Dibandingkan dengan metode akses WAN sebelumnya, jaringan akses serat optik yang diperkenalkan di sini jelas berbeda, karena bukan lagi metode akses, tetapi kategori terpisah yang sama sekali berbeda dari metode akses sebelumnya. Ini karena tidak lagi mentransmisikan sinyal listrik di saluran, melainkan menggunakan sinyal optik. Akibatnya, jaringan akses serat optik memerlukan variasi peralatan yang sama sekali berbeda dan beroperasi sebagai sistem mandiri. Ada berbagai metode akses dalam jaringan akses serat optik. Bagian ini memberikan gambaran umum tentang mereka.
Topologi jaringan akses serat optik adalah struktur jalur transmisi dan node, yang menunjukkan lokasi bersama dan tata letak interkoneksi node dalam jaringan. Dalam jaringan akses serat optik, ada tiga topologi jaringan dasar utama yaitu bus, ring dan star. Namun, dalam jaringan besar, beberapa topologi hybrid juga dapat diturunkan, seperti struktur bus-star, pohon, cincin ganda, dan kombinasi aplikasi lainnya, masing-masing dengan karakteristiknya sendiri dan saling melengkapi. Pada bagian ini, kami hanya memperkenalkan secara singkat tiga topologi jaringan akses serat dasar di atas. Perhatikan bahwa struktur jaringan yang disajikan pada bagian ini adalah struktur modular paling dasar, tetapi jaringan serat optik yang sebenarnya juga melibatkan banyak koneksi perangkat dan peralatan.
1. Arsitektur tipe bus
Struktur tipe bus adalah topologi yang sangat umum untuk jaringan akses serat optik, yang menggunakan serat optik sebagai bus umum, satu ujung terhubung langsung ke jaringan relai penyedia layanan, dan ujung lainnya terhubung ke setiap pengguna. Setiap terminal pengguna terhubung langsung ke bus serat optik melalui semacam coupler, dan koneksi antara komputer pengguna dan bus dapat berupa kabel koaksial, kabel pasangan bengkok, atau serat optik. Ini mirip dengan topologi tipe bus yang kami perkenalkan di LAN, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Salah satu jaringan relai dapat berupa salah satunya seperti PSTN, X.25, FR, ATM, dll. Metode akses MODEM Kabel yang kami perkenalkan sebelumnya menggunakan metode akses seperti itu.
Struktur ini adalah struktur tandem, dan kelebihannya termasuk berbagi serat backbone, menghemat investasi jalur, penambahan dan penghapusan node yang mudah, dan sedikit interferensi satu sama lain. Namun, kerugiannya adalah berbagi media transmisi, dan kinerja koneksi dipengaruhi oleh jumlah pengguna.
2. Struktur cincin
Struktur cincin mirip dengan topologi cincin di LAN, yang berarti bahwa semua node berbagi satu tautan cincin serat. Tautan serat pertama dan terakhir terhubung untuk membentuk struktur jaringan loop tertutup. Tentu saja, salah satu ujung serat perlu dihubungkan ke jaringan relai penyedia layanan. Koneksi antara pengguna dan cincin serat juga dibuat melalui berbagai skrup, dan media transmisi yang digunakan dapat berupa kabel koaksial, kabel pasangan terpilin, atau, tentu saja, serat.
Keuntungan luar biasa dari arsitektur ini adalah bahwa jaringan memiliki kemampuan penyembuhan sendiri, yang berarti bahwa tanpa intervensi eksternal, jaringan dapat pulih dari kegagalan layanan dalam waktu yang relatif singkat. Kerugiannya adalah kinerja koneksinya buruk, karena juga berbagi media transmisi. Oleh karena itu, biasanya cocok untuk pengguna yang lebih sedikit di jaringan akses; dan tingkat kegagalannya tinggi, kegagalan dapat berdampak luas. Jika cincin serat rusak, seluruh jaringan akan terganggu.
3. Struktur bintang
Struktur bintang yang disebutkan di sini sama dengan "struktur bintang" di LAN, tetapi penekanannya di sini adalah pada media transmisi serat optik, bukan kabel pasangan terpilin. Dalam jaringan akses serat optik dengan struktur bintang ini, setiap terminal pengguna bertukar informasi melalui star coupler dengan fungsi kontrol dan switching yang terletak di node pusat (di kantor akhir). Ini adalah struktur paralel, tidak ada masalah akumulasi kerugian, mudah untuk mewujudkan peningkatan dan perluasan. Setiap pengguna relatif independen, memberikan kemampuan beradaptasi layanan yang baik. Namun, kelemahannya adalah kebutuhan akan lebih banyak serat optik (satu untuk setiap pengguna) yang mengakibatkan biaya lebih tinggi; selain itu, dalam struktur ini, semua node harus melalui data node pusat untuk terhubung ke jaringan relai, mengakibatkan beban kerja yang berat untuk star coupler di node pusat dan persyaratan yang berat untuk keandalan. Jika simpul pusat gagal, seluruh jaringan juga akan lumpuh.
Struktur bintang dibagi menjadi tiga jenis: struktur bintang tunggal aktif, struktur bintang ganda aktif, dan struktur bintang ganda pasif.
(1) Struktur bintang tunggal aktif
Struktur ini menggunakan serat optik untuk menghubungkan langsung OLT yang terletak di kantor switching penyedia layanan ke pelanggan, koneksi titik ke titik, yang pada dasarnya sama dengan struktur bintang LAN tembaga bengkok yang ada. Dalam struktur ini, setiap rumah tangga memiliki sepasang saluran terpisah yang langsung terhubung ke OLT di biro penyedia layanan yang terhubung ke jaringan induk. Struktur dasar akses jaringan ditunjukkan pada Gambar 3.
