Teknologi GPON
Teknologi GPON
Tujuan
Presentasi ini menjelaskan :
– Arsitektur GPON
– Karakteristik GPON
– Transmisi GPON
Teknologi GPON 3
Arsitektur GPON
Karakteristik GPON
Transmisi GPON
Teknologi GPON 4
ONT
Arsitektur GPON
Central Office
ONU
ONUONT
Optical Distribution Network
ONU
OLT
FTTB
FTTZ
FTTC FTTH
FTTT
Teknologi GPON 5
Arsitektur GPON
Secara umum, arsitektur GPON terdiri dari :OLT (Optical Line Termination)ODN (Optical Distribution Network)ONU / ONT (Optical Network Unit/ Optical Network Termination)
GPON merupakan teknologi jaringan akses yang mendukukng FTTX, seperti :
FTTH (Fiber to the Home)FTTM (Fiber to the MDU)FTTB (Fiber to the Building)FTTC (Fiber to the Cabinet)FTTT (Fiber to the Tower)FTTZ (Fiber to the Zone)
Teknologi GPON 6
Optical Line Termination (OLT)
Optical Line Termination (OLT) adalah
Sebuah perangkat yang menjadi titik akhir, yaitu root sebuah ODN , menerapkan protokol PON, seperti yang didefinisikan oleh [ITU-T G.984]. menyesuaikan PDU PON untuk interface layanan kearah Service Provider. OLT ini menyediakan fungsi manajemen dan pemeliharaan untuk ODN subtended dan ONU.
PONEthernetOLT
ODN
Sumber : ITU-T G.984.1
Teknologi GPON 7
Optical Distribution Network (ODN)
Optical Distribution Network (ODN). Dalam konteks PON,
Topologi pohon (tree) dari serat optik pada jaringan akses, dilengkapi dengan power splitter atau wavelength splitter, filter atau perangkat optik pasif yang lain.
ODN
OLT
ONT
ONU
Sumber : ITU-T G.984.1
Teknologi GPON 8
Optical Network Termination (ONT) Perangkat pelanggan tunggal sebagai titik akhir, yaitu sebagai leaf dari distribusi ODN, menerapkan protokol PON, menyesuaikan PDU PON untuk interface layanan, kearah pelanggan. ONT adalah sebuah kasus khusus dari suatu ONU.
PON EthernetONT
ODN
Sumber : ITU-T G.984.1
Teknologi GPON 9
Optical Network Unit (ONU)
Optical Network Unit (ONU) :Sebuah istilah umum yang menunjukkan perangkat yang mengakhiri salah satu dari endpoint atau titik akhir yang didistribusikan oleh ODN , menerapkan protokol PON, menyesuaikan PDU PON untuk interface layanan kearah pelanggan.Dalam beberapa konteks, sebuah ONU menyiratkan beberapa perangkat-pelanggan.
PON DSLONU
ODN
Sumber : ITU-T G.984.1
Teknologi GPON 1
0
Arsitektur GPON
Karakteristik GPON
Transmisi GPON
Teknologi GPON 1
1
Downstream 2.4 Gbps
Single fiber : 1480-1500 nmDua fiber : 1260-1360 nm
1260-1360 nm
Upstream : 1.2 / 2.4 Gbps
Arsitektur Umum GPON
Teknologi GPON 1
2
Karakteristik Umum GPON
Bit Rate GPON
GPON memberikan transmisi, dengan kombinasi : Upstream 1.2 Gbit/s dan downstream 2.4 Gbit/s ; atau Upstream 2.4 Gbit/s dan downstream 2.4 Gbit/s.
Sebagian besar, system GPON yang dikembangkan menggunakan transmisi upstream 1.2 Gbps.
Sumber : ITU-T G.984.1
Teknologi GPON 1
3
Karakteristik Umum GPON
Panjang Gelombang
GPON dengan system single fiber, panjang gelombang yang digunakan untuk arah downstream adalah 1480-1500 nm sedangkan jika menggunakan system dua fiber, arah dowmstream beroperasi pada panjang gelombang 1260-1360 nm
Arah upstream, panjang gelombang yang digunakan berada pada range 1260-1360 nm
Sumber : ITU-T G.984.1
Teknologi GPON 1
4
Karakteristik Umum GPON
Logical reachjarak yang dapat dicapai dari OLT ke ONU/ONT adalah 60 Km, tanpa memperhatikan batasan-batasan fisik.
