XI. SPEKTRUM FREKUENSI DAN LINE CODE XDSL
51. Teknologi Discrete Wavelet Multitone
Teknologi discrete wavelet multitone (DWMT) meningkatkan kemampuan kapasitas dari kabel telepon dan kabel koaksial, memungkinkan perusahaan telepon dan operator kabel mengantarkan layanan telekomunikasi broadband dua arah melalui jaringan yang telah ada.
51.2. Multicarrier Modulation
Sistem multicarrier menggunakan band transmisi secara efisien dengan membagi band ke dalam ratusan subkanal yang benar-benar independen dan terisolasi secara spektral. Dalam prakteknya, implementasi dari sistem multicarrier menggunkan transformasi digital orthogonal pada blok data, sebuah proses yang disebut subchannelization, yang berusaha untuk mencapai pembagian frekuensi seperti pada gambar dibawah. Dengan menjaga daya sinyal subkanal yang terdapat pada sebuah bandwith yang sempit, tiap subkanal menduduki hanya sebuah bagian kecil dari band transmisi total dan overlap hanya dengan subkanal disebelahnya.
Grafik 5. Subchannelization Ideal
Bila sinyal ditransmisikan melalui kabel tembaga yang panjang (beberapa mil), komponen frekuensi sinyal yang lebih tinggi diredam lebih banyak (puluhan dB) dibanding komponen frekuensi yang lebih rendah (respons kanal pada gambar dibawah.). Interferensi narrowband dari sinyal radio AM atau radio amatir juga mempengaruhi transmisi dengan merusak sinyal pada band tersebut.
Grafik 6. Sistem Multicarrier pada Kabel Tembaga yang Panjang Sistem multicarrier menyediakan:
a. Utilisasi bandwidth yang lebih unggul : Kapasitas transmisi optimal dicapai dengan mencocokkan jumlah bit per subkanal terhadap kualitas kanal (SNR). Kanal pada kabel fiber/coax dan tembaga tipikal, hal ini menyediakan lebih banyak bit per second per Hertz dibanding teknik single carrier, seperti QPSK.
b. Akses bandwidth dinamik : Karena kapasitas transmisi total dibagi ke dalam sejumlah besar subkanal, penyedia layanan mampu memberikan layanan bandwidth sesuai kebutuhan user.
c. Kebal terhadap noise impuls : Simbol data yang panjang yang bersatu pada modulasi multicarrier dapat mentolerir burst pendek noise impuls dengan degradasi terbatas.
Transformasi Fourier digital telah digunakan untuk modulasi multicarrier sejak tahun 1960. Implementasi yang berdasar pada transormasi Fourier dikenal sebagai sistem orthogonal frequency division multiplexed (OFDM) dan discrete
multitone (DMT).
Subchannelization yang dihasilkan dari modulasi OFDM atau DMT dapat dilihat
pada gambar dibawah. Subkanal tersebut tidak terisolasi secara spektral bila dibandingkan dengan subkanal pada gambar dibawah. Mereka terdiri dari
mainlobe (yang overlap dengan subkanal disebelahnya), sebesar sidelobe yang
tersebar sepanjang band frekuensi yang lebar. Sidelobe tersebut menginterferensi mainlobe di seluruh band.
Grafik 7. Subchannelization dengan Transformasi Fourier
Karena itu, walaupun subchannelization menyediakan efisiensi bandwidth yang secara umum lebih baik dibanding sistem single carrier, isolasi subkanalnya buruk. Untuk mengkompensasi hal ini, sitem OFDM dan DMT memerlukan tambahan signalling untuk isolasi subkanal. Hal ini diselesaikan dengan menggunakan waktu penjagaan yang mempunyai efek menurunkan throughput informasi.
51.2. Teknologi DWMT
Teknologi multicarrier yang disebut discrete wavelet multitone (DWMT), menyediakan isolasi subkanal yang lebih unggul dibanding ODFM dan DMT. DWMT menggunakan transformasi wavelet digital advance daripada tranformasi Fourier yang digunakan dalam OFDM dan DMT. Subkanal DWMT mempunyai sidelobe yang benar-benar lebih rendah dibanding sidelobe DMT (bandingkan gambar dengan gambar lainnya) dan lebih mendekati ideal.
