Coding VDSL VERY HIGH DATA RATE DIGITAL SUBSCRIBER LINE VDSL

Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009. 1. Modulasi Carrierless Amplitude Phase CAP CAP adalah teknik modulasi yang mirip dengan Quadrature Amplitude Modulation QAM, tetapi mempunyai perbedaan penting, yaitu sinyal carrier dikurangi. CAP menggunakan data yang masuk untuk memodulasikan sebuah carrier yang kemudian ditransmisikan melalui kabel yang panjang. Karena carrier tidak mempunyai isi informasi sehingga dapat dikompres sebelum ditransmisikan serta dikembangkan kembali di bagian penerima. Hal ini disebut carrierless. 2. Modulasi Discrete Multitone DMT DMT merupakan kombinasi dari QAM dan FDM Frequency Division Multiplex. Beberapa bandwidth yang tersedia dibagi ke dalam sub-kanal 4 KHZ. DMT bekerja dengan mendistribusikan data yang masuk melalui sejumlah individu carrier- carrier kecil menjadi sejumlah sub-kanal. Karena kesuksesan beberapa perusahaan jasa telekomunikasi yang menggunakan metode modulasi DMT daripada CAP, mendorong disepakatinya standar penggunaan modulasi DSL oleh American National Standard Institute ANSI pada tahun 1995.

b. Coding

Ada dua jenis metode pengkodean kanal digunakan untuk DSL adalah block code dan convolutional code. Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009. 1. Block Code Merupakan salah satu kode yang bersifat forward error correction FEC yang mampu untuk mendeteksi dan mengkoreksi error tanpa meminta proses transmisi ulang. Reed-Solomon Code merupakan salah satu teknik block code yang sudah dikenal. Reed-Solomon Code merupakan jenis kode nonbiner yang mampu mengkoreksi error yang muncul secara acak dan tak terduga. 2. Convolutional Code Merupakan jenis kode yang memiliki perbedaan mendasar dari block code dimana urutan bit informasi tidak dikelompokkan dalam blok-blok yang berbeda sebelum dikodekan. Proses yang terjadi adalah bit informasi sebagai masukan secara kontinu yang dimapping kedalam urutan bit output encoder. Salah satu teknik convolutional code yang sering dipakai adalah Algoritma Viterbi

c. Batas

Pengembang layanan DSL mengakui kerusakan-kerusakan perangkat berdasarkan banyaknya kasus yang terjadi. Untuk menjamin pelayanan, ada data dan error yang diatur dalam mengantisipasi crosstalk dan tingkat noise yang bertambah oleh batas. Untuk itu toleransi dari bit error rate BER mempunyai batas 10 -12 untuk video dengan kualitas tinggi dan 10 -4 untuk transmisi data[1]. Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009.

2.2.2 Metode Duplexing

Metode duplexing merupakan metode hubungan yang digunakan agar pengirim dan penerima dapat berkomunikasi satu sama lain. Metode duplexing yang digunakan pada DSL yaitu full duplex dimana pengiriman data dilakukan dalam dua arah pada waktu yang sama. Adapun efisiensi yang diperoleh dari metode duplexing yaitu sebagai berikut : Efisiensi dari duplexing adalah : kapasitas up down total data + = ε 2.1 Dengan transmisi full duplex ada 3 macam cara yang biasa digunakan yaitu : 1. Echo Cancelling EC EC digunakan untuk menghilangkan pembiasan dari pengiriman sinyal lokal dan mentransmisikan ke banyak tujuan secara simultan dengan menggunakan lebar pita pada DSL. 2. Frequency Division Duplexing FDD FDD memiliki efisiensi data tergantung dari variasi SNR pada bandwidth. Uplink dan downlink sub-band dipisahkan oleh frekuensi, sehingga FDD lebih efisien dalam hal trafik simetris. Keuntungan lain adalah membuat lebih mudah dan efisien dalam pengalokasian radio karena base station dalam berkomunikasi tidak mendengarkan yang lain selama pengiriman dan penerimaannya berada pada sub-band yang berbeda dan oleh karena itu tidak akan menggangu yang lainya. Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009. 3. Time Division Dulpexing TDD TDD merupakan aplikasi dari TDM teknik sinkronisasi untuk mengatur alur transmisi dimana terdapat dua atau lebih saluran yang sama yang diperoleh dari spektrum frekuensi yang diberikan untuk memisahkan sinyal. Desain dan sistemnya lebih mudah dan tidak tergantung oleh filter.

