Teknologi ADSL

Teknologi ADSL, PLC Dan Kabel Modem

Dengan berkembangnya internet sebagai suatu gaya hidup baru di masyarakat akan membutuhkan suatu layanan suatu komunikasi data yang cepat, handal, aman dan murah.

Seiring dengan itu teknolologi komunikasi data yang selalu mengikuti perkembangan kebutuhan akan layanan komunikasi data, sampai saat ini teknologi yang dianggap cepat, handal, aman, murah adalah Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL), Power Line Cable/Communication (PLC) dan Teknologi Kabel Modem. Walaupun ada satu teknologi yang dianggap murah yaitu Wireless Lan (WLAN), tetapi karena untuk area yang cukup luas membutuhkan perawatan dan pemeliharaan yang agak lebih dan komunikasi datanya sangat tergantung kepada cuaca maka tidak dibahas dalam tulisan ini.

ASYMMETRIC DIGITAL SUBSCRIBER LINE (ADSL)

1. Pendahuluan

Penelitian tentang cara pentransferan data berkecepatan tinggi dengan menggunakan saluran telepon sudah lama dilakukan oleh para ahli. Sedangkan penelitian teknologi ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) sendiri pertama kali dimulai pada tahun 1989 yang dilakukan oleh perusahaan Bell Core. Kemudian diawal tahun 1990 berbagai uji coba dilakukan di Amerika, Eropa dan Jepang.

Pada saat itu aplikasi teknologi ADSL ini hanya sebatas pada VOD (Video On Demand = menyaksikan suatu acara (program TV, video film dan sejenisnya) sesuai dengan keinginan kita saja). Karena pada VOD kecepatan tinggi untuk akses pen-download-an (dari server ke user) sangat diperlukan, sedangkan kecepatan akses peng-upload-an (dari user ke server) tidaklah begitu dipentingkan. Dengan kata lain kecepatan akses untuk download dan upload pada VOD berbeda (asymmetric).

Akan tetapi pada saat itu teknologi ADSL yang dikembangkan oleh Bell Core ini tidak begitu mengalami kemajuan. Dapat dikatakan mengalami kemacetan. Hal ini disebabkan oleh beberapa sebab, antara lain : saat itu biaya pengoperasian server sangatlah mahal, teknologi ADSL untuk VOD sendiri masih belum matang dan belum mendapat sambutan yang hangat dari customer.

Pada tahun 1995, internet berkembang begitu pesatnya. Kebutuhan akan akses kecepatan tinggi dengan biaya murah merupakan salah satu syarat untuk kemajuan internet itu sendiri di masa mendatang. Kemudian penelitian terhadap teknologi ADSL kembali dilakukan oleh para ahli.

Tabel 1. Sistem Transformasi Keluarga DSL

2. Teknologi ADSL

Banyak orang memberi penjelasan tentang ADSL dengan “suatu line yang….” Padahal ADSL itu sendiri sebenarnya hanyalah suatu MODEM yang biasa kita gunakan untuk akses internet dengan “dial up connection”, bukan suatu sistem sambungan/jaringan. Teknologi ADSL adalah suatu teknologi MODEM. Jadi kalau kita sedang berbicara tentang ADSL, artinya kita sedang berbicara tentang suatu MODEM yang dalam hal ini adalah MODEM ADSL.

Gambar 1: Frekuensi Wilayah ADSL

Lalu apa bedanya dengan modem konvesional yang memiliki kecepatan pentransferan data maksimum 56 Kbps? Perbedaan antara modem ADSL dengan modem konvensional yang paling mudah kita jumpai adalah dalam kecepatan pentransferan (upload/download) data. Walaupun sama-sama menggunakan saluran telepon umum sebagai jalur komunikasinya, kecepatan pada modem ADSL berkisar antara 1.5 Mbps sampai 9 Mbps. Perbedaan kecepatan yang mencolok diantara keduanya (modem konvesional dan ADSL) dikerenakan perbedaan penggunaan frekuensi untuk mengirim sinyal/data.

