SISTEM RADIO OVER FIBER DENGAN TEKNOLOGI NEXT GENERATION-PASSIVE OPTICAL NETWORK 2 (NG-PON2)

ABSTRAK Teknologi jaringan serat optik NG-PON 2 yang diintegrasikan dengan jaringan komunikasi radio yang mampu mendukung layanan broadband dan mentansmisikan data dengan kecepatan tinggi yang dikenal dengan teknologi Radio over Fiber (ROF), perkembangan transmisi sinyal analog pada Analog Radio over Fiber (Analog-ROF), hingga transmisi sinyal radio yang terdigitalisasi pada Digitized Radio over Fiber (Digitized ROF). Pada Analog ROF masih terdapat kekurangan yang diantaranya penurunan daya sinyal informasi yang disebabkan oleh attenuasi dari serat optik, mengalami inter-modulasi (IMD) yang disebabkan oleh faktor non-linearitas dari gelombang mikro dan serat optik pada jaringan yang berkaitan, dan latensi karena propagasi serat optik. Pada penelitian ini, dilakukan analisis terhadap performansi sistem Digitized ROF dengan menggunakan NG-PON2 yang dilihat berdasarkan Q-Factor, BER, dan daya pada jarak transmisi 5 km sampai dengan 40 km dan dibandingkan dengan performansi sistem Analog ROF. Penelitian dimulai dengan merancang sistem Analog ROF dan Digitized ROF yang diintegrasikan dengan jaringan NG-PON2. Rancangan yang telah dibuat disimulasikan pada software simulasi. Berdasarkan hasil analisis dan simulasi pada skenario Analog ROF dengan teknologi NG-PON 2, didapatkan nilai Q-Factor dan BER ideal terdapat pada jarak 15 km yang bernilai 7.8344 dan 5.35x10-18 sedangkan pada jarak 20 km nilai Q-Factor dan BER nya 5.80821 dan 4.694x10-09. Pada skenario simulasi Digitized ROF dengan NG-PON2 didapatkan nilai Q-Factor dan BER ideal pada jarak 25 dengan nilai Q-Factor dan BER nya 7.70069 dan 6.406x10-13 sedangkan pada jarak 30 km nilai Q-Factor dan BER nya 6.86354 dan 5.832x10-10. Kemudian berdasarkan hasil analisis performansi dengan menggunakan parameter jarak maka Digitized ROF dapat menjangkau jarak yang lebih jauh dari Analog ROF. Kata Kunci : Analog ROF, Digitized ROF, NG-PON 2, Optisyste

ANALISIS PERFORMANSI FORMAT MODULASI MACH-ZEHNDER PADA NEXT GENERATION PASSIVE OPTICAL NETWORK 2 (NG-PON2)

Pada era saat ini, teknologi serat optik telah mengalami perkembangan yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan para penggunanya. Teknologi serat optik telah mencapai kemampuan untuk mengirimkan data dengan bitrate 10 Gbps. Namun, perkembangan akan teknologi ini terus dilakukan dan saat ini telah sampai pada kemampuan untuk mengirimkan data dengan bitrate 40 Gbps yang disebut dengan teknologi Next Generation Passive Optical Network 2 (NG-PON2). Time-and-Wavelength Division Multiplexing (TWDM) adalah teknik multiplexing yang telah distandarisasi oleh International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITU-T) untuk teknologi NG-PON2. Untuk line coding NG-PON2, dapat menggunakan berbagai line coding dan berbagai line coding tersebut dapat mempengaruhi kualitas sinyal yang ditransmisikan. Untuk mengetahui line coding yang baik maka penulis melakukan penganalisisan pengaruh ragam line coding terhadap performa jaringan NG-PON2 dengan menggunakan teknik multiplexing TWDM. Pada proses simulasi dilakukan beberapa skenario didalamnya, pada skenario pertama dilakukan pengubahan line coding dengan line coding Return to Zero (RZ), Non- Return to Zero (NRZ), Return to Zero-Differential Phase Shift Keying (RZ-DPSK) dan Return to Zero-Differential Quadrature Phase Shift Keying (RZ-DQPSK). Skenario kedua dengan mengubah jarak link mulai dari jarak 10, 20 30 dan 40 km. Berdasarkan dari hasil simulasi, didapatkan line coding terbaik yaitu RZ-DQPSK dengan memberikan performansi yang terbaik. Line coding RZ-DQPSK pada jarak 10, 20, 30, dan 40 km berturut-turut menghasilkan Link Power Budget (LPB) yaitu -16,353 dBm, -19,854 dBm, -23,354 dBm dan -26,853 dBm. Nilai Signal to Noise Ratio (SNR) yaitu 41,419956 dB, 36,099789 dB, 31,616630 dB dan 26,448934 dB. Nilai Quality Factor (Q-Factor) yaitu 58,8800, 31,9124, 19,0459 dan 10,5055. Serta nilai Bit Error Rate (BER) yaitu 0, 8,363×10^(-224), 3,39693×10^(-81) dan 4,05714×10^(-26). Kata Kunci: line coding, NG-PON2, TWDM, komunikasi serat optik

