|
|
|
|
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;

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.
![]()
![]()
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
|
![]()
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
|