Batasan Logical reach ditentukan oleh protocol yang bersangkutan (contoh : ranging protocol) dan differential reach (jarak antara ONU tedekat dengan dan yang terjauh)
Physical reach jarak yang dapat dicapai antara ONU/ONT dengan OLT, terdapat dua opsi, yaitu 10 km dan 20 km. Hal ini diasumsikan bahwa jarak maksimum 10 km digunakan untuk ONU yang membutuhkan bit rate tinggi, seperti 1,25 Gbps atau lebih.
Physical reach dibatasi dari optical budget.
Sumber : ITU-T G.984.1
Teknologi GPON 1
5
Karakteristik Umum GPON
Differential fibre distance : Maximum : 20 km
Maximum mean signal transfer delay : maksimum yang ditoleransi 1.5 ms
Split ratio : Realistis : 1:64Antisipasi : 1:128
Traffic type :hanya digital
Sumber : ITU-T G.984.1
Teknologi GPON 1
6
Bahasan
Arsitektur GPON
Karakteristik GPON
Transmisi GPON
Teknologi GPON 1
7
OMCI GEM ClientATM Client
G-PON Physical Media Dependent (GPM) layer
GTC Framing Sub-layer
OMCI Adapter
ATM TC Adapter GEM TC Adapter DBA Control
PLOAM
TC adaptation sub-layer
G-PON Transmission Convergence (GTC) layer
Arsitektur Teknologi GPON
Sumber :
ATM : Asynchronous Transfer Mode
Teknologi GPON 1
8
Fitur Multi Service pada Sistem GPON
Sumber :
Teknologi GPON 1
9
Frame GPON (1/2)
Konsep Frame didalam GPON (ITU.T G.984.3)
User Frame : sebuah Service Data Unit (SDU) dari GTC Layer, biasanya merupakan sebuah frame ethernet
GEM Frame : sebuah Protocol Data Unit (PDU) dari frame sublayer GTC yang berisi sebuah header GEM 5-byte dan Payload GEM yang panjangnya bervariasi.
Downstream GTC Frame : interval 125 μs dengan batasan yang jelas dan fixed, format data berulang berisi header GTC (Field PCBd) dan Payload GTC.
Upstream GTC Frame
Teknologi GPON 2
0
Frame GPON (2/2)
Sumber :
Frame GEM
Frame Ethernet
Frame Upstream GPON
Frame Downstream GPON
Teknologi GPON 2
1
GPON Encapsulation Method
GPON encapsulation method (GEM) adalah satu-satunya skema transport data yang dispesifikasikan didalam G-PON transmission convergence layer.
GEM menyediakan sebuah connection-oriented, mekanisme framing variable-length untuk transport dari layanan data melalui passive optical network (PON) dan tidak tergantung pada jenis interface service node pada OLT serta jenis interface UNI pada ONU.
Teknologi GPON 2
2
Protocol Layer 2 pada Interface (1/2)
GEM digunakan antara OLT dengan ONU/ONT
Protocol uplink, tergantung spesifikasi perangkat.
SNI : Service network InterfaceUNI : User Nerwork Interface
Teknologi GPON 2
3
Protocol Layer 2 pada Interface (2/2)
Protocol yang digunakan pada UNI (User Network Interface), tergantung pada spesifikasi perangkat (ONU/ONT)
Contoh pada ONU F660 :
ONU F660 mempunyai interface Fast Ethernet, dengan kata lain menggunakan protocol ethernet. dengan demikian, ONU F660 mempunyai fungsi mengubah format GEM (GPON Encapsulation Method) menjadi Ethernet.
ONU F660 juga mempunyai interface pots (telepon analog/connector RJ11). Dalam hal ini, F660 berfungsi sebagai access gateway yang mengubah format IP menjadi analog.
Teknologi GPON 2
4
GPON Downstream Dataflow
Pada arah downstream, data dikirim secara broadcast.
ONU memfilter data.
Splitter
21N
PCBd
21 NPCBd 21 NPCBd
21N
PCBd
OLT
ONU1
ONU2
ONUN
1
2
N
User1
User2
User N
PCBd: Physical control block downstream
Sumber :
Teknologi GPON 2
5
GPON Upstream Dataflow
Pada arah upstream, data dikirim secara TDM (Time Division Multiplexing)
Splitter
N
21 N 2
1
OLT
ONU1
ONU2
ONUn
1
2
N
User1
User2
Usern
Sumber :
Teknologi GPON 2
6
GPON Upstream Dataflow
Sebuah frame GTC upstream mempunyai panjang 125µs.