Keuntungan dari metode akses terstruktur ini terutama diwujudkan dalam kemandirian dan kerahasiaan di antara para pengguna. Sangat mudah untuk meningkatkan dan memperluas kapasitas, karena layanan baru dapat diaktifkan hanya dengan mengganti peralatan di kedua ujungnya. Metode ini menunjukkan kemampuan beradaptasi yang sangat baik. Kerugiannya adalah biayanya terlalu tinggi. Setiap rumah tangga membutuhkan sepasang serat optik atau serat (WDM dua arah) yang terpisah. Untuk melayani ribuan rumah tangga, dibutuhkan ribuan inti kabel serat optik, yang sulit untuk ditangani. Selain itu, setiap rumah tangga membutuhkan sumber cahaya dan detektor khusus, membuat pengaturannya cukup rumit.
(2) Struktur bintang ganda aktif
Struktur bintang ganda sebenarnya adalah struktur tipe pohon dengan dua tingkat. Itu menambahkan node aktif antara penyedia layanan beralih kantor OLT dan pelanggan. Biro pertukaran dan node aktif berbagi serat yang sama, dan menggunakan multiplexing divisi waktu (TDM) atau multiplexing divisi frekuensi (FDM) untuk mengirimkan informasi berkapasitas lebih besar ke node aktif dan kemudian beralih ke aliran informasi berkapasitas lebih kecil untuk menjangkau ribuan rumah tangga. Struktur jaringan dasar ditunjukkan pada Gambar 4.
Keuntungan dari struktur jaringan ini adalah lebih fleksibel, berbagi serat antara node aktif di kantor pusat, dan mengurangi kebutuhan inti kabel serat optik, sehingga mengurangi biaya. Namun, kerugiannya adalah kerumitan dan biaya tinggi dari komponen simpul aktif, membuat pemeliharaan menjadi tidak nyaman. Selain itu, memperkenalkan layanan broadband baru dan meningkatkan sistem akan memerlukan penggantian semua peralatan optoelektronik atau penerapan skema overlay WDM yang lebih menantang.
(3) Struktur bintang ganda pasif
Struktur ini mempertahankan keunggulan pembagian serat dalam struktur bintang ganda aktif, tetapi alih-alih node aktif, ia menggunakan pembagi pasif. Ini menghasilkan perawatan yang lebih mudah, keandalan yang lebih tinggi, dan biaya yang lebih rendah. Dengan penerapan berbagai langkah, kerahasiaan juga ditingkatkan, menjadikannya struktur jaringan akses yang lebih baik.
4. Topologi koneksi EPON WAN
Jaringan EPON mengadopsi topologi point-to-multipoint untuk menggantikan struktur point-to-point, yang sangat menghemat jumlah serat dan biaya manajemen. Perangkat jaringan pasif menggantikan repeater, amplifier, dan laser yang digunakan dalam sistem akses broadband ATM/SONET tradisional, mengurangi jumlah laser yang diperlukan di kantor pusat, dan OLT dibagi di antara banyak pengguna ONU. Selain itu, EPON menggunakan teknologi Ethernet dan bingkai Ethernet standar untuk membawa layanan utama saat ini – layanan IP – tanpa perlu konversi apa pun. Oleh karena itu, EPON sangat mudah, efisien, dan memiliki biaya konstruksi dan pemeliharaan yang rendah, sehingga sangat cocok untuk kebutuhan jaringan akses broadband.
Sistem EPON tipikal juga terdiri dari OLT, ONU, dan ODN, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.
OLT ditempatkan di ruang server pusat, sedangkan ONU berfungsi sebagai peralatan sisi klien. Selain menawarkan sentralisasi dan akses jaringan, OLT juga dapat menyediakan alokasi bandwidth, memastikan keamanan jaringan dan konfigurasi manajemen untuk persyaratan QoS/SLA (Perjanjian Tingkat Layanan) pengguna yang berbeda. Splitter memiliki tingkat pemisahan 2, 4 atau 8 dan dapat dihubungkan di beberapa level. Di EPON, jarak dari OLT ke ONU dapat mencapai 20 km, dan dapat diperpanjang lebih jauh jika menggunakan penguat serat (pengulang aktif).
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5, sinyal optik dibagi menjadi beberapa saluran untuk setiap unit jaringan optik (ONU) melalui pembagi optik, dan sinyal upstream dari setiap ONU digabungkan dalam satu serat menggunakan penggandeng optik dan dikirim ke OLT. Peralatan jaringan pasif termasuk kabel serat optik mode tunggal, pembagi/penyambung optik pasif, adaptor, konektor, dan penyambung fusi. Itu umumnya ditempatkan di luar area lokal dan disebut sebagai peralatan eksternal. Peralatan jaringan pasif sangat sederhana, stabil, andal, tahan lama, mudah dirawat, dan hemat biaya. Peralatan jaringan aktif termasuk peralatan rak kantor pusat, unit jaringan optik, dan sistem manajemen peralatan (EMS). Peralatan rak kantor pusat terdiri dari terminal jalur serat optik, modul antarmuka jaringan (NIM), dan modul switching (SCM). Oleh karena itu, ketiga jenis peralatan ini secara kolektif disebut sebagai peralatan rak kantor pusat.
Peralatan rak kantor pusat berfungsi sebagai antarmuka antara sistem EPON dan data inti, video, dan jaringan suara penyedia layanan. Ini bertanggung jawab untuk menghubungkan ke jaringan operasional inti penyedia layanan melalui sistem manajemen perangkat.