Pada modem konvesional digunakan frekuensi dibawah 4 kHz, sedangkan pada modem ADSL digunakan frekuensi di atas 4 kHz. Umumnya modem ADSL menggunakan frekuensi antara 34 kHz sampai 1104 kHz (lihat gambar 2). Inilah penyebab utama perbedaan kecepatan pentransferan sinyal/data antara modem konvensional dan modem ADSL.

Gambar 2: DMT

3. Sistem Modulasi ADSL

3.1 Discrete Multi Tone (DMT)

Seperti diketahui bahwa ada 5 jenis sistem modulasi yang digunakan pada keluarga xDSL, yaitu 2B1Q, TCM-AMI, DMT, CAP dan PAM. Pada ADSL digunakan sistem modulasi DMT (Discrete Multi Tone). Akhir-akhir ini dalam bidang wireless communicatioin OFDM (Orthogonal Frequency Domain Multiplex) banyak digunakan. DMT memiliki prinsip dasar yang sama dengan OFDM. DMT menggunakan wilayah frekuensi dari 30kHz sampai 1MHz sebagai carrier sinyal. Frekuensi carrier tadi dibagi-bagi lagi menjadi sub carrier 4kHz untuk kemudian dimodulasikan.

Keuntungan sistem modulasi DMT ini adalah memiliki karakteristik saluran yang sangat baik dalam penyaluran data/sinyal/informasi, baik dari segi loss (hilangnya data) maupun noise. Hal ini disebabkan karena adanya pembagian pada frekuensi carrier menjadi sub carrier tadi. DMT merupakan standar ANSI T1.413 yang ditetapkan pada tahun 1995 untuk modulasi demodulasi pada ADSL.

3.2 Struktur Modem ADSL

Gambar 3. Struktur Modem ADSL

Gambar 3 menunjukan blok struktur modem ADSL yang menggunakan sistem modulasi DMT. Secara singkat prinsip kerja dari blok diagram di atas adalah sebagai berikut. Pertama-tama data input di-frame-kan, kemudian dijadikan kode (Coding) dengan menggunakan rangkaian pengkode. Untuk mencegah kesalahan pada kode-kode data, pada proses pengkodean ini disertakan juga kode tambahan lain yang bertujuan untuk melakukan pembetulan bila nantinya

terjadi kasalahan data. Setelah itu dimodulasikan (encoder) dengan rangkaian modulator DMT (constellation encoder). Lalu sinyal output (sinyal digital) tadi dianalisa dengan menggunakan rangkaian IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform). Setelah itu dikonverterkan dengan DAC (Digital to Analog Converter) yang sebelum dilewatkan ke rangkaian P/S (Paralel/Serial). Rangkaian (line) driver di sini berfungsi meng-amplitude-kan sinyal-sinyal output analog dari rangkaian DAC. Setelah itu dengan melalui rangkaian hybrid, output-an dari rangkaian driver dialirakan ke sambungan (line) telepon.

Pada modem terdapat rangkaian pengirim dan penerima yang satu sama lain terpisah. Baik sinyal dari rangkaian pengirim maupun sinyal dari rangkaian penerima menggunakan sepasang saluran telepon yang sama. Rangkaian hybrid bertugas memisahkan sinyal pengirim yang dilewatkan di atas saluran telepon dan sinyal penerima dialirkan ke rangkaian penerima.

Prinsip kerja (proses) rangkaian penerima (gambar 3 bagian bawah) kebalikan rangkaian pengirim, seperti telah dijelaskan di atas. Sinyal input yang masuk dari saluran telepon diperkuat dengan rangkaian penguat LNA (Low Noise Amplifier). Untuk proses selanjutnya adalah kebalikan dari rangkaian pengirim (gambar 3 bagian atas).