Energy efficiency analysis of next-generation passive optical network (NG-PON) technologies in a major city network

Ever-increasing bandwidth demands associated with mobile backhaul, content-rich services and the convergence of residential and business access will drive the need for next-generation passive optical networks (NG-PONs) in the long term. At the same time, there is a growing interest in reducing the energy consumption and the associated cost of the access network. In this paper, we consider a deployment scenario in a major city to assess the energy efficiency of various PON solutions from a telecom operator's perspective. We compare five next-generation technologies to a baseline GPON deployment offering similar bandwidths and Quality of Service (QoS) for best-effort high speed connectivity services. We follow two approaches:first, we consider a fixed split ratio (1:64) in an existing Optical Distribution Network (ODN); next, we consider an upgraded ODN with an optimized split ratio for the specific bandwidth and QoS values. For medium bandwidth demands, our results show that legacy PONs can be upgraded to 10G PON without any ODN modification. For future applications that may require access rates up to 1 Gb/s, NG-PON2 technologies with higher split ratios and increased reach become more interesting systems, offering the potential for both increased energy efficiency and node consolidation

Provisioning 1 Gb/s symmetrical services with next-generation passive optical network technologies

Service providers spend billions upgrading their broadband access networks to the latest access standards. Fiber has become the technology of choice in the medium and long term, thanks to its speed, reach, and future-proofness. A differential advantage of fiber over other broadband access technologies is that it makes it possible for operators to deliver symmetric-rate services. Most of today's commercial offers based on regular PON range from 10 to 100 Mb/s of committed information rate, and higher rates are advertised as peak rates with unspecified guarantees. In this article we focus on delivering symmetrical 1 Gb/s access to residential users with a target temporal guarantee at the least cost using next-generation PON technologies. We compare four NG-PON standard access technologies, GPON, XGPON, WDM-PON, and the emerging TWDM-PON, from technical and economic perspectives. The study shows that if a service provider wants to keep up with the growing user traffic pattern in the long run, only TWDM-PON can provide 1 Gb/s nearly guaranteed at a moderate cost with respect to the fully dedicated 1 Gb/s point-to-point connection available in WDM-PON technologies.The authors would like to acknowledge the support of the Spanish projects CRAMnet (grant no. TEC2012-38362-C03-01) and TIGRE-5CM (grant no. S2013/ICE-2919) in the development of this work. In addition, part of the cost prices in the development of the economic models come from results of the EU FP7 project DISCUS (ICT-318137).European Community's Seventh Framework Progra

Experimental demonstration of PAM-DWMT for passive optical network

We experimentally demonstrate a discrete wavelet multitone (DWMT) modulation scheme based on pulse amplitude modulation (PAM) for next generation passive optical network (PON), which offers high tolerance against chromatic dispersion, high spectral efficiency, low peak to average power ratio (PAPR) and low side lobes. The experimental results show the chromatic dispersion induced power penalties are negligible after 20km fiber transmission. Compared with orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), DWMT offers a better receiver sensitivity

Simulasi Sistem TWDM-PON Menggunakan Hybrid Optical Amplifier Pada Next Generation Passive Optical Network Stage 2 (NG-PON 2)