2.3 Teknologi Akses Data Berkecepatan Tinggi

Saluran telepon merupakan teknologi untuk transmisi data berkecepatan tinggi yang diinginkan untuk konsumen. Medianya berua jalur telepon, kabel koaksial, serat optik dan wireless. Tentunya tidak semua media transmisi mampu melayani semua aplikasi pengiriman dan penerimaan secara sempurna. Oleh karena itu dapat dilihat kelebihan dan kekurangan dari masing-masing media transmisi itu.

2.3.1 Jalur telepon Loop telephone

Jalur telepon merupakan layanan tertinggi dikarenakan secara populasi, pengguna terbanyak menggunakan media ini, oleh sebab itu DSL sangat potensial digunakan pada media ini. Walau begitu, 5-10 dari total jalur telepon tidak mampu menyediakan layanan DSL dikarenakan panjang jarak, kemampuan beban coil atau jumlah dari bridge tap pada media ini. DSL juga dapat terganggu akibat noise dan interferensi pada jalur dan efisiensinya sangat buruk. Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009.

2.3.2 Kabel koaksial

Jaringan kabel koaksial dirancang untuk sistem pengiriman video broadcast. Tetapi rancangannya juga ditingkatkan dan dapat digunakan untuk layanan interaktif lainnya seperti suara dan data. Kekurangan dari jaringan kabel koaksial adalah kebanyakan digunakan untuk pelanggan residensial tetapi sangat sedikit untuk bisnis, sehingga penggunanya terbatas.

2.3.3 Serat optik

Serat optik sangat baik untuk jarak dan bandwidth sehingga dapat mengirim laju bit yang besar dengan jarak yang jauh. Tetapi, nilai ekonomis dan instalasinya yang harus dalam skala yang luas, sehingga kebanyakan digunakan untuk bisnis – bisnis besar dan pada area residensial. Penggunaan jaringan optik masih jarang jika penggunaannya radius ratusan meter, dan umumnya digunakan teknologi tembaga untuk DSL seperti kabel koaksial atau ethernet.

2.3.4 Wireless

Akses wireless memungkinkan fleksibilitas pengguna dalam hal lokasi. Wireless juga lebih baik ketika digunakan pada area gedung. Walaupun begitu akses wireless terbatas oleh spektrum bandwidth radio dan area penempatannya. Hubungan wireless secara substansi dapat terganggu oleh noise. Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009.

2.4 Jenis – Jenis DSL DSL umumnya menggunakan sambungan telepon biasa untuk mengirim

sinyal-sinyal digital berkecepatan tinggi selain media-media transmisi lainnya. Awal perkembangan DSL, 144 kbps basic rate ISDN Integrated Service Digital Network digunakan pada layanan ISDN tahun 1986 dan kemudian disetujui menjadi mode paket ISDN DSL IDSL[1]. Karena keterbatasan ISDN DSL maka pada tahun 1992 muncul HDSL dengan mode transmisi simetrik dan asimetrik. Untuk simetrik disebut SDSL 1998 dan untuk asimetrik disebut ADSL 1995. Karena ADSL dianggap dianggap tidak dapat bersaing dengan HFC maka muncul VDSL yang merupakan pengembangan DSL yang memiliki laju bit yang besar. Gambar 2.1 memperlihatkan evolusi dari teknologi yang berkembang dari 144 kbps jalur suara pada tahun 1970 hingga 55 Mbps VDSL Very-High DSL. Gambar 2.1 Evolusi Teknologi DSL Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009. Pada DSL, terdapat berbagai jenis DSL diantaranya Asymmetric DSL ADSL, High-Speed DSL HDSL, Single-Line DSL SDSL dan Very-High DSL VDSL. Tabel 2.1 berikut ini menunjukkan jenis dari DSL Tabel 2.1 Jenis Digital Subcriber Line DSL No Jenis DSL Upstream Bandwidth Downstream Bandwidth Jarak ft m 1 ADSL 16-640 Kbps 1.5-9 Mbps 18,000 5,500 2 HDSL 1.544 Mbps 1.544 Mbps 12,000 4,000 3 IDSL 144 Kbps 144 Kbps 18,000 5,500 4 SDSL 1.544 Mbps 1.544 Mbps 12,000 4,000 5 VDSL 1.5-4 Mbps 15-55 Mbps 1,000-4,500 330- 1500 Semua istilah-istilah ini dikenal juga dengan sebutan xDSL atau juga keluarga DSL. Perkembangannya diawali pada tahun 1986 ketika ISDN menjadi pilhan utama dalam mentransmisikan data-data untuk modem. Seiring perkembangan pemrosesan sinyal yang begitu pesat, maka muncul HDSL di tahun 1992. Bentuk pentransmisian HDSL kemudian terbagi atas yang simetris dan tidak simetris. Untuk yang tidak simetris yaitu ADSL tahun 1995 dan SDSL tahun 1998. Pada awal tahun 2000, muncul VDSL, yang merupakan pengembangan DSL yang memiliki laju bit yang besar.