4. Standarisasi ADSL

Pada penjelasan sebelumnya telah disinggung bahwa DMT merupakan standar ANSI T1.413 yang ditetapkan pada tahun 1995 untuk modulasi demodulasi pada ADSL. Juga telah dijelaskan bahwa pada saat itu (1995) teknologi ADSL digunakan untuk aplikasi VOD yang membutuhkan downstream yang memiliki kecepatan berkisar antara 1.5Mbps 6Mbps. Setelah itu penggunaan ADSL untuk internetmeningkat pada tahun-tahun berikutnya.

Akhirnya pada tahun 1998 ADSL ditetapkan juga sebagai standar untuk keperluan per-internet-an dengan kecepatan yang bisa diubah-ubah dengan nama standar ANSI T1.413 Issue 2. Pengesahan standar internasional untuk xDSL disahkan oleh ITU (International Telecommunications Union) pada pertemuan yang dinamakan ITU-T SG15/Q4, dengan berdasarkan pada standar ANSI T1.413 Issue 2ditambah dengan option-option untuk disesuaikan dengan kondisi negara-negara yang bersangkutan, ditambahkan lagi dengan standar Annex, pada bulan Juni tahun 1999 ditetapkan standar internasional untuk xDSL dengan nama G.992.1 (G.dmt). Umumnya, penggunaan ADSL untuk rumah-rumah menggunakan versi ADSL Lite yang dalam istilah ITU-nya dikenal dengan sebutan G.992.2 (G.lite). Dengan spesifikasi downstream 1.5Mbps, hemat energi dan biaya pengoperasian yang murah. Alokasi DMT carrier pada G.992.1 dan G.992.2 untuk ADSL ditunjukan pada gambar 4.

Gambar 4. Alokasi DMT Carrier Pada ADSL

Data-data dimodulasikan pada interval carrier sebesar 4.3125kHz. Carrier frekuensi rendah digunakan untuk wilayah upstream dan carrier frekuensi tinggi digunakan untuk wilayah downstream. Jumlah carrier wilayah downstream G.922.2 kurang dari setengahnya jumlah carrier G.992.1. Karenanya diberi sebutan LITE (G.lite). Selain G.992.1 dan G.992.2, masih ada 4 buah standar yang direkomendasikan oleh ITU untuk xDSL, seperti tertulis pada tabel 2 di bawah ini.

Tabel 2. Rekomenasi ITU Tentang xDSL

5. Jaringan Broadband ADSL

Di sini akan dijelaskan secara garis besar tentang perbedaan penyambungan komunikasi data dengan menggunakan modem konvensional (untuk dial-up), ISDN dan modem ADSL.

Gambar 5. Sambungan Modem Konvensional

Yang mana biasanya menggunakan modem konvesional untuk mengkases internet dengan cara dial-up connection ke suatu ISP. Garis besar penyambungan modem konvensional dapat dilihat pada gambar 5. Selanjutnya masing penyambungan untuk ISDN dan ADSL juga dapat dilihat pada gambar 6 dan gambar 7.

Gambar 6. Sambungan Modem DSL Pada ISDN

Gambar 7. Sambungan Modem ADSL

Untuk membangun suatu jaringan broadband ADSL minimal diperlukan perlatan-peralatan berikut pada pos-pos telepon di tiap wilayah. Splitter Router DSLAM Sedangkan peralatan minimal yang diperlukan user adalah splitter dan modem ADSL saja. Struktur sambungan internet dengan menggunakan ADSL mulai dari lokasi user, pos telepon dan ISP ditunjukan pada gambar 8.

Gambar 8. Jaringan ADSL

Dari gambar 8 di atas dapatlah diketahui, bahwa untuk membangun jaringan broadband ADSL secara teknik tidaklah terlalu sulit. Karena ADSL menggunakan jaringan infrastruktur telepon yang telah ada. Yang diperlukan hanyalah modem-modem ADSL sebagai kunci utamanya.

Tentu saja ada faktor-faktor lain yang perlu dipertimbangkan seperti misalnya penentuan sistem jaringan komunikasi (Annex) yang sesuai dengan kondisi pada negara itu.

Pada gambar 8 di atas, khususnya pada bagian POS TELEPON, diperlukan peralatan tambahan seperti telah dijelaskan sebelumnya, yaitu splitter, DSLAM dan router.