Sistem transmisi yang masih berkembang dan akan terus dikembangkan salah satunya adalah serat optik. Salah satu sistem jaringan serat optik yang sedang dikembangkan adalah Next-Generation Passive Optical Network 2 (NG-PON 2). NG-PON 2 merupakan teknologi terbaru untuk mengatasi permasalahan keterbatasan bandwidth pada teknologi Passive Optical Network (PON) saat ini. Pada penelitian ini dilakukan simulasi dan evaluasi performansi jaringan bidirectional NG-PON 2 dengan metode perubahan bit rate 40 Gbps dan 80 Gbps. Sistem yang dibuat menggunakan empat dan delapan kanal TWDM dengan masing-masing kanal mempunyai bit rate 10 Gbps untuk downstream maupun upstream. Sistem tersebut memiliki jarak transmisi dari 10, 20, 30, 40, 50 dan 60 km dengan jumlah 64, 128 dan 256 Optical Network Unit (ONU). Selain itu, sistem ini juga menggunakan hybrid optical amplifier (HOA) sebagai booster amplifier dan EDFA sebagai pre-amplifier. Simulasi dilakukan untuk mengetahui pengaruh performansi pada NG-PON 2 apabila dilakukan perubahan bit rate, jarak transmisi dan jumlah ONU terhadap pengaruh Bit Error Rate (BER) di sisi user dengan skenario tanpa penguat dan skenario menggunakan penambahan penguat. Berdasarkan dari hasil simulasi, didapatkan sistem terbaik menggunakan penguat yaitu dengan bit rate 40 Gbps dengan jumlah 64 ONU dapat mencapai jarak maksimal 60 km. Nilai Q factor terbaik didapatkan dengan jarak 10 km yaitu sebesar 23,66 pada sisi downstream dan 21,85 pada sisi upstream, nilai BER terbaik pada sisi downstream sebesar 3,86×-124 dan pada sisi upstream sebesar 3,16×10-106, dengan received power -7,05 dBm pada sisi downstream dan -7,10 dBm upstream, dengan gain HOA sebesar 16,54 dB dan gain EDFA sebesar 6,31 dB. Penambahan penguat hybrid optical amplifier sebagai booster dan EDFA sebagai preamplifier telah memberikan performansi yang lebih baik dengan semakin banyaknya user dan semakin panjang jarak transmisi sehingga nilai BER ?10-9. Kata Kunci : NG-PON2 , TWDM, Hybrid Optical Amplifie

SIMULASI DAN ANALISIS PENGARUH EDFA PADA SISTEM 80 G TWDM-PON BERBASIS NEXT GENERATION PASSIVE OPTICAL NETWORK STAGE 2

Berdasarkan standar yang ditetapkan oleh ITU-T (G.989.1 hingga G.989.3), generasi terbaru dari PON yaitu NG-PON2 dapat mengirimkan data dengan bitrate downstream lebih dari sama dengan 40 Gbit/s dan 10 Gbit/s untuk upstream. NGPON2 dapat menjadi salah satu solusi teknologi dalam mengatasi permasalahan terbatasan bandwidth pada teknologi PON saat ini. Dikarenakan penggunaan Teknik TWDM dengan metode aggregasi atau stacking OLT yang menjanjikan jaringan broadband masa depan dengan bandwidth sangat besar. Pada penelitian ini dilakukan perancangan dan evaluasi sistem dan jaringan bi-directional NG-PON2 dengan teknik TWDM. Dilakukan simulasi perancangan sistem delapan kanal TWDM dengan total bitrate 80 Gbit/s pada sisi downstream (WDM) dari OLT yang masing-masing bitrate tiap kanalnya adalah 10 Gbit/s dan 10 Gbit/s untuk upstream (TDM). Kemudian, untuk simulasi perancangan jaringan memiliki tiga titik splitting dengan splitting ratio 1:256 dan jarak terjauh transmisi adalah 40 km. Serta menambahkan EDFA yang memiliki panjang 1 hingga 5 meter sebagai pre-amplifer dan booster amplifier dengan Pump Laser Power 100 mW hingga 1000 mW serta Pump Laser Wavelength 980 dan 1480 nm. Dari hasil simulasi, dilakukan analisis sistem dengan parameter pengukuran Power Received, Q factor dan BER. Serta, dilakukan analisis amplifier terhadap perubahan daya dan panjang gelombang dengan parameter pengukuran Gain dan OSNR. Berdasarkan dari hasil simulasi, didapatkan EDFA dengan panjang 2 meter, daya 400 mW, dan panjang gelombang 1480 nm dapat memberikan peningkatan performansi yang terbaik untuk transmisi downstream dengan nilai parameter Q factor sebesar 9,99 hingga 15,75; BER sebesar 3,33x10-56 hingga 7,06x10-26; Power Received sebesar -20,12 hingga -19,11 dBm; Gain sebesar 14,18 hingga 15,60 dB; dan OSNR sebesar 54,01 hingga 54,37 dB. Sedangkan untuk performansi transmisi upstream ditunjukkan EDFA dengan panjang 2 meter, daya 600 mW, dan panjang gelombang 1480 nm dengan nilai parameter Q factor sebesar 10,09 hingga 15,40; BER sebesar 7,68x10-54 hingga 2,75x10-24; Power Received sebesar -14,11 hingga -11,62 dBm, Gain sebesar 17,97 hingga 20,44 dB dan OSNR sebesar 54,01 hingga 54,37 dB. Kata kunci : TWDM, PON, NG-PON2, EDFA, WDM, TDM