Setiap ONU akan memberikan identitas datanya didalam header masing masing
Payload dapat berupa ATM, GEM atau DBA (Dynamic Bandwidth Allocation)
PLOAMuPLOu DBRuPLSu Payload
21 N 21 N 21 N
Upstream frame 125µs
ATM upstream payload
GEM upstream payload
DBA upstream payload
Sumber :
Teknologi GPON 2
7
GPON Downstream Dataflow
Sebuah frame GTC downstream mempunyai panjang 125 µs.
PCBD merupakan header sebuah frame.
Payload (data) dapat berupa cell ATM atau TDM dan data fragment over GEM
PCBd: Physical control block downstream
125µs
Pure ATM cells section
TDM & data fragments over GEM section
Psync4bytes
Ident4bytes
Plend4bytes
BwmapN*8bytes
PLOAMd13bytes
BIP1bytes
Plend4bytes
21 NPCBd 21 NPCBd 21 NPCBd
Sumber :
Teknologi GPON 2
8
GPON Encapsulation
Data IP dienkapsulasi didalam frame ethernet, kemudian dienkapsulasi dalam frame GEM.
Pada transmisi downstream, GEM diencapsulasi didalam frame downstream GTC
Pada transmisi downstream, GEM diencapsulasi didalam frame upstream GTC
EthernetEthernet
GEMGEM
GTCGTC
Eth FrameGEM
FrameGTC
Frame
Sumber :
Teknologi GPON 2
9
Ethernet over GEM
Inter packet gapInter packet gap
preamblepreamble
SFDSFD
DADA
SASA
Length TypeLength Type
MAC client dataMAC client data
EOFEOF
FCSFCS
PLIPLI
Port-IDPort-IDPTIPTI
GEM PayloadGEM Payload
CRCCRC
G.984.3
Paket ethernet Frame GEM
Teknologi GPON 3
0
GPON Encapsulation
GPON menggunakan enkapsulasi GTC/GEM
GPON kompatibel dengan arsitektur legacy ATM
Strukturnya relatif kompleks, melibatkan enkapsulasi dan dekapsulasi antara frame ethernet dan frame GEM/GTC
Melibatkan fragmentasi dan penggabungan.
Sumber :
Teknologi GPON 3
1
GPON Downstream Multiplexing
Sumber : G.394.3
Teknologi GPON 3
2
Downstream multiplexing
Pada arah downstream (yaitu dari OLT menuju ONT), fungsi trafik multiplexing dipusatkan di OLT.
OLT memultiplex frame GEM kedalam media transmisi menggunakan GEM Port ID sebagai kunci untuk mengidentifikasi frame-frame GEM yang termasuk kedalam koneksi-koneksi logik arah downstream.
Setiap ONU mem-filter frame-frame GEM downstream berdasarkan pada identitas GEM port nya yang menjadi milik ONU tersebut
Teknologi GPON 3
3
GPON Upstream Multiplexing
Sumber : G.394.3
Teknologi GPON 3
4
Pada arah upstream, fungsi traffc multiplexing didistribusikan ke ONU. OLT memberikan kesempatan transmisi upstream atau bandwidth allocations , ke entitas traffic bearing dalam subtending ONU.
Entitas traffic bearing ONU, yaitu penerima dari alokasi bandwidth upstream diidentifikasi oleh allocation ID nya (Alloc-ID).
Alokasi bandwidth untuk Alloc-ID yang berbeda, dimultiplex didalam waktu yang spesifik oleh OLT didalam bandwidth maps pada transmisi downstream.
Didalam setiap alokasi bandwidth, ONU menggunakan GEM Port-ID sebagai kunci untuk mengidentifikasi frame-frame GEM yang termasuk kedalam koneksi logik upstream.
Upstream Multiplexing
Teknologi GPON 3
5
Referensi
ITU-T G.984.1, Gigabit-capable passive optical networks (GPON): General characteristics
ITU.T G.984.3, Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): Transmission convergence layer specification
www.rad.com : passive optical network
GPON Technology Introduction, ZTE University