Splitter di sini berfungsi sebagai filter (untuk membedakan) antara sinyal suara (frekuensi rendah di bawah 4kHz) dan sinyal data (frekuensi tinggi di atas 30kHz). Splitter yang ada di USER juga sama fungsinya. Bila sinyal suara yang masuk, maka ia akan dialirkan ke telepon oleh splitter. Bila sinyal yang masuk adalah sinyal data, maka ia akan dialirkan ke modem ADSL.

DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) ini adalah kumpulan modem-modem ADSL dari tiap-tiap ISP. Antara ISP yang satu dengan yang lain memiliki modem-modem ADSL yang berlainan pula. Modem ADSL yang digunakan oleh USER haruslah sama dengan modem ADSL ISP-nya. Sinyal-sinyal data dari DSLAM selanjutnya dilewatkan ke router untuk diteruskan ke router yang ada di ISP.

Semua kabel-kabel telepon pelanggan sebelum disambungkan ke mesing operator, mereka disambungkan terlebih dahulu ke suatu peralatan MDF (Main Distributing Frame) yang berfungsi untuk merapikan kabel-kabel telepon dari pelanggan tadi.

6. Apa Keuntungan Broadband ADSL

Akhir-akhir ini jumlah pemakai internet di seluruh dunia bertambah dengan pesatnya. Kebutuhan akan akses cepat (broadband) internet menjadi suatu keharusan. Dengan teknologi ADSL yang menggunakan sambungan jalur telepon pada umumnya, akses berkecepatan mega bit bisa dicapai. Bukan hanya itu saja, dari segi biaya pun ADSL sangatlah murah dibandingkan dengan broadband yang lainnya yang memberikan kecepatan akses mega bit.

Dengan ADSL, kita tidak perlu lagi menambahkan line telepon baru. Karena dengan ADSL ini kita bisa telepon atau mengirim fax sambil berinternet ria tanpa ada efek di antara satu sama lainnya.

Kita bisa saling tukar menukar informasi melalui elektronik mail online 24 jam tanpa harus memikirkan biaya akses tambahan. Selain untuk VOD, dalam dunia bisnis ADSL banyak digunakan untuk video confrence, VoIP (Voice over IP), layanan telepon lokal/interlokal gratis, virtual school dan masih banyak lagi penerapan ADSL untuk kehidupan sehari-hari kita dimasa sekarang dan yang akan datang.

7. Contoh Kasus : Perkembangan ADSL di Jepang

Tidak banyak yang mengetahui kalau ternyata Jepang yang sangat maju di bidang ekonomi dan industri sangat tertinggal dalam teknologi broadand ADSL dibandingkan dengan negara tetangganya Korea Selatan. Dari hasil penelitian departemen telekomunikasi Jepang terhadap IT Korea Selatan diketahui ada 1.47 juta user ADSL , 520 ribu user LAN apartemen, 990 ribu user CATV dan 16 ribu user Satelit dari 16 juta user pengguna internet di Korea Selatan. Ini menempatkan Korea Selatan sebagai salah satu negara di atas standar/rata-rata negara-negaramaju yang menggunakan broadband untuk mengakses internet.

Servis ADSL di Korea Selatan dimulai pada tahun 1998, sedang di Jepang sendiri, uji coba servis ADSL dimulai pada tahun yang sama, bulan Pebuari – Desember, oleh East-West NTT

untuk wilayah Kanto dan pada akhir tahun 1999 uji coba ADSL dibuka untuk wilaya Osaka. Jumlah total pemakai ADSL sampai akhir tahun 2000 tidak lebih dari 8300 user saja.

Keterlambatan Jepang dalam penerapan ADSL disebabkan oleh beberapa faktor sebagai berikut:

1.Saluran telepon di Jepang dikuasai dan diatur oleh East-West NTT. ISP-ISP yang menyediakan servis ADSL harus bekerjasama dengan NTT untuk pemasangan peralatan-peralatan ADSL yang dibutuhkan di pos-pos operator telepon NTT. Akan tetapi pihak NTT berusaha menghambat provider-provider pengada servis ADSL.

