ANALISA PERFORMANSI TEKNIK MODULASI PADA LAYER PMD (PHYSICAL MEDIUM DEPENDENT) DALAM SISTEM VDSL (VERY HIGH BIT RATE DIGITAL SUBSCRIBER LINE)

(1)

ANALISA PERFORMANSI TEKNIK MODULASI PADA LAYER PMD (PHYSICAL MEDIUM DEPENDENT) DALAM SISTEM VDSL (VERY HIGH BIT RATE DIGITAL

SUBSCRIBER LINE)

Teguh Rismanto¹, Dharu Arseno², Ida Wahidah³

¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

Abstrak

VDSL merupakan varian terbaru dari keluarga xDSL yang mampu memberikan layanan data berkecepatan tinggi. VDSL menggunakan frekuensi lebih sampai 12 MHz untuk mencapai bit rate sampai 52 Mbps. Namun jangkauan maksimumnya terbatas sekitar 1,5 km. Kehandalan dalam penyediaan data dengan rate tinggi didukung oleh adanya teknik modulasi pada layer PMD (Physical Medium Dependent). Sistem modulasi yang diterapkan pada layer ini terdiri atas SCM (Single Carrier Modulation) dan MCM (Multi-carrier Modulation).

SCM yang biasa dipakai adalah teknik modulasi QAM (Quadrature Amplitude Modulation) dan untuk MCM biasa diterapkan teknik modulasi DMT (Discrete Multi-tone). Kanal yang biasa dilewati berupa kabel twisted pair dimana sangat rentan terhadap redaman kabel dan noise crosstalk seperti NEXT (Near End Crosstalk). Kedua teknik modulasi tersebut akan dilihat kinerjanya terhadap perilaku kanal dengan mengambil panjang kabel 1500 meter dan faktor pengganggu pada NEXT mencapai 49 pair.

Hasil simulasi telah didapatkan bahwa sistem MCM dapat bekerja lebih baik dibandingkan SCM.

Selain itu noise NEXT dikondisikan meningkat terhadap jumlah peginterferensi. Hal ini mengakibatkan pada jumlah penginterferensi maksimum sistem SCM mulai terjadi error pada jarak 900 meter sedangkan MCM terjadi error pada jarak 1100 meter. Sehingga sistem MCM jauh lebih tahan terhadap error khususnya NEXT.

Kata Kunci : QAM (Quadrature Amplitude Modulation), DMT (Discrete Multitone),

Abstract

VDSL (Very high bit rate Digital Subscriber Line) is the new variant of technology DSL (Digital Subscriber Line) which offer high rate of data services. VDSL apply frequency up to 12 MHz for achive bit rate up to 52 Mbps. But, range of services is limited about 1,5 km. System relliability which applied to support high data rate consider modulation technique on PMD (Physical Medium Dependent) layer of VDSL system. Modulation technique that applied are SCM (Single Carrier Modulation) and MCM (Multi-carrier Modulation).

SCM that applied generaly is QAM (Quadrature Amplitude Modulation) modulation technique, on other hand, MCM use DMT (Discrete Multi-tone) modulation technique. Transmission channel that commonly used is twisted pair cable which is depend on cable loss and crosstalk noise like NEXT (Near End Crosstalk). Both of modulation techniques performance will be analyzed on channel condition which have 1500 meters long and distruber of NEXT up to 49 pairs.

Based on simulation results, the MCM system is able to give a good performance than SCM system. Beside that, the NEXT noise are conditioned to be increase with a number of distruber. At the maximum number of NEXT interference can cause error to SCM system on 900 meters long and MCM system on 1100 meters long. So the conclusion give the MCM system is more robust against error, especially NEXT.

Keywords : QAM (Quadrature Amplitude Modulation), DMT (Discrete

(2)

Analisa Performansi Teknik Modulasi pada Layer PMD dalam Sistem VDSL

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

VDSL merupakan varian terbaru dari keluarga xDSL yang mampu memberikan layanan data berkecepatan tinggi. VDSL dapat menggunakan frekuensi lebih dari 10 MHz untuk mencapai bit rate sampai 52 Mbps. Sehingga sering diterapkan sebagai pengganti FTTH untuk menanggapi permintaan pelanggan akan kecepatan data yang terus meningkat karena biaya efektif dari penyediaan jaringan fiber untuk jarak yang cukup jauh masih menjadi kendala.

Sehingga jaringan fiber biasanya dipakai untuk menghubungkan CO (Central Office) menuju ke Optical Network Unit (ONU), kemudian didistribusikan melalui infrastruktur jaringan kabel tembaga yang sudah ada menggunakan teknologi VDSL. Konfigurasi ini dinamakan Fiber to The Cabinet (FTTCab).