2.4.1 ADSL

Teknologinya secara mendasar cocok untuk mengakses internet karena dibuat untuk memberikan lebih banyak bandwidth untuk aliran ke bawah downstream, yakni dari sentral ke pelanggan daripada sebaliknya upstream, dari pelanggan ke sentral. Laju downstream berkisar dari 1.5 Mbps sampai 9 Mbps, sementara Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009. upstream dari 16 kbps sampai 640 kbps. Transmisi ADSL bekerja sampai jarak 18000 kaki 5.48 km pada sepasang kawat tembaga berpilin twisted pair.

2.4.2 VDSL

VDSL bersifat asimetrik. Rentang operasinya terbatas pada 1000-4500 kaki 304 m - 1.37 km, tetapi VDSL dapat menangani lebar pita rata-rata 15 Mbps sampai 55 Mbps untuk downstream dan 1.5 Mbps sampai 4 Mbps untuk upstream melalui sepasang kawat tembaga berpilin sesuai standard ITU-T G.993.1. Lebar pita yang tersisa memungkinkan perusahaan telekomunikasi memberikan program layanan HDTV High-Definition Television dengan menggunakan teknologi VDSL.

2.4.3 HDSL

Tidak seperti ADSL, HDSL ini bersifat simetrik. Teknologi ini dapat memberikan lebar pita 1.544 Mbps di setiap jalurnya pada dua pasang kawat tembaga berpilin. Pada kenyataannya, karena kecepatan HDSL sesuai dengan saluran T1 sehingga dapat dipakai untuk menyediakan layanan T1. Rentang operasi HDSL lebih terbatas daripada ADSL untuk diatas 12000 kaki 3.65 km harus disediakan penguat sinyal repeater untuk memperpanjang jarak layanannya. Karena HDSL membutuhkan dua pasang saluran, maka digunakan terutama untuk koneksi – koneksi jaringan PBX Private Branch Exchange, antar sentral, server – server internet dan jaringan data pribadi. Transmisi komunikasi melalui HDSL dapat diterapkan pada akses primer ISDN. Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009.

2.4.4 SDSL

SDSL sama dengan HDSL dalam hal bandwidth yang diberikan, 1.544 Mbps baik untuk downstream maupun upstream, tetapi penggunannya pada sepasang kawat tembaga berpilin. Penggunaan sepasang kawat saluran ini membatasi rentang operasi SDSL. Dalam praktek, 10000 kaki 3 km merupakan batas aplikasi SDSL. Celah-celah aplikasinya adalah seperti pada residential video converencing atau akses LAN Local Area Network jarak jauh.