2.Pada saat yang sama, dikala ADSL terhambat perkembangannya, NTT membuka servis sambungan internet online 24 jam dengan ISDN yang dinamakan FLETS ISDN. NTT membuka akses point hampir di seluruh wilayah Jepang. Dan dalam sekejap jumlah pemakai Flets ISDN mencapai 220 ribu user.

3.Terhadap user yang ingin migrasi dari ISDN ke ADSL, pihak NTT tidak bisa menjelaskan dengan baik terhadap perubahan nomor telepon yang lama menjadi nomor telepon yang baru.

4.Adanya inteferensi frekuensi antara ISDN dan ADSL. (Ini dikarenakan ISDN menggunakan wilayah frekuensi untuk upstream dan down stream di bawah 320kHz. Ini bertumpukan dengan wilayah frekuensi ADSL 30kHz – 1104kHz).

5.NTT mempunyai projek broadband masa depan tahun 2010 dengan menggunakan fiber untuk konsumsi masyarakat umum yang diberi nama FTTH (Fiber To The Home).

Untuk mengatasi keterlambatan ini, pemerintah Jepang memerintahkan NTT untuk membuka pos-pos teleponnya kepada ISP-ISP pengada servis ADSL dan memerintahkan NTT untuk bekerja sama dengan ISP-ISP tersebut. Mau tidak mau, sambil menunggu FTTH berjalan, NTT akhirnya juga membuka servis ADSL, bersaing dengan ISP-ISP lain.

Saat ini jumlah ISP yang memberikan servis sambungan ADSL bertambah dengan cepatnya. Persaingan di antara mereka begitu ketat. Bukan hanya dari segi kecepatan, tetapi juga biaya yang murah. Tercatat untuk saat ini, Yahoo! BB adalah yang termurah dengan biaya tiap bulannya total sekitar $25 dan tercepat dengan kecepatan downstream 8Mbps. Disusul tempat kedua So-net ADSL 8M yang juga memberikan servis murah, sekitar $28/bulan, dengan kecepatan 8Mbps.

Sampai bulan Juli tahun 2001, menurut mentri penerangan umum Jepang, jumlah pemakai ADSL saat ini sudah mencapai 400 ribu user. Terjadi peningkatan yang amat pesat dari 8300. Pelanggan ADSL pada bulan Desember 2000. Walaupun masih jauh dibawah negara tetangganya, Korea Selatan, Jepang kini mulai bangkit dari ketinggalan-ketinggalannya dalam teknologi broadband ADSL.

Data terbaru saat ini (sampai Maret 2003) jumlah pemakai ADSL di Jepang keseluruhan adalah serkitar 7 juta pemakai.

POWERLINE COMMUNICATION/CABLE/CARRIER (PLC)

1 Pendahuluan

Jarum jam menunjukkan Pukul 11.10 waktu setempat. Sekelompok murid sekolah dasar Seymour Park di Manchester, Inggris, baru saja kembalil dari acara istirahat minum teh. Seperti kebanyakan anak-anak SD berusia 9 tahunan lain di negara-negara maju, mereka langsung sibuk bermain Internet di depan komputer. Tidak ada yang aneh di sini. Padahal inspeksi terakhir menyatakan bahwa internet dihubungkan dengan panel utama jaringan listrik 240 volt yang ada di sekolah. Tidak kah seseorang menyadari akan potensi bahaya yang mungkin ditimbulkan? Apakah para orang tua murid-murid tersebut menyadari situasi yang dihadapi anak-anaknya? Tenang! Anak-anak SD ini merupakan bagian dari proyek percobaan yang dikembangkan oleh NorTel dan Norweb Communications, yang mampu mengakses Internet kecepatan tinggi melalui jaringan kabel listrik yang telah ada.

Konsep internet melalui kabel listrik, bukan barang baru. Usaha-usaha sebelumnya dalam mengimplementasikan teknologi ini telah terhambat karena ketidakmampuan mengatasi solusi ekonomis dalam memfilter noise listrik yang melekat pada kabel-kabel listrik. Sampai saat ini, perusahaan-perusahaan telekomunikasi (seperti British Telecom, Telstra, dll) telah sepenuhnya memonopoli pemasokan layanan-layanan telekomunikasi di kebanyakan negara-negara barat. Tetapi hal ini berubah dengan cepat ketika banyak negara telah (atau dalam proses menuju) melakukan deregulasi telekomunikasi mereka, sehingga jalan telah terbuka bagi pemain-pemain baru untuk masuk ke pasar telekomunikasi.

Jaringan-jaringan telekomunikasi membutuhkan beberapa medium pembawa sinyal (baik kabel optik fiber, kabel tembaga berpasangan, atau bahkan transmisi melalui satelit) dan pembiayaan untuk medium pembawa ini umumnya lumayan mahal dan menjadi penghambat. Tetapi untuk perusahaan utilitas pemasok listrik yang telah mempunyai infrastruktur seperti itu pada grid jaringan listriknya, konsep ini cukup menjanjikan, terutama jika masalah-masalah di atas dapat diatasi. Digital Powerline(r)TM, merupakan salah satu solusi yang memungkinkan internet dijalankan melalui kabel listrik.

2 Bagaimana Teknologi ini diimplementasikan?

2.1 Perspektif sejarah

Pemain utama dalam telekomunikasi powerline ini adalah Norweb (anak perusahaan United Utilities PLC, London), dan terutama adalah seorang stafnya yaitu Dr. Paul Brown.

Pada tahun 1991, Dr. Brown ditunjuk untuk memimpin grup riset kecil pada Open University di Inggris untuk menyelidiki kelayakan telekomunikasi melalui kabel listrik. Dia menemukan bahwa di masa lalu banyak insinyur yang telah berjuang dengan ide-ide yang sama tetapi gagal karena noise. Setiap kali listrik dinyalakan, sejumlah besar gelombang disturbansi listrik melewati kabel dan mengubah setiap transmisi data secara simultan.

Dr. Brown dan rekan-rekan tim risetnya menemukan suatu ide menggunakan sinyal-sinyal pada frekuensi tinggi diatas frekuensi yang secara potensial mengubah noise. Meskipun begitu, hal ini juga ada masalahnya. Sinyal-sinyal frekuensi tinggi tidak mampu berjalan cukup jauh dan gaung atau pantulan dalam sistem dapat secara efektif menenggelamkan sinyal-sinyal itu. Tim riset memutuskan untuk menggunakan lebih dari satu frekuensi dan mengirim data dalam bentuk paket-paket diskrit yang dipandu oleh beberapa bentuk sistem pensinyalan. Pengujian dan penyempurnaan sistem ini dihasilkan pada uji coba proyek pilot dimana sekolah-sekolah dasar di Manchester telah mempunyai sambungan Internet dengan laju 1 Mbps (hampir 10 kali lebih cepat dari sambungan-sambungan ISDN yang telah ada).

2.2. Skema Jaringan

Gambar 1. menunjukkan tipikal skema jaringan untuk jaringan komunikasi data menggunakan jaringan distribusi listrik yang telah ada.

Pada sisi pelanggan akhir dari jaringan, CAU (customer acces units, unit-unit akses pelanggan) menghubungkan peralatan pengguna apakah itu telpon, komputer atau yang lainnya, ke jaringan kabel listrik utama. CAU ini juga sebagai unit-unit pengkondisi yang berfungsi untuk mengisolasi secara elektrik peralatan-peralatan pengguna dari kabel listrik utama, juga untuk mengekstraksi sinyal data dari arus listrik.

CAU ini dihubungkan ke infrastruktur komunikasi yang merupakan tegangan rendah induk (240-415 volt). Pada substasiun listrik dimana jaringan distribusi tegangan rendah berasal (telah diturunkan tegangan nya dari jaringan tegangan tinggi dengan transformer), sinyal-sinyal diinjeksikan ke dalam jaringan tegangan rendah dari jaringan data konvensional eksternal (kabel tembaga koaksial, kabel optik fiber, jaringan nirkabel, atau bahkan jaringan satelit). Jadi meskipun komunikasi data dapat dipropagasi melalui kabel listrik, beberapa jaringan konvensional harus tetap ada atau diinstal ke substasiun. Sampai saat ini belum ada metoda yang ditemukan untuk melakukan propagasi sinyal-sinyal data melalui jaringan tegangan tinggi (> 415 volt).

Secara khusus, frekuensi sinyal daya listrik adalah dalam range 50/60Hz. Dengan pengkondisian, sinyal-sinyal data ini dinaikkan ke frekuensi ultra tinggi dalam range 500/600MHz, sehingga data dapat dilapiskan ke atas kabel utama listrik tanpa terjadi kondisi saling melemahkan. Interferensi diminimalkan dengan memecah arus data ke bentuk paket-paket sebelum diinjeksikan ke dalam jaringan listrik. Sistem komersial dapat menawarkan laju data digital dalam kecepatan kelipatan lebih dari 32 kbps ke maksimum arus yang diperkirakan mencapai 1

Mbps. Laju data ini relatif sangat stabil, bebas dari noise dan menawarkan spektrum-spektrum yang dapat digunaan dalam range 6 dsn 10 MHz ke para pelanggan akhir dari jaringan distribusi, dan kira-kira spektrum 20 MHz ke para pelanggan yang lebih dekat dengan substasiun. Lebih penting lagi, sambungan ini adalah permanen.

Nilai tambah bagi perusahaan-perusahaan listrik adalah bahwa sekali teknologi ini diimplementasikan akan memungkinkan mereka untuk memperoleh nilai tambah ke jaringan mereka sendiri dengan berkemampuan untuk membaca meteran listrik pintar dan mampu menyediakan peranti pengelolaan demand/supply cerdas yang memberi kemampuan pada perusahaan dalam mengimplementasikan sistem tarif yang inovatif ataupun sistem reward energi yang lain.

2.3 Teknologi

Inti dari teknologi ini adalah kemampuan untuk menyediakan Jaringan Daya Terkondisi Frekuensi Tinggi (HFCPN, high frequency conditioned power network) dimana melalui jaringan ini data dapat dilewatkan. Sebagai mana ditunjukkan di atas, prinsip dasarnya adalah menginjeksikan sinyal-sinyal data ke dalam saluran daya listrik pada frekuensi 10 juta kali frekuensi dasar arus listrik (atau sekitar 500/600MHz). Untuk melakukan ini, dibutuhkan Unit-unit Pengkondisi (CU, conditioning units). Unit-unit ini merupakan pengkopel arah tiga terminal yang meliputi bagian high and low pass filter untuk membentuk suatu pengkopel arah frekuensi yang sensitif. Setiap CU mempunyai sebuah terminal jaringan (NP, network port), sebuah terminal distribusi komunikasi (CDP, communication distribution port), dan sebuah terminal distribusi listrik (EDP, electricity distribution port), seperti nampak pada Gambar 2.

Gambar 2. Pengkondisi Unit (Conditioning Unit)

CU ini memberikan kemampuan menyediakan hal-hal sebagai berikut :1. Interkoneksi sinyal-sinyal yang aman dan efisien di atas 1 MHz (misal: sinyal-sinyal data)2. Propagasi penunjuk arah sinyal di atas 1 MHz3. Floor noise minimal di atas 1 MHz4. Isolasi beban-beban pelanggan yang berubah di atas 1 MHz5. Titik titik penghentian layanan jaringan yang cocok untuk pelayanan telekomunikasi dan listrik6. Kinerja spektral yang optimum dari jaringan kabel

Frekuensi 1 MHz dipilih sebagai frekuensi terendah dimana pengkopel arah yang efektif dan efisien dapat dibangun dan masih menyediakan pelayanan 100 amp, 230/240 volt, 50 Hz kepