multimedia

Internet sebagian besar memanfaatkan infrastruktur jaringan fisik yang sudah ada yaitu jaringan
telepon. Namun teknologi pendukungnya belum optimal dalam memanfaatkan bandwidth kabel telepon
yang melintang dari pelanggan ke sentral telepon (local loop). Akibatnya kecepatan transfer data yang
didapat pun tidak maksimal.
Teknologi DSL (Digital Subscriber Line) memanfaatkan bandwidth tersisa dari kabel telepon.
Kabel telepon (local loop) tersebut memiliki bandwidth 1 MHz, dan voice telepon hanya menggunakan 4
KHz saja. Modem konvensional bekerja di 4 KHz ini, sedangkan modem DSL mampu memanfaatkan
bandwidth yang lebar di atas 4 KHz sehingga tidak mengganggu sistem telepon. Dengan demikian
kecepatan akses data menjadi lebih meningkat, karena peningkatan bandwidth yang digunakan akan
meningkatkan kecepatan akses data.


Line Encoding
Line Encoding adalah teknik yang paling dasar dalam komunikasi data over copper wire (yang
biasa digunakan kabel telepon). Modulasi CAP (Carrierless Amplitude Phase) dan DMT (Discrete
MultiTone) adalah basis dari sistem DSL (Digital Subscriber Line).
CAP dan DMT didesain mengambil bandwidth (1 MHz+) di atas bandwidth yang digunakan
oleh POTS (Plain Old Telephone Switch). Karena itulah, teknologi-teknologi ini tidak akan mengganggu
pelayanan telepon. CAP dan DMT merupakan pengembangan dari sistem pengkodean yang sudah ada
seperti NRZ (Non-Return-to-Zero) dan Manchester (yang digunakan dalam teknologi Ethernet dan Token
Ring).
Pada Manchester, sebuah simbol dihasilkan dari perubahan amplitudo tegangan dalam line.
Sebuah amplitudo akan berubah dari positif ke negatif jika bit yang dimaksud '1' dan akan berubah dari
negatif ke positif jika bitnya '0'.
Pada NRZ didasarkan pada absolut nilai amplitudo tegangan. Tegangan negatif jika bit yang
dimaksud adalah '1', dan positif jika '0'. NRZ ini mengikuti modulasi amplitudo. Ada dua teknik untuk
membangkitkan multiple values dan kemudian ditransmisikan dalam multiple bit per Hz, yaitu multilevel
amplitude modulation dan phase modulation.
Dengan demikian, sebuah line code yang menggunakan empat positif dan empat negatif amplitudo
(delapan nilai) dapat mentransmit 3 bit per Hz. Dengan kata lain, sejumlah m bit yang dapat
ditransmisikan oleh sebanyak 2m level amplitudo.
Modulasi fasa bekerja dari dua buah sinyal dibandingkan dengan line code-line code yang lain (seperti
NRZ, 2B1Q, dan lain-lain) yang menggunakan hanya satu sinyal. Maka sekumpulan bit dapat dipetakan
ke dalam pasangan-pasangan nilai-nilai amplitudo, satu nilai amplitudo di satu sinyal, dan satu nilai
amplitudo di sinyal yang lain. Line code seperti ini dikenal dengan two-dimensional line code.
0
1
One-Dimensional
Binary Line Code
Two-Dimensional
Binary Line Code
00
11 01
10
x
y
Amplitudo
T/2 T/2
Signal X
Amplitudo
T/2 T/2
Signal Y
Sebagai contoh, dengan pembelahan sebuah line code ke dalam dua buah sinyal atau dimensi,
empat nilai dapat dibuat. Gbr. 1 dapat memberikan gambaran lebih jelas tentang "one-dimensional"
binary line code dan "two-dimensional" binary line code dengan sumbu x menunjukkan level amplitudo
sinyal satu dan nilai-nilai dalam sumbu y untuk sinyal yang lain.
Gbr. 1 Peningkatan Bandwidth dengan menggunakan Line Encoding
Agar dapat membedakan antara dua buah sinyal, maka salah satu sinyal dibedakan fasanya 90o
terhadap yang lain. Gbr. 2 menjelaskan hal tersebut.
Gbr. 2 Dua buah sinyal yang berbeda 90o
Sebelum ditransmisikan, dua buah sinyal (x dan y) dijumlahkan. Pada penerima, sinyal akan
dipisah kembali ke dalam bentuk semula yang menghasilkan nilai-nilai pasangan amplitudo, dan
kemudian dipetakan ke dalam sekumpulan bit-bit.
CAP (Carrierless Amplitude Phase Modulation)
Carrierless Amplitude Phase Modulation menggunakan kedua-duanya multilevel amplitude
modulation (sebagai contoh multiple voltage levels per pulse) dan phase modulation (dua phase per
pulse). Gbr.3 dibawah menunjukkan bagaimana CAP merupakan pengembangan dari two-dimensional
binary line code.
y
y
x x
Bit Mapping Constellation
for 64-CAP
(a Two-Dimensional,
Multilevel Line Code)
Bit Mapping Constellation
for a Two-Dimensional,
Binary Line Code
Y-Axis
CAP
Tw o W ire
Tw is te d P a ir
Am p litu d e
Spectra
Frequency (K hz)
E xisting
Telephone
S ervice
Dup le x
Transm ission
and C on trol Channe l S implex
T ra nsm iss ion
Co n trol C ha n n e l
4 K hz
f1
(low )
f2
(hig h )
f1
(hig h )
f2
(low )
Gbr.3 Bit Mapping untuk Two-Dimensional Binary Line Code dan 64-CAP
Saat ini, transceiver CAP dapat menggunakan bit mapping mencapai sampai 256 nilai yang menghasilkan
8 bit per Hz.
Penggunaan CAP pada Spektrum Frekuensi
Dalam sistem CAP, hanya ada dua buah channel di atas 4 KHz yang digunakan pada POTS; duplex
untuk upstream channel (jalur transmisi dari pelanggan ke jaringan) dan simplex untuk downstream
channel (jalur transmisi dari jaringan ke pelanggan). Teknik pemisahan ini menggunakan FDM
(Frequency Division Multiplexing).
CAP menggunakan Reed Soloman forward error correction (FEC) agar transmisi berlangsung handal
terhadap gangguan impulse noise, background noise, dan crosstalk. Reed Soloman mengecek error dalam
satuan blok-blok bit, jika ada satu saja bit dalam suatu blok maka blok tersebut akan ditransmisikan
ulang. Algoritma pengecekan error ini efektif diterapkan dalam kondisi error tinggi.
Gbr. 4 Upstream dan Downstream Channel di dalam sistem CAP
Y-Axis
X-Axis
DMT
Two Wire
Twisted Pair
Amplitude
Spectra
Frequency (Khz)
Bandwidth yang
digunakan Telepone
4 Khz 4 Khz Interval
1 Mhz
256 Sub-Channels
DMT (Discrete Multitone)
DMT adalah pola multilevel encoding yang menggunakan modulasi amplitudo. DMT mengkodekan
hingga 60.000 bit dalam sub-sub channel 4 KHz. Gbr. 6 di bawah menunjukkan kondisi bandwidth pada
DMT.
Gbr. 5 Penggunaan Spektrum Frekuensi Single Twisted Pair pada sistem DMT
Pada level bawah sistem DMT dapat dianalogikan dengan 256 mini modem yang beroperasi secara
simultan. Kesulitan umum pada DMT seperti ratio peak-to-average yang tinggi, konsumsi power yang
besar, disipasi panas yang tinggi dan lain-lain dalam memanage 256 mini modem.
Performansi
.. Throughput
Berikut perbandingan antara chipset dari CAP dan DMT pada pengujian jarak 12.000 kaki
dengan 24 AWG (American Wire Gauge)(.5 mm). Semua chipset didesain untuk aplikasi ADSL.
Tabel 5.1 Perbedaan antara CAP dan DMT
Generasi Chipset CAP DMT
Chipset Available in
Volume
Downstream : 6 Mbps
Upstream : 640 Kbps
Not available in volume
Chipsets in Field Trials Downstream : 7 Mbps
Upstream : 1 Mbps
Downstream : 2 Mbps
Upstream : 330 Kbps
Chipsets Announced Downstream : 12 Mbps
Upstream : 1 Mbps
Downstream : 8 Mbps
Upstream : 384 Kbps
Sejauh ini keuntungan CAP lebih unggul dibandingkan dengan DMT.
.. Reach
Menurut laporan dari CAP Modulation : The Superior Solution for DSL Applications by
Paradyne, DMT transceiver mampu mempertahankan 6 Mbps down / 640 kbps sampai jarak 12.000 kaki
(3,7 km) dengan 24 AWG (.5mm) wire. CAP transceiver pada rate yang sama mampu mencapai jarak
lebih jauh 14.000 kaki (4 km) dengan 24 AWG wire.
.. Latency
Latency adalah delay dari hasil proses dan caching disebabkan oleh networking device. Latency
diukur dari waktu antara saat penerimaan bit pertama dengan transmisi bit terakhir dari sebuah frame,
cell, atau packet. Secara umum, latency menimbulkan masalah pada real-time, delay-sensitive application
seperti voice dan video conferencing.
Sistem DMT memiliki latency lebih besar dibandingkan dengan sistem CAP karena sistem DMT
mengandalkan lebih jauh Reed-Soloman Forward-Error-Correction agar diperoleh transmisi yang
handal. Makin besar pengandalan terhadap Reed-Soloman berarti makin seringnya terjadi retransmisi
sejumlah blok-blok bit sehingga meningkatkan latency.
Modem DSL berbasis DMT mempunyai latency 20 sampai 50 ms, sedangkan pada modem DSL
berbasis CAP antara 8 sampai 15 ms. Maka CAP merupakan solusi untuk aplikasi multimedia real-time.
.. Rate Adaptability
Sistem DSL dapat menset secara automatis kecepatan transfer data bergantung dari kualitas
kabel. Perubahan-perubahan ini diakibatkan karena degradasi line, kualitas yang buruk dari wire pair,
berbagai sumber noise atau sejumlah faktor-faktor lain yang memberikan pengaruh terhadap pelayanan
komunikasi data. Baik DMT maupun CAP, keduanya mendukung rate adaptive.
.. Impulse Noise
Ketika dibandingkan sistem CAP dan DMT tanpa Reed-Soloman error correction, sistem
receiver DMT akan mempunyai error yang lebih tinggi karena ada impulse noise ideal daripada receiver
CAP.
.. Heat Dissipation
Karena transceiver DMT lebih banyak mengandung proses, maka terjadi disipasi panas 50 %
lebih tinggi dari transceiver CAP.
Konfigurasi ADSL
Konfigurasi ADSL ini dibentuk dengan menggunakan DSLAM (Digital Subscriber Line Access
Multiplexer) yang diletakkan di sentral-sentral telepon dan RTU (Remote Termination Unit) sebagai
modem ADSL pada pelanggan.
Port Splitter yang digunakan pada pelanggan maupun pada sentral-sentral telepon dimaksudkan
untuk memisahkan voice dengan data. Terlihat bahwa saluran telepon dari pelanggan ke sentral-sentral
telepon digunakan untuk transmisi voice dan juga data. Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa
teknologi DSL (Digital Subscriber Line) memanfaatkan bandwidth tersisa dari bandwitdh yang
digunakan pada komunikasi voice. Kabel telepon tersebut memiliki bandwidth 1 MHz, dan voice telepon
hanya menggunakan 4 KHz saja sehingga tidak saling mengganggu.
DSLAM
PSTN
Copper 2 wire
Data Network
Port Splitter
Internet
Service
Provider
Ethernet
Modem ADSL
Telephone
Ethernet
Port
Splitter
Pelanggan
Ethernet
Modem ADSL
Telephone
Ethernet
Port
Splitter
Pelanggan
Sentral Telepon
Gbr. 6 Konfigurasi ADSL
Konfigurasi ini berbeda dengan yang digunakan pada modem konvensional. Modem
konvensional hanya memanfaatkan bandwidth yang digunakan pada voice telepon sebesar 4 KHz
sehingga tidak perlu merubah sistem jaringan telepon. Namun pada sistem ADSL, karena menggunakan
bandwidth kerja yang berbeda maka diperlukan adanya pemisahan untuk memproses data dan voice. Hal
ini diperlukan adanya sedikit perubahan pada sistem jaringan telepon yang ada terutama dalam sentralsentral
telepon yaitu dengan penambahan Port Splitter tersebut dan Router serta hubungan dengan Data
Network yang dapat menggunakan Frame Relay atau ATM.
Kesimpulan
Karena sistem ADSL memerlukan adanya pemisahan antara pengolahan data dengan
voice pada pelanggan maupun pada Sentral Telepon Otomat. Karena itu diperlukan adanya
perubahan sistem-sistem STO yang ada, yaitu dengan penambahan sebuah perangkat DSL, Port
Splitter, Router dan hubungan ke Data Network.
Walaupun kecepatan transfer data dari pelanggan ke STO dapat bermega-mega bps
namun kecepatan akses di dalam Data Network yang ditawarkan ISP (terutama link ke Internet)
kecil dan ditambah pelanggan yang kian bertambah, maka kecepatan modem telepon dari DSL
ini tidak banyak berarti.
Referensi :
1. CAP Modulation : The Superior Solution for DSL Applications by Paradyne
2. KOMPAS : Mengenal Teknologi ADSL