Shop at RisTIShop


DAFTAR ISI

Gema Utama

Analisis Teknologi

Artikel Lepas

Indeks


ENGLISH
HALAMAN DEPAN
SEARCH

 

 

 

 

 

ANALISIS TEKNOLOGI

 

Model Gangguan Upstream di Cable Network

Arif Hamdani Gunawan

 

Cable Network yang semula dikonotasikan ke jaringan CabelTV untuk layanan video broadcast dengan media kabel koaksial, saat ini sudah menggunakan jaringan Hybrid Fiber Coaxial (HFC) yang mampu untuk memberikan layanan untuk data dan voice, bahkan juga interaktif video. Provider Cable Network di Amerika dalam lima tahun terakhir ini telah mengembangkan arsitektur HFC sebagai full-service network yang dapat memberikan voice, video dan data. Cable Network pada awal penggunaannya didesain sebagai media satu arah saja (yaitu downstream) untuk layanan yang bersifat broadcast, misalnya layanan video broadcast. Saat ini cable network telah dapat juga didesain sebagai media dua arah (upstream dan downstream) untuk layananan yang bersifat interaktif, misalnya layanan data, voice maupun video on demand.

Tidak seperti layanan broadcast yang hanya menggunakan downstream saja, layanan-layanan interaktif yang menggunakan upstream pada cable network. Hal ini membuat pemodelan gangguan atau noise pada upstream menjadi suatu hal yang sangat penting, karena adanya gangguan pada upstream akan dapat mengakibatkan gangguan pada layanan interaktif. Tulisan ini akan menguraikan mengenai model gangguan yang umum pada upstream di cable network.

IEEE 802.14

IEEE (Institute of Electrical an Electronic Engineers) adalah organisasi standardisasi internasional yang berafiliasi pada ANSI (American National Standard Institute). IEEE 802.14, merupakan salah satu working group resmi di IEEE yang membahas layanan komunikasi digital (via cable modem) di atas cable network. IEEE 802.14 memberikan elemen-elemen fungsional, yaitu:

 

 

 

Penulis

Arif Hamdani Gunawan

Penulis lulusan dari Universitas Kristen Maranatha, jurusan Teknik Elektro dan saat ini bekerja di Divisi RisTI PT TELKOM pada Lab. Jaringan Akses.

Daftar Pustaka

1. Albert Azzan, "High-Speed Cable Modems", Mc Graw Hill, 1997.

2. Arief Hamdani Gunawan, "Context of Signaling of Setup Boxes", APCC 2002.

3. Arief Hamdani Gunawan, "Determination Consideration for DOCSIS Implementation", APCCASS 2002.

4. Arief Hamdani Gunawan, Andrik Abadi Kurniawan, Henky Prasetyo, "Teknologi Kabel Modem", Elektro Indonesia, Nomor 38, Tahun VII, Agustus 2001.

5. Arief Hamdani Gunawan, Yudho Arlianto, "Elemen Perancangan Sistem Kabel Coaxial pada Jaringan HFC", Elektro Indonesia, Nomor 43, Tahun VIII, Juni 2002.

6. Arief Hamdani Gunawan, Yudho Arlianto, "Rekayasa Catu Daya pada Ousideplant di Jaringan HFC", Elektro Indonesia, Nomor 45, Tahun VIII, Oktober 2002.

7. Cisco Systems, "Cable - Introduction to Cisco Cable Routers-DOCSIS (ICCR) v1.0"

8. Cisco Systems, "Cisco Multiservice Broadband Cable Guide", Juni 2002.

9. Cisco Systems, "How to Build DOCSIS Configuration Files For DOCSIS 1.0 Using Cisco DOCSIS CPE Configurator V3.2".

10. Cisco Systems, "Multimedia Traffik Engineering for HFC Network", 1999.

 

 

 

 

  • Cable TV Headend

  • Long haul trunks

  • Amplifier

  • Feeder

  • Drop

 

Konfigurasi tradisional dari elemen tersebut adalah sebagai berikut:

Gambar 1. Topologi Cable Network

Pada IEEE 802.14, diberikan model di physical layer untuk gangguan yang ada pada kanal Cable Network Downstream dan Upstream, yang digambarkan sebagai berikut:

Gambar 2. Model gangguan pada kanal Downstream

 

Gambar 3. Model gangguan pada kanal Upstream

 

Karakteristik Gangguan

Adapun gangguan-gangguan pada kanal upstream tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut;

  • Hum Modulation atau moduasi yang diakibatkan oleh deruman. Hum modulation adalah modulasi amplitudo yang diakibatkan oleh tegangan AC dengan frekuensi 60 Hz oleh power supply. Gambar 4 di bawah ini, menunjukan representasi dari hum modulation.

Gambar 4. Hum Modulation

 

Dari gambar di atas, x(t) adalah sinyal input, y(t) adalah sinyal output, A adalah amplitudo deruman (sebagai contoh, untuk hum modulation sebesar 4 persen, maka A adalah 004), dan m(t) adalah bentuk gelombang dari deruman.

  • Microreflection atau refleksi mikro. Microreflection terjadi akibat adanya perubahan media transmisi yang mengakibatkan adanya energi yang mengalami refleksi (atau pemantulan sinyal). Model dari microreflection adalah filter finite impulse response (FIR). Gambar 5a. di bawah ini menggambarkan operasi filter dan gambar 5b. menggambarkan struktur filer FIR.

Gambar 5. Microreflection: (a) diagram, (b) Struktur dari microreflecction FIR filter

Microreflection biasa terjadi di pemasangan tap-tap pada cable network. Microreeflection yang terjadi di pemasangan tap tersebut menimbulkan microreflection yang terus terakumulasi.

  • Ingress noise yaitu komponen gangguan pada sinyal narrowband radio frequency (RF) yang berasal dari luar sistem. Sinyal gangguan pada RF ini dapat memasuki ke dalam cable network dikarenakan oleh adanya kerusakan pada cable network. Titik kerusakan ini paling sering terjadi pada cable drop dan kesalahan pemasangan konektor. Penyebab ingress noise, seperti yang digambarkan gambar 6, umumnya berasal dari adanya transmisi RF di udara bebas, seperti, radio CB, radio amatir, pesawat terbang,, pemancar internasional short wave (SW), dan juga motor/mesin, peralatan rumah tangga dan mainan elektronik yang memancarkan frekuensi.

Gambar 6. Beberapa sumber ingress noise

Di samping itu faktor lain yang dapat berkontribusi di sini adalah longgarnya konektor, robeknya lapisan pelindung kabel, buruknya sistem pentanahan (atau grounding). Untuk meminimalkan noise ingress dapat dilakukan dengan pemeriksaan kabel dan semua konektor yang ada, bakan juga termasuk port yang tidak digunakan pada suatu tap. Pemodelan dari ingress noise menggunakan White Gausian Noise seperti yang diilustrsikan pada gambar 7.

  • Common path distortion merupakan distorsi yang bersifat non-linier. Non-linieritas ini disebabkan karena konektor yang mengalami korosi. Korosi ini terjadi sebagai akibat dari oksidasi pada permukaan metal. Pada akhirnya, ini akan mengakibatkan distorsi yang akan dialami pada downstream path maupun upstream path. Sama seperti ingress noise, comon path distortion juda dimodelkan menggunakan White Gausian Noise seperti yang diilustrsikan pada gambar 7. Baik pada ingress noise maupun comon path distortion mengalami penguatan secara konstan sebesar A, seperti diilustrasikan di gambar 7.

Gambar 7. Model untuk Ingress noise dan common-path distortion

  • Thermal Noise yaitu gangguan yang diakibatkan dari suhu. White noise ditimbulkan oleh thermal noise yang muncul secara acak (yang dikarenakan adanya pergerakan elektron yang melewati kabel dan perangkat jaringan lainnya) dari impedansi 75 ohm, resistansi terminatsi, yang beroperasi pada 68of dengan kanal bandwidth 4 MHz. Thermal noise ini dimodelkan dengan penambahan white Gaussian noise seperti diilustrasikan pada gambar 8.