2.5 VDSL

Teknologi VDSL adalah suatu teknologi modem. VDSL merupakan salah satu jenis DSL dengan pentransferan data berkecepatan tinggi. Penelitian tentang cara pentransferan data berkecepatan tinggi dengan menggunakan saluran telepon sudah lama dilakukan oleh para ahli, sedangkan penelitian teknologi VDSL sendiri pertama kali diperkenalkan pada tahun 1991 oleh perusahaan Bellcore-Stanford dengan laju data 10 Mbps untuk simetrik dan asimetrik pada saluran yang lebih pendek. VDSL pertama kali distandarisasi oleh American T1E1 dari perusahaan Amati Communications dan ETSI dari British Telecom sebagai fungsi uji coba ADSL pertama di Inggris. Kemudian pada tahun 1994 dan 1995 ADSL dianggap tidak dapat mensupport layanan video, data dan suara yang diperlukan untuk bersaing dengan HFC. VDSL diusulkan oleh pendukung ADSL sebagai tingkat lanjut dari ADSL. Dengan memanfaatkan jaringan yang ada VDSL dianggap lebih hemat dengan kenyaman dan keamanan yang jauh lebih baik. Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009. VDSL sebelumnya disebut sebagai VADSL karena pada awalnya, VDSL hanya dapat mengirimkan data digital secara asimetrik seperti ADSL, tetapi dengan kapasitas yang lebih tinggi dari ADSL dan panjang saluran yang lebih pendek dengan kecepatan downstream yang bisa mencapai 55 Mbps. Untuk keperluan upstream, kapasitas tersedia antara 1,5 Mbps hingga 4 Mbps. Istilah VADSL banyak ditentang, terutama oleh American T1E1.4, karena menunjukkan sesuatu yang selalu tidak simetrik dan tentunya VDSL tidak akan menggunakan transmisi simetrik tetapi asimetrik sehingga tidak perlu membaginya dalam dua nama, sehingga nama VADSL lebih dikenal dan digunakan sampai sekarang. Dalam beberapa hal VDSL lebih sederhana dibandingkan ADSL. Saluran transmisi yang lebih pendek pada VDSL menyebabkan hambatan-hambatan pada saluran yang mungkin terjadi pada saluran yang lebih panjang menjadi dapat ditekan. Oleh karena itu, teknologi transceiver-nya dapat menjadi lebih sederhana dan kapasitasnya akan 10 kali lebih tinggi. VDSL merupakan sasaran dari arsitektur jaringan ATM. VDSL memungkinkan terminasi jaringan pasif dan dapat digunakan pada lebih dari satu modem VDSL untuk digunakan pada saluran pelanggan, sama halnya dengan sistem telepon analog biasa POTS. Sepasang modem VTU-C VTU-R untuk menyalurkan data kecepatan tinggi atau untuk mentransmisikan signal digital dengan menggunakan media transmisi berupa kabel tembaga. VDSL menyediakan bandwidth secara dedicated no-share bandwidth. VDSL membagi bandwidth menjadi 2 bagian yaitu band frekuensi rendah 0-4 KHz untuk suara POTS dan band frekuensi tinggi 300 KHz-12 MHz untuk data. VDSL juga diistilahkan dengan BDSL Broadband DSL karena dapat mendukung layanan- Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009. layanan komunikasi broadband. Dengan kecepatan transmisi data 15 Mbps-55 Mbps arah bawah downstream dan 1,5 Mbps-4 Mbps arah atas upstream. Jarak yang dapat ditempuh teknologi ini cukup pendek sekitar 300 meter sampai 1500 meter, menggunakan twisted pair copper wire, teknologi modem VDSL sebagai suatu langkah maju teknologi x-DSL setelah pengembangan teknologi ADSL. Pengiriman dilakukan dengan beberapa tahap yaitu Modem memodulasi dan mengkodekan encode data digital dari PC komputer dan kemudian digabungkan dengan sinyal telepon untuk dikirimkan ke sentral. Pada sentral, sinyal telepon dipisahkan dari sinyal digital VDSL untuk kemudian dimodulasikan dan dikodekan. Melalui jaringan komunikasi, data sinyal ini dikirimkan ke pihak yang dituju, seperti ISP Internet Service Provider.Transmisi data yang digunakan ini tergantung dari penyelenggara jasa VDSL, umumnya ATM Asynchronous Transfer Mode. Sinyal digital dari ISP dikodekan menjadi sinyal VDSL di sentral. Kemudian modem menggabungkannya dengan sinyal telepon di Main Distribution Frame MDF sebelum dikirimkan ke pelanggan, perangkat pemisah splitter memisahkan sinyal telepon dari sinyal digital. Sinyal digital didemodulasi dan di-decode, kemudian dikirimkan ke PC. Konfigurasi VDSL dapat dilihat pada Gambar 2.2[1]. Gambar 2.2 Konfigurasi VDSL POTS Sentral PSTN ONU VDSLAM Fiber Optik 2-wire 0 1 0 1 1 ISP VDSLAM VDSL Data Splitter internet Dewi Permata Sari : Analisis Kinerja Modulasi Discrete Multitone DMT Pada Jaringan Very High Data Rate Digital Subscriber Line VDSL, 2009. Konfigurasi VDSL terdiri atas 2 komponen utama, yaitu perangkat VDSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer di sisi operator telekomunikasi dan modem VDSL di sisi pelanggan. VDSLAM ditempatkan di sentral telepon. Perangkat VDSLAM biasanya berukuran besar dan dilengkapi POTS Plain Old Telephone Service spliter yang digunakan untuk memisahkan antara suara dan data.

2.6 Struktur Modem VDSL