PENGARUH EDFA SEBAGAI BOOSTER DAN PRE-AMPLIFIER PADA SISTEM 40G TWDM-PON BERBASIS NEXT GENERATION PASSIVE OPTICAL NETWORK STAGE 2

ABSTRAK Generasi terbaru dari Passive Optical Network (PON) adalah Next Generation Passive Optical Network stage 2 (NG-PON2). Bit rate mencapai 10 Gbps pada upstream dan 40 Gbps pada downstream diharapkan memenuhi kebutuhan teknologi komunikasi pada masa mendatang. Time Wavelength Division Multiplexing (TWDM) merupakan solusi utama pada NG-PON2, menggunakan teknik TWDM dan stacking OLT menyediakan bandwidth yang besar. Pada penelitian ini disimulasikan menggunakan perangkat lunak dengan menggunakan kabel serat optik G.652.C sesuai rekomendasi. Penelitian ini dilakukan dengan dua skenario utama, skenario I yaitu menggunakan EDFA sebagai booster amplifier disisi downstream dan skenario II yaitu menggunakan EDFA sebagai pre-amplifier disisi upstream. Setelah itu, masing-masing skenario di uji dalam 2 sub-skenario yaitu 64 dan 128 user. Kemudian dibandingkan dalam beberapa jarak dan power pump yaitu pada jarak 20-50 km dengan spasi jarak 10 km dan power pump yang digunakan yaitu 50-500 mW. Berdasarkan dari hasil simulasi, pada transmisi downstream dan upstream didapatkan hasil terbaik yaitu pada jarak 20 km. Pada 64 user arah downstream didapatkan Q Factor 35,86 dengan power pump 200 mW, dengan power pump 500 mW didapatkan received power -11,16 dBm, SNR 41,91 dB. Pada 128 user arah downstream didapatkan Q Factor 32,30 dengan pump power 250 mW, dengan pump power 500 mW didapatkan received power -14,34 dBm, SNR 40,27 dB. Gain tertinggi untuk arah downstream disemua jarak dan user sebesar 18,32 dengan power pump 500 mW. Sedangkan pada 64 user arah upstream didapatkan hasil terbaik yaitu pada power pump 500 mW, dengan hasil Q Factor 27,49, received power sebesar -10,012 dBm, SNR 30,04 dB dan Gain tertinggi 51,13 dengan power pump 500 mW dan jarak 50 km. Pada 128 user arah upstream didapatkan hasil terbaik pada power pump 500 mW dengan nilai Q Factor 23,59 dan received power sebesar -11,054 dBm, sedangkan SNR 28,97 dB dengan power pump 150 mW dan jarak 30 km, Gain tertinggi 51,78 dengan power pump 500 mW dan jarak 50 km. Kata kunci: NG-PON2, TWDM, EDFA, Booster Amplifier, Pre-Amplifier, Q Factor

Symmetric 80 Gbps Next Generation Passive Optical Network Stage Two NG-PON2

In this research, a design of a symmetric 80 Gbps Passive Optical Network that meets the requirements of Next Generation Passive Optical Network Stage Two (NG-PON2) is proposed. According to The Full-Service Access Network (FSAN), The Time and Wave Length Division Multiplexing (TWDM) is chosen as the best solution to implement NG-PON2. TWDM network of NG-PON2 can be implemented in many wavelength plans to replace or co-exist with previous PON technologies. The proposed design was simulated taking into consideration the practical parameters of existing systems, the results shows that the system is reliable for implementation for 80 Gbps bitrate utilizing 8 pairs of wavelengths transmitted over 40 Km and distributed and received by 128 users with acceptable data rate

Energy efficiency analysis of next-generation passive optical network (NG-PON) technologies in a major city network

Ever-increasing bandwidth demands associated with mobile backhaul, content-rich services and the convergence of residential and business access will drive the need for next-generation passive optical networks (NG-PONs) in the long term. At the same time, there is a growing interest in reducing the energy consumption and the associated cost of the access network. In this paper, we consider a deployment scenario in a major city to assess the energy efficiency of various PON solutions from a telecom operator's perspective. We compare five next-generation technologies to a baseline GPON deployment offering similar bandwidths and Quality of Service (QoS) for best-effort high speed connectivity services. We follow two approaches:first, we consider a fixed split ratio (1:64) in an existing Optical Distribution Network (ODN); next, we consider an upgraded ODN with an optimized split ratio for the specific bandwidth and QoS values. For medium bandwidth demands, our results show that legacy PONs can be upgraded to 10G PON without any ODN modification. For future applications that may require access rates up to 1 Gb/s, NG-PON2 technologies with higher split ratios and increased reach become more interesting systems, offering the potential for both increased energy efficiency and node consolidation