untuk managemen elemen jaringan ONU sebagai fitur dari OAM (Operations, Administration and Maintenance).

Pada arah downstream, GEPON bertindak sebagai shared medium, dengan frame-frame yang dikirim oleh OLT mencapai setiap ONU. Pada arah upstream, karena sifat direksional dari coupler pasif, frame-frame data hanya akan mencapai OLT, tidak menuju ONU lainnya.

Artinya, pada arah upstream perilaku GEPON dapat di bandingkan dengan jaringan P2P. Tetapi, tidak seperti jaringan P2P sebenarnya, dalam GEPON frame-frame yang dikirimkan dari ONU yang berbeda bisa bertabrakan.

Sehingga pada arah upstream terdapat syarat untuk berbagi serat trunk dan mengatur time slot transmisi ONU untuk mencegah tabrakan.

Untuk mengurus syarat koordinasi trafik yang unik pada sisi upstream GEPON menggunakan MPCP, yang merupakan protokol berbasis frame, berdasarkan pesan-pesan kontrol MAC 64-byte, yang mengkoordinasikan trafik upstream, hal ini menyebabkan mekanisme pengiriman data antara upstream dan downstream berbeda.

Transmisi downstream.
OLT mengirim data secara multicast ke semua ONU dalam ODN (Optical Distribution Network), dimana arsitektur jaringannya berbentuk P2M (point to multipoint) dan ONU menerima data yang sesuai dengan alamatnya, dan menolak data lain yang tidak sesuai dengan alamatnya, dan tentunya enkripsi diperlukan untuk menjamin privasi data

Transmisi upstream.
  • Tiap ONU membagi bandwidth menggunakan TDMA (Time Division Multiple Access).
  • Transmisi upstream ONU secara multiple access ke OLT dalam mode M2P (Multipoint to Point), dimana sebelumnya saling berkomunikasi terlebih dahulu (dedicated) dengan mode P2P (point to point).
  • OLT mengatur timeslot ONU.
  • Proses ranging dilakukan untuk menentukan waktu propagasi antara ONU-OLT

Fungsi tambahan teknologi GEPON.
  • Fungsi Layer fisik OAM (Operations, Administration and Maintenance).
  • Fungsi DBA (Dynamic Bandwidth Allocation).
  • Teknologi GE-PON mendukung solusi enkripsi pada jalur downstream dan upstream

DBA (Dynamic Bandwidth Alocation).
DBA berfungsi untuk mengalokasikan bandwidth ke masing-masing ONU dan memberikan keseimbangan antara efisiensi bandwidth yang tinggi dan delay yang rendah, dan dalam sistem GE-PON, 1 Gbps bandwidth dibagikan ke semua ONU.

Sehingga bandwidth yang tidak digunakan alan di alokasikan pada ONU yang lain, dengan memanfaatkan bandwidth yang tersedia akan lebih efisien, dan secara khusus algoritma DBA dikembangkan serta di rancang untuk merapikan variable panjang frame Ethernet agar dapat mengatasi delay yang rendah dan efisiensi bandwidth yang tinggi.

Fitur DBA (Dynamic Bandwidth Alocation).
Kendali Bandwidth.
Untuk mengatur beban bandwidth yang digunakan dan memaksimalkan penggunaan bandwidth dari masing-masing ONU. Bandwidth disalurkan secara proporsional ke ONU dengan beban bandwidth seminimal mungkin dan harus lebih kecil dari maksmimal bandwidth-nya. Dengan pembatasan ini menghasilkan kelebihan bandwidth yang tidak terdistribusi, dan akan dibagikan secara berulang.

Kendali delay.
Hal ini memungkinkan untuk memilih salah satu dari dua jenis, delay rendah atau delay normal, sesuai kebutuhan. Jenis delay rendah digunakan untuk layanan delay yang sensitif seperti VoIP (Voice over Internet Protocol) atau komunikasi video. Dengan jenis delay rendah bisa mencapai throughput TCP (Transmission Control Protocol) yang tinggi dengan mengirimkan pesan balasan TCP ACK pada delay rendah.

Prioritas Layanan Yang Diatur oleh DBA.
QoS (Quality of Service) merupakan suatu konsep yang mengatur sejumlah strategi dalam transmisi trafik data jaringan, dengan mengurangi dampak packet delay ketika permintaan transmisi melebihi kapasitas jaringan. Prioritas layanan teknologi GE-PON mengacu pada standar 802.1p, dari terlihat untuk user priority berisikan 3 bit. Yang berarti 23 = 8.

Kelebihan GEPON.
Biaya lebih murah dibanding GPON.
Ada beberapa alasan GEPON menjadi teknologi yang murah dibanding GPON. Salah satunya adalah karena perbedaan line coding yang digunakan.

GPON menggunakan teknik Non-Return to Zero (NRZ) untuk pengkodean yang bertujuan untuk mencapai efisiensi bandwidth hingga 100%, karena syarat yang cukup ketat inilah desain perangkat transceiver menjadi lebih susah dan mahal.

Teknologi jaringan GEPON menggunakan line coding 8B/10B yang di maksudkan agar adanya transisi yang cukup antar bit. Dengan keadaan ini, desain perangkat receiver menjadi lebih mudah dan murah.

GEPON lebih murah karena waktu laser on/off lebih longgar, yaitu 512 ns. Berbeda dengan GPON, ia memiliki waktu laser on/off yang cukup cepat, yaitu 44 ns. Hal ini menyebabkan GPON memiliki komponen yang mahal.

Implementasi Bersifat Terbuka.
Standar IEEE 802.3ah sengaja meninggalkan banyak detail di luar spesifikasi kecuali untuk layer fisik dan data link saja. Ini dilakukan untuk menjaga fleksibilitas implementasi dan mendorong inovasi dari vendor.

Tujuan pembuat standar adalah untuk mempertahankan perangkat yang murah dan waktu yang cepat untuk pemasaran. Contoh, masalah alokasi bandwidth dinamis dan penyediaan tingkat layanan yang terjamin menjadi dua masalah yang menarik untuk diteliti.

Penggunaan frame Ethernet yang menguntungkan.
Untuk GPON ketika membawa trafik IP, paket-paket harus dipecah menjadi segmensegmen 48 byte dengan 5 byte header masing-masing. Proses ini memakan waktu dan rumit serta menambah biaya pada OLT dan ONU.

Berbeda dengan Ethernet, dengan menggunakan paket yang panjangnya variabel, Ethernet dibuat untuk membawa trafik IP dan bisa mengurangi overhead secara signifikan.

Sebagai tambahan, Ethernet juga mendukung protokol IGMP yang mendukung layanan multicast sehingga GEPON sangat cocok untuk layanan triple-play, seperti IPTV.

Manajemen lebih mudah.
GEPON hanya membutuhkan satu sistem pengaturan. Sedangkan GPON membutuhkan tiga sistem pengaturan untuk protokol layer 2. Hal ini berarti GEPON menghasilkan total biaya yang lebih rendah. GEPON juga tidak membutuhkan konversi multiprotokol dan hasilnya adalah biaya silikon yang lebih murah.

Adanya fungsi Rapid Spanning Tree Protocol.
Fungsi RSTP di sini bertujuan untuk menyediakan redundansi jalur antara OLT dan jaringan backbone dan mencegah loop jaringan yang tidak diinginkan.

RSTP menyediakan mekanisme kepada perangkat jaringan untuk mempelajari topologi jaringan, memilih bridgeroot, menghitung jalur dengan biaya terendah dari tiap bridge dan port menuju bridge root dan secara selektif memblok port, sehingga menjamin jaringan bebas looping.

Kekurangan GEPON adalah.
  • Bandwidth lebih rendah dibanding GPON, GPON pada arah downstream dapat membawa kecepatan hingga 2.448 Gbps, sedangkan GEPON hanya bisa membawa 1.25 Gbps.
  • Masalah interoperabilitas, karena banyak detail dalam standar IEEE 802.3ah yang belum dijelaskan, maka ini mendorong vendor untuk berinovasi. Namun di satu sisi ini membuat bingung pasar dan kurangnya interoperabilitas. Misalnya, EPON Jepang tidak bisa bekerja dengan EPON Cina.

Demikian informasi yang berhasil saya rangkum mengenai artikel tentang perbedaan teknologi jaringan GPON dan GEPON, mudah-mudahan bisa menambah wawasan kita semua.

Comments


EmoticonEmoticon