menjelaskan arsitektur dan layanan ng-pon2

1. Ambar Erna Wahyu Widagdo
Arsitektur dan Service NG-PON2

2. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 1
Daftar Isi
1 Pendahuluan....................................................................................................... 2
2 Karakteristik NG-PON2....................................................................................... 2
2.1 NG-PON2 TWDM dan Point to Point WDM.................................................. 2
2.2 Bonding Capable........................................................................................... 3
2.3 Bit rate Symmetric dan asymmetric............................................................... 3
2.4 Tunable ......................................................................................................... 4
2.5 Co-existence ................................................................................................. 4
3 Physical Architecture NG-PON2 ......................................................................... 4
3.1 Kapasitas Feeder.......................................................................................... 4
3.2 ODN Classes ................................................................................................ 4
3.3 Panjang Gelombang ..................................................................................... 5
3.4 Line Rate....................................................................................................... 5
3.5 Fibre reach (Gbps passive and active).......................................................... 5
3.6 Split ratio (ONU per ODN)............................................................................. 6
4 Logical Architecture NG-PON2 ........................................................................... 6
4.1 Logical Architecture dan Reference Point ..................................................... 6
4.1.1 Interface NG-PON2 ................................................................................ 7
5 Arsitektur Time and wavelength division multiplexing ......................................... 8
5.1 Downstream TWDM...................................................................................... 8
5.2 Upstream TWDM .......................................................................................... 9
5.3 Service NG-PON2....................................................................................... 10
6 Kesimpulan ....................................................................................................... 12
7 Referensi........................................................................................................... 13

3. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 2
1 Pendahuluan
Sebagian besar jaringan akses yang memberikan layanan yang membutuhkan
bandwidth yang tinggi, saat ini menggunakan teknologi GPON/XG-PON1.
Salah satu pemicu tingginya kebutuhan bandwidth adalah penggunakan layanan
IPTV dan streaming. Perkembangan smart phone, televisi dan internet content
yang menggunakan display 1080p.
Setelah XG-PON1 dengan kapasitas bandwidth 10 Gbps digelar, kebutuhan akan
bandwidth terus meningkat seiring dengan banyaknya layanan yang
membutuhkan bandwidth yang besar, seperti ultra high video dengan video
recorder dan 8K TV ( resolusi 7,680 x 4,320) , 16 kali dari Full HD (1920 x 1080)
TV. Dan juga new-generation mobile communication technologies seperti Pre5G
and 5G, semuanya membutuhkan bandwidth yang tinggi
Seiring dengan perkembangan layanan, teknologi jaringan akses juga
berkembang dengan cepat.
Operator telekomunikasi umumnya akan mengikuti trend perkembangan layanan
dan permintaan user serta teknologi yang sesuai untuk diimplementasikan.
Berbeda dengan generasi PON sebelumnya, NG-PON2 mempunyai karakteristik
terrsendiri. Teknik multiplexing yang meningkatkan jumlah channel, kemampuan
untuk interoperability dengan teknologi PON sebelumnya menggunakan ODN
yang sama, pengaturan panjang gelombang dan lain-lain. i.
Selain itu, NG-PON2 mempunyai arsitektur fisik (physical architecture) dan logis
(logical) yang berbeda dengan teknologi PON sebelumnya.
2 Karakteristik NG-PON2
NG-PON2 mempunyai karakteristik : TWDM, PtP WDM, Bonding Capable, Bit
rate Symmetric dan Assymmetric, Tunable dan Coexistence.
2.1 NG-PON2 TWDM dan Point to Point WDM
Awal tahun 2009, FSAN (Full Service Access Network) mulai melakukan
research untuk Next Generation Passive Optical Network yaitu NG-PON2 (40-

4. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 3
Gigabit-capable passive optical networks) dan pada tahun 2012 memilih
teknologi mainstream TWDM PON, dan sebagai pelengkap dipilih PtP WDM
PON untuk NG-PON2, yang distandardkan pada ITU-T G.989.x
Ide utama tentang TWDM-PON adalah menggabungkan mekanisme WDM
dengan mekanisme TDM yang ada pada PON.
TWDM PON adalah solusi multiple wavelength PON di mana masing-masing
panjang gelombang dibagi antara beberapa ONU dengan menggunakan Time
Division Multiplexing dan mekanisme Multiple Access , sedangkan PtP WDM
PON adalah solusi multiple wavelength PON yang menyediakan panjang
gelombang secara dedicated per ONU pada kedua arah downstream dan
upstream
Sistem NG-GPON2, dapat berisi channel-channel TWDM atau channel-channel
PtP WDM atau dapat juga berisi keduanya.
Terdapat 8 channel dimana channel 1 sampai dengan 4 dialokasikan untuk
TWDM dengan empat panjang gelombang pada arah downstream. Channel 5
sampai dengan 8 dapat digunakan untuk PtP WDM atau dapat disediakan
sebagai pengembangan TWDM.
NG-PON TWDM saat ini mendukung bit rate 40 Gbps menggunakan 4 panjang
gelombang, dan setiap panjang gelombang mempunyai bit rate 10 Gbps . Bit
rate dapat ditingkatkan menjadi 8 x 80 Gbps
2.2 Bonding Capable
Dengan adanya Bonding Capable, beberapa panjang gelombang dapat
digabung (channel-bonded). Ini dilakukan untuk menyediakan layanan dengan
bit rate lebih dari 10 Gbps.
2.3 Bit rate Symmetric dan asymmetric
Beberapa layanan terutama untuk korporesi membutuhkan bit rate symmetric.
Penentuan bit rate symmetric atau asymmetric disesuaikan dengan layanan.
NG-PON2 mendukung bit rate arah downstream sebesar 10 Gbps pada setiap
panjang gelombang dan bit rate upstream sebesar 10 Gbps atau 2,5 Gbps pada
setiap panjang gelombang

5. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 4
2.4 Tunable
Karakteristik tunable, membuat ONU dapat mengatur panjang gelombang
secara dynamic.
Setiap ONU dilengkapi dengan tunable transmitter dan tunable receiver. ONU
transmitter harus dapat menyesuaikan panjang gelombang upstream untuk
channel TWDM atau PtP WDM . ONU receiver harus dapat menyesuaikan
panjang gelombang downstream untuk channel TWDM atau PtP WDM.
2.5 Co-existence
Dengan adanya co-exixtence element, NG-PON2 dapat beroperasi secara
bersamaan dengan teknologi sebelumnya (XG-PON, GPON) menggunakan
single fiber didalam ODN. Hal ini, membuat proses migrasi berjalan dengan
halus.
Tanpa adanya kemampuan co-existence, pelanggan bisa menunggu waktu yang
lama jika terjadi proses migrasi bahkan layanan akan mengalami gangguan.
3 Physical Architecture NG-PON2
3.1 Kapasitas Feeder
Sistem NG-PON2 mampu memberikan lebih banyak kapasitas dibanding sistem
GPON dan XG-PON1. NG-PON2 mendukung kapasitas setiap feeder fiber
sebesar 40 Gbps dan bisa mencapai batas 80 Gbps pada arah upstream, serta
160 Gbps pada arah downstream .
ONU NG-PON2 harus mendukung layanan 10 Gbps, dimana kapabilitas ONU
yang sebenarnya tergantung pada pemilihan split ratio dan aplikasi yang
digunakan yang dapat berupa FTTH, FTTB atau Mobile Fronthaul/Backhaul.
3.2 ODN Classes
NG-PON2 dapat menggunakan beberapa Class ODN yang mempunyai
standard Optical Path Loss sebagai berikut :

6. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 5
ODN Class Optical Path Loss Differential ODN Loss
N1 14 dB – 29 dB 15 dB
N2 16 dB – 31 dB 15 dB
E1 18 dB – 32 dB 15 dB
E2 20 dB – 35 dB 15 dB
Tabel 1 : Optical Path Loss
3.3 Panjang Gelombang
TWDM PON menggunakan Panjang gelombang :
o downstream : 1596 – 1603 nm
o upstream : 1524-1544 nm , Reduced band option 1528-1540 nm dan
Narrow band option 1532-1540 nm.
PtP WDM PON menggunakan Panjang gelombang pada arah
downstream/upstream : Expanded spectrum 1524-1625 nm dan Shared
spectrum 1603-1625 nm.
3.4 Line Rate
Nominal line rate downstream dan upstream per channel :
o 10 Gbps downstream dan 10 Gbps upstream
o 10 Gbps downstream dan 2.5 Gbps upstream
o 2.5 Gbps downstream dan 2.5 Gbps upstream
3.5 Fibre reach (Gbps passive and active)
Sistem NG-PON2 harus mendukung fibre reach 40 km tanpa mid-span reach
extenders. Dan mampu mencapai 60 km dengan jangkauan extender jika
diperlukan. Bahkan jangkauan yang lebih panjang (misalnya, 60-100 km. Sistem
ini juga mendukung maximum differential fibre distance sampai dengan 40 km.
Pada teknologi ini, differential fiber distance dapat dikonfigurasi maksimum 20
km dan 40 km.

7. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 6
Sistem NG-PON2 harus backward compatible dengan infrastruktur yang sudah
dikembangkan (CO locations, ducts, fibre cables, dll)
3.6 Split ratio (ONU per ODN)
Sistem NG-PON2 dapat berjalan menggunakan legacy power split ODN,
wavelength routing atau kombinasi dari wavelength routing dan power splitting.
Sistem NG-PON2 harus fleksibel untuk mendukung pengembangan dengan
variasi ODN, seperti Optical distribution networks yang dapat menggunakan
power splitters dengan rasio antara 1:16 to 1:128. Dan OLT NG-PON2 dapat
mendukung split ratio 1:256
4 Logical Architecture NG-PON2
Pada sistem multiple wavelength PON system, seperti NG-PON2, OLT terdiri
dari multiple OLT channel terminations yang dikoneksikan melalui wavelength
multiplexer (WM).
4.1 Logical Architecture dan Reference Point
Logical architecture dan reference point diilustrasikan sebagai berikut :
Gambar 1 : Logical Arsitektur NG-PON2
Berikut ini merupakan penjelasan dari istilah pada gambar :
o OLT PtP WDM Channel Termination : Fungsi logis yang berada pada
elemen network OLT dan menterminasi sebuah channel PtP WDM
didalam system PtP WDM

8. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 7
o OLT TWDM Channel Termination : Fungsi logis yang berada pada
elemen network OLT dan menterminasi sebuah channel TWDM
didalam system TWDM
o Wavelength Multiplexer adalah Elemen Fungsional yang digunakan
untuk multiplex/ demultiplex antara NG-PON2 wavelength channel pairs
dan channel groups
o Channel Pair : Satu set yang berisi satu channel panjang gelombang
downstream dan satu channel panjang gelombang upstream yang
menyediakan koneksi antara OLT dengan satu atau beberapa ONU
o Channel Group : Satu set channel pair yang dibawa melalui fiber.
o S : Interface untuk mengirim (Send) ke arah Network
o R : Interface untuk menerima (Receive) dari arah Network
o S/R, R/S : Kombinasi dari titik S dan R secara bersamaan dalam single
fiber, saat beroperasi dalam mode bidirectional. Titik S/R direferensikan
ke sisi OLT dan titik R/S direferensikan ke sisi ONU
o Optical Distribution Network (ODN) : Infrastruktur fiber optik point to
multi point
4.2 Interface NG-PON2
Interface NG-PON2 terdiri dari UNI, SNI dan ANI
4.2.1 User Network Interface (UNI)
UNI didefinisikan sebagai interface yang mempunyai kondisi sebagai berikut:
o Interkoneksi antara Access Network dan Customer
o Dideskripsikan dalam well-known standard
o Terdapat aspek physical layer
4.2.2 Service Node Interface (SNI)
SNI didefinisikan sebagai interface yang mempunyai kondisi sebagai berikut:

9. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 8
o Interkoneksi antara access network dan service node
o Dideskripsikan dalam well-known standard
o Terdapat aspek physical layer
o Terdapat aspek physical layer
4.2.3 Access Network Interface (ANI)
Konfigurasi sistem yang flexible diperlukan untuk memperbaiki utilisasi
perangkat dan menurunkan capital dan inventory cost.
Untuk tujuan ini, sistem NG-PON2 harus mendukung interface agnostic dan
flexible kearah optical access network yang memungkinkan network elemen
untuk mengakomodasi teknologi multiple access. Ini dapat dicapai
menggunakan interface pluggable
5 Arsitektur Time and wavelength division multiplexing
Wavelength division multiplexing dari system TWDM PON dinyatakan dengan
multiple OLT TWDM channel terminations (CT), dimana setiap OLT CT
diasosiasikan dengan channel TWDM yang spesifik.
Arsitektur TWDM pada arah downstream berbeda dengan arsitektur pada arah
upstream. Pada arah upstream terdapat alloc-id.
5.1 Downstream TWDM
Downstream multiplexing didalam TWDM digambarkan sebagai berikut :

10. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 9
Gambar 2 : Downstream Multiplexing didalam TWDM PON
Pada arah downstream channel TWDM, fungsi trafik multiplexing terpusat. OLT
CT memultiplex frame-frame XGEM kedalam media transmisi menggunakan
XGEM Port-ID sebagai kunci untuk mengidentifikasi frame-frame XGEM yang
mempunyai koneksi logis berbeda untuk arah downstream. Setiap ONU
memfilter frame-frame downstream berdasarkan pada XGEM Port-ID dan
memproses frame-frame XGEM yang hanya menuju kearah ONU yang
bersangkutan. Sebuah port XGEM multicast digunakan untuk membawa frame-
frame ke beberapa ONU.
5.2 Upstream TWDM
Upstream multiplexing didalam TWDM PON digambarkan sebagai berikut :

11. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 10
Gambar 3 : Upstream Multiplexing didalam TWDM PON
Pada arah upstream dari channel TWDM, fungsi traffic multiplexing terdistribusi.
OLT CT memberikan alokasi bandwidth upstream atau waktu untuk transmisi
upstream, ke entitas traffic-bearing dimana penerima alokasi bandwidth
upstream diidentifikasi dengan allocation ID (Alloc-ID). Alokasi bandwidth untuk
Alloc-ID yang berbeda, dimultiplex didalam waktu yang spesifik oleh OLT CT
didalam bandwidth maps yang dikirim ketika transmisi downstream. Didalam
setiap alokasi bandwidth, ONU menggunakan XGEM Port-ID sebagai kunci
multiplexing untuk mengidentifikasi frame-frame XGEM yang termasuk koneksi
logis upstream yang berbeda
5.3 Service NG-PON2
Service Provider dapat menggunakan teknologi NG-PON2 pada ODN yang
sama untuk pelanggan Bisnis, Korporasi dan Residensial.
Dengan adanya co-existence elemen, Teknologi GPON/XG-PON1 pada
generasi sebelumnya dapat menggunakan ODN yang sama.
Implementasi service NG-PON2 adalah :
o Mobile Fronthaul dan Mobile/ Small Cell Backhaul

12. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 11
Perkembangan aplikasi dan banyaknya streaming yang diakses oleh user
mengakibatkan permintaan data berbasis wireless mobile terus meningkat.
Hal ini mengakibatkan kebutuhan bandwidth untuk backhaul maupun
fronthaul semakin tinggi. Teknologi NG-PON2 lebih cocok digunakan
sebagai fronthaul maupun backhaul mobile / small cell karena jika
dibandingkan dengan teknologi PON sebelumnya, mempunyai bandwidth
yang lebih tinggi dan latency yang lebih rendah.
o Business Service dan Small Enterprise
Untuk mendukung kebutuhan layanan yang membutuhkan bandwidth
tinggi, NG-PON2 dapat menyediakan bandwidth sampai dengan 10 Gbps
dan dengan lambda bonding dapat mencapai 40/80 Gbps. NG-PON2 dapat
menberikan layanan berbasis lambda serta mendukung redundancy.
o Residential services
Pada sebuah port PON memberikan bandwidth yang lebih tinggi
dibandingkan dengan generasi PON sebelumnya. Hal ini, dapat
memberikan split ratio yang lebih tinggi sehingga dapat di share ke lebih
banyak pelanggan Residensial. Dengan demikian dapat memberikan ARPU
yang lebih tinggi.
Jika dikoneksikan ke multi-dwelling Unit (MDU), dapat memberikan 10 Gbps
ke ONU pada gedung sebagai terminasi fiber optik. Kemudian didalam
gedung dapat menggunakan standard G.fast (fast access to subscriber
terminals) melalui kabel tembaga.

13. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 12
Gambar 4 : Implementasi service NG-PON2
o Beberapa service yang lain yang dapat diberikan antara lain : Smart City
Applications, Smart Home/ Building Application dan Passive over LANs
(POL)
6 Kesimpulan
o Teknologi NG-PON2 dapat memenuhi kebutuhan layanan yang
membutuhkan bandwidth tinggi sampai dengan 40 Gbps.
o NG-PON2 mempunyai karakteristik TWDM, PtP WDM, bonding capable, Bit
rate symmetric dan asymmetric, Tunable dan Coexistence.
o ONU NG-PON2 harus mendukung layanan 10 Gbps, dimana kapabilitas
ONU yang sebenarnya tergantung pada pemilihan split ratio dan aplikasi
yang digunakan yang dapat berupa FTTH, FTTB atau Mobile
Fronthaul/Backhaul

14. Ambar – Arsitektur dan Service NG-PON2 13
o Berbeda dengan teknologi sebelumnya (GPON, XG-PON1), pada arsitektur
logis NG-PON2 terdapat Channel Pair dan Channel Group dan untuk
melakukan multiplex/demultiplex diantara keduanya , digunakan
Wavelength Multiplexer.
o Pada arah downstream channel TWDM, fungsi trafik multiplexing terpusat
dan pada arah upstream dari channel TWDM, fungsi traffic multiplexing
terdistribusi
o Dengan mengimplementasikan NG-PON2, terjadi konvergensi terhadap
semua layanan untuk bisnis, residensial, wireless dan wireline
menggunakan single fiber.
7 Referensi
o Recommendation ITU-T G.989.1 (03/2013), 40-Gigabit-capable passive
optical networks (NG-PON2): General requirements
o Recommendation ITU-T G.989.2 (12/2014) , 40-Gigabit-capable passive
optical networks 2 (NG-PON2): Physical media dependent (PMD) layer
specification
o Recommendation ITU-T G.989.3, 40-Gigabit-capable passive optical
networks (NG-PON2): Transmission convergence layer specification,
(10/2015)
o Creating a brighter future, FTTH Handbook Edition 7, D&O Committee,
Revision date: 16/02/2016, Fiber to the Home Council Europe.
o FSAN highlights and NG-PON2 standard update , FSAN and IEEE NG-
EPON/1904 ANWG, Joint Session, hosted by CableLabs, February 4, 2015
o https://en.wikipedia.org/wiki/1080p
o Broadband Forum, NG-PON2 The future of Passive Optical Networking is
Here