Subchannelization ideal akan menggunakan main lobe yang terdiri dari 100%
daya subkanal.
Sidelobe DWMT adalah 45 dB dibawah main lobe dibandingkan sidelobe OFDM dan DMT hanya 13 dB dibawah main lobe, jadi 99,997 persen daya subkanal DWMT terdapat pada main lobe dibandingkan hanya 91 persen daya subkanal OFDM dan DMT yang terdapat dalam main lobe.
Grafik 9. DMT dan DWMT pada Noise Narrowband (Rasio Sinyal terhadap Interferensi untuk Kabel Tembaga dengan Panjang 2000 feet dalam Kehadiran Interferensi Radio
Amatir)
Keunggulan isolasi spektral DWMT memberikan keuntungan berikut:
a. DWMT mempunyai transmisi overhead yang lebih sedikit dibanding OFDM atau DMT. Tidak ada lost guard time antara simbol atau equalisasi domain waktu yang mahal.
b. DWMT mampu memelihara throughput optimum dalam lingkungan noise
narrowband tipikal dari Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL
menyediakan lebih dari 6 Mbps melalui beberapa mil kabel tembaga, VDSL menyediakan 25-51 Mbps melalui beberapa ratus feet.), Very High
Speed Digital Subscriber Line (VDSL), dan Hybrid Fiber Coax (HFC)
dimana sistem OFDM dan DMT dapat sangat merugikan. (gambar 5). c. Pada arsitektur HFC multipoint to point, DWMT memungkinkan alokasi
bandwidth kepada user independen untuk diisolasi dengan sebuah kanal
single guard.
Sama halnya dengan teknik modulasi DMT, DWMT menggunakan teknik modulasi multicarrier dengan transformasi Wavelet untuk membangun dan demodulasi setiap carriernya. Perbedaan dasar terletak pada hasil modulasi, dimana isolasi antar sub-sub kanal DWMT lebih baik dengan memberikan S/N yang lebih besar.
Subkanal DWMT mempunyai sidelobe yang benar-benar lebih rendah dibanding sidelobe DMT dan lebih mendekati ideal. Sidelobe DWMT 45 dB dibawah main lobe dibandingkan sidelobe DMT yang hanya 13 dB dibawah
mainlobe. Atau dengan istilah lain 99,997 persen daya subkanal DWMT
terdapat pada mainlobe dibandingkan dengan daya subkanal DMT yang hanya 91 persen yang terdapat dalam mainlobe.
Grafik 10. Level Daya Subchannelization DMT
Grafik 11. Level Daya Subchannelization DWMT
Teknik modulasi DWMT memberikan beberapa keuntungan berikut:
a. DWMT mempunyai transmisi overhead yang lebih sedikit dibanding DMT atau OFDM dan tidak ada lost guard time antara simbol.
b. DWMT dapat lebih memelihara throughput optimum dalam lingkungan
noise narrowband dibandingkan dengan sistem DMT atau OFDM
(seperti yang dicontohkan dalam gambar.
Tabel 14. Perkembangan Teknologi Modem pada Jarlokat Nama Kecepatan
Data
Mode Aplikasi Keterangan
Voice Modem : - V.22 - V.32 - V.34 1,2 Kbps 9,6 Kbps 28,8 Kbps Duplex Duplex Duplex
Kom. data 1 pair 1 pair 1 pair DSL (Digital
Subscriber Line) s/d 192 Kbps Duplex - Kom. data - ISDN (voice) 2 kanal B (64 Kbps) + 1 kanal D (16 Kbps) + kanal administrasi sinyal HDSL (High-rate Digital Subscriber Line) 1,544 Mbps atau 2,048 Mbps Duplex - T1/E1 - LAN/WAN access - Server access 1, 2 atau 3 pair SDSL (Single Line Digital Subscriber Line) 160 kbps s/d 2,048 Mbps (typical 768 kbps) Duplex Aplikasi HDSL + CPE sistem simetrik 1 pair ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) 1,5 - 9 Mbps 16 - 640 Kbps Downstream Upstream - Internet - VOD - Remote LAN - Interaktif multimedia 1 pair VDSL (Very high-rate Digital Subscriber Line) 13 - 52 Mbps 1,5 - 2,3 Mbps Downstream Upstream Aplikasi ADSL + HDTV 1 pair