Gambar 8. Model thermal noise

  • Impulsive noise merupakan salah satu problem yang besar dalam cable network, walaupun impulsive noise ini terjadi kurang dari 3 detik. Impulsive noise ini akan mengakibatkan munculnya interupsi sinyal transmisi secara acak. Ada dua macam impulsive noise, yaitu corona noise dan gap noise, seperti diilustrasikan di gambar 9.

Gambar 9. Impulsive Noise

  • Corona noise ditimbulkan karena ionisasi dari udara di sekitar kawat yang bertegangan tinggi. Temperatur dan kelembaban udara juga memegang peranan penting terjadinya energi corona ini.

  • Gap noise merupakan noise yang ditumbulkan karena adanya kerusakan insulator, sehingga tegangan tinggi yang ada di sekitar insulaator yang rusak tersebut dapat menimbulkan gannguan. 

Impulsive noise tersebut dapat dimodelkan seperti pada gambar 10.

Gambar 10. Model Impulsive Noise

 

Parameter-parameter pada impulsive noise adalah sebagai berikut:

himp(t)

Respon impuls untuk impulsive noise

Rectangular pulse shape

Timp

Lebar dari impulsive noise

100 ns

Aimp

Amplitudo burst

Tergantung dari tingkat impulsive noise yang dikehendaki

pimp

Periode burst

20 msec

dimp

Delay dari burst yang pertama

5 msec

  • Burst noise merupakan noise yang serupa dengan impulsive noise, tetapi terjadi pada durasi yang lebih lama. Beberapa penyebabnya adalah corona, peralatan elektronik rumah tangga. Burst noise dimodelkan dengan white gausian noise, yang mempunyai fungsi waktu g(t), seperti diilustrasikan gambar 11.

Gambar 11. Model burst noise

 

Parameter-parameter pada burst noise adalah sebagai berikut:

hb(t)

Respon impuls untuk burst noise

Tidak ada (fungsi delta)

Ab

Amplitudo burst

Tergantung

wb

Lebar burst

5 msec

pb

Periode burst

15 msec

db

Delay dari burst yang pertama

20 msec

  • Plant response yang diakibatkan oleh elemen-elemen filter linier yang didominasi oleh filter diplex yang memisahkan frekuensi upstream dengan frekuensi downstream. Model dari plant response adalah FIR fileter, seperti yang digambarkan pada gambar 12.

Gambar 12. Model plant response

  • Nonlinieritas, termasuk di dalamnya efek batas pada amplifier (penguat), transmiter laser pada fiber node, dan receiver laser pada headend. Model yang digunakan untuk merepresentasikan efek ini adalah dengan menggunakan 2 buah zero-memory yang nonlinier, yaitu f1(x) dan f2(x), seperti diilustrasikan pada gambar 13.

Gambar 13. Model nonlinieritas

  • Phase noise dan frequency offset adalah noise yang berkontribusi pada phase modulator. Phase noise muncul dari multiplexer frekuensi pada sistem return path. Phase noise juga dihasilkan oleh modem osilator baik yang terdapat di sisi pelanggan maupun headend. Phase noise dimodelkan sebagai filter dan integral dari gausian noise, seperti yang ditunjukan di gambar 14.

Gambar 14. Model phase noise dan frequency offset

 

 

Parameter-parameter yang digunakan tersebut adalah:

hf(t) : respons dari low-pass noise-shapping

Df    : frekuensi offset

f      : konstanta phase offset

 

Kesimpulan

Untuk memberikan layanan interkatif pada cable network, munculnya noise pada upstream di cable network haruslah menjadi salah satu perhatian penting. Noise yang muncul di sisi upstream ini tentu saja tidak kita kehendaki, namun pada kenyataannya kita juga tidak mungkin untuk menghilangkan noise tersebut. Jalan yang terbaik untuk menangani noise yang timbul adalah meminimalisasi noise yang mungkin muncul sehingga tidak menimbulkan gangguan layanan di sisi pelanggan.

 

Kembali ke atas

 


© 2003 Divisi RisTI PT. Telekomunikasi Indonesia .