Gambar 1.1 Infrastruktur jaringan VDSL

Teknik modulasi yang umumnya dipakai pada layer PMD (Physical Medium Depend) adalah SCM (Single Carrier Modulation) berupa QAM (Quadrature Amplitude Modulation) dan MCM (Multi-carrier Modulation)

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

(3)

berupa DMT (Discrete Multi-tone). Modulasi QAM merupakan teknik modulasi yang diterapkan pada HDSL yang memiliki sifat transmisinya simetrik. Kemudian DMT telah dipergunakan oleh ADSL yang transmisi datanya bersifat asimetrik.

Kedua teknik modulasi tersebut telah direkomendasikan untuk mampu memberikan layanan VDSL secara optimum dimana nantinya dilihat kinerjanya melalui tingkat BER terhadap noise.

1.2 TUJUAN PENELITIAN

Adapun tujuan dari penelitian dan pengembangan Tugas Akhir ini adalah membandingkan penggunaan teknik modulasi SCM dan MCM mengunakan parameter-parameter berupa BER terhadap jarak dan ketahanan terhadap noise.

Hal tersebut nantinya untuk dianalisa dan simpulkan teknik mana yang paling efisien dan optimum dalam penggunaanya. Bahkan memungkinkan adanya kombinasi antara keduanya untuk mendapatkan tingkat performansi yang lebih bagus.

1.3 RUMUSAN MASALAH

Permasalahan yang dijadikan obyek penelitian dan pembahasan pada tugas akhir ini adalah melakukan perbandingan performansi dari teknik modulasi MCM dan SCM pada jaringan VDSL. Untuk itu pembahasan dalam Tugas Akhir ini akan mempertimbangkan beberapa komponen, yaitu :

1. Bagaimana memodelkan kanal saluran telepon yang sesuai untuk layanan data berkecepatan tinggi lengkap dengan sumber noise ?

2. Bagaimana memodelkan transmitter dan receiver VDSL dengan mempergunakan teknik modulasi MCM dan SCM ?

3. Bagaimana mensimulasikan model teknik modulasi MCM dan SCM dengan parameter yang telah ditentukan ?

4. Apa yang dapat disimpulkan dari analisa hasil simulasi kedua teknik modulasi

tersebut dengan mempertimbangkan performansi kedua teknik tersebut ?

(4)

3 1.4 BATASAN MASALAH

Dalam tugas akhir ini, penelitian dilakukan dengan beberapa pembatasan yaitu:

1. Sinkronisasi diasumsikan sempurna.

2. Simulasi dilakukan pada level baseband.

3. Teknik modulasi yang diperbandingkan hanya DMT sebagai MCM dan QAM sebagai SCM.

4. Standar VDSL yang digunakan mengacu pada Standar ETSI (European Telecommunications Standarts Institute) dan ANSI (American National Standars Institute).

5. Bridge Taps yang ada pada saluran telepon diabaikan artinya tidak ada saluran terminasi.

6. Pemodelan kanal memperhitungkan Additive White Gaussian Noise (AWGN).

7. Noise Crosstalk yang dipakai adalah NEXT, dengan pemodelan kanalnya berupa kabel twisted pair dengan 26 gauge dan 50 pair dalam 1 binder.

8. Hasil yang akan dianalisa ialah BER terhadap Eb/No, BER terhadap perubahan jarak.

9. RFI (Radio Frekuensi Interference) tidak diaplikasikan karena pada simulasi tidak dipergunakan adaptive equalizer.

1.5 METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian Tugas Akhir ini meliputi:

1. Studi literatur

Merupakan kegiatan pembelajaran materi melalui sumber pustaka yang berkaitan dengan penelitian, baik berupa buku, artikel maupun jurnal ilmiah.

2. Perancangan model sistem

Pada perancangan ini menggunakan pemodelan teknik modulasi QAM dan DMT, dimana dari kedua sistem itu diberikan sinyal inputan hasil generate secara random. Simulasi ini menggunakan bahasa pemograman Matlab 7.

(5)

3. Perbandingan

Keluaran sistem dari hasil simulasi tersebut diamati dan diperbandingkan terhadap suatu parameter yang telah ditentukan sebelumnya. Kemudian dilakukan kalkulasi agar diperoleh data akurasi model yang berguna untuk kegiatan analisa model sistem yang telah dirancang.

4. Analisa hasil perbandingan

Menganalisa hasil kalkulasi dengan berbagai aspek tinjauan dengan berbagai pendekatan terhadap suatu parameter yang telah ditentukan.

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

Tugas Akhir ini disusun dengan sistematika pembahasan sebagai berikut : BAB I Pendahuluan

Berisi latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II Dasar Teori

Menjelaskan teori-teori yang mendukung penelitian tugas akhir ini seperti: kinerja sistem modulasi MCM dan SCM, kanal kabel tembaga, dan sumber noise.

BAB III Perancangan Sistem dan Simulasi

Bab ini berisikan pemodelan sistem berupa blck diagram dari teknik modulasi MCM dan SCM yang akan digunakan untuk melakukan simulasi.

BAB IV Analisa Hasil Simulasi

Berisi analisa terhadap hasil yang diperoleh dari tahap perancangan sistem dan simulasi.

BAB V Kesimpulan dan Saran

Berisi kesimpulan dari analisa yang telah dilakukan dan saran

untuk pengembangan lebih lanjut.

(6)

48 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Pada sistem SCM maupun MCM, noise AWGN memberikan hasil performansi yang sama karena noise AWGN ini sendiri tidak dipengaruhi adanya perbedaan penggunaan subcarrier.

2. Perilaku kabel yang meredam dan menggeser phasa sinyal input tidak menunjukan perbedaan kinerja SCM dan MCM. Hal ini disebabkan terdapat penguat sinyal pada sisi penerima yang mengkompensasi besarnya redaman kabel. Serta penggeseran phasa tidak begitu berpengaruh terhadap sinyal terima karena faktor pengalinya cukup kecil sekitar 10

^-5

.

3. Noise Crosstalk berupa NEXT sangat berpengaruh terhadap sinyal terima.

Perbandingan banyaknya sinyal penginterferensi antara 1 dan 49 buah memberikan nilai sebesar 10 dB.

4. Jarak maksimum VDSL sekitar 1500 meter karena pengaruh adanya redaman kabel yang semakin besar akibat penggunaan frekuensi mencapai 12 MHz

5. Sistem MCM lebih tahan terhadap noise NEXT dibandingkan SCM karena pada MCM mengadopsi proses FFT dan penggunaan multicarrier.

6. Pada sistem SCM, noise NEXT mulai berpengaruh pada jarak 900 meter sedangkan pada MCM baru terasa pada jarak 1000 meter. Hal ini disebabkan adanya redaman kabel yang bergantung pada frekuensi. Pada MCM menggunakan beberapa frekuensi carrier sehingga redaman di setiap frekuensi carrier berbeda-beda. Lain halnya SCM yang menggunakan satu frekuensi saja.

7. Pada sistem MCM, penggunaan jumlah subcarrier yang semakin banyak mampu memberikan performansi yang lebih baik karena bandwidth yang dipakai lebih lebar.

(7)

5.2 Saran

Beberapa hal yang dapat dilakukan untuk mengembangkan tugas akhir ini, meliputi:

1. Analisis performansi sistem SCM dan MCM pada level modulasi.

2. Noise Crosstalk yang diterapkan bisa ditambahkan FEXT.

3. Diterapkan juga proses equalizer untuk kedua sistem tersebut.

4. Perilaku kanal kabel dibuat berubah-ubah sehingga pemberian nilai SNR pada setiap frekuensi carrier berbeda-beda. Hal ini untuk memperjelas proses bit loading.

5. Adanya bridge tap dan interferensi frekuensi radio amatir bisa diterapkan

untuk melihat kehandalan sistem.

(8)

xi

DAFTAR PUSTAKA

1. Chen, Walter Y., DSL Simulation Techniques and Standards Development for Digital Subscriber Line Systems, Macmillan Technical Publishing, USA, 1998.

2. ETSI TS 101 270-2 V1.2.1 (2003-07), Technical Specification,

“Transmission and Multiplexing (TM), Access transmission systems on metallic access cables; Very High Speed Digital Subscriber Line (VDSL);

Part 2: Transceiver specification”, Prancis, 2003.

3. B. Saltzberg, “Comparison of Single-Carrier and Multitone Modulation for ADSL Applications”. IEEE Comunications Magazine, Nov.1998.

4. Reesor, Gordon J., 10 Reason to Choose DMT for VDSL Designs, Zarlink Semiconductor, Mei 2002.

5. Haas, Steven., The Choose Wisely Between DMT and QAM, Communication System Design, September 2002.

6. Ouzzif, Meryem, Comparison of QAM-VDSL and DMT-VDSL in an Impulse Noise environment, Stanford University, USA, 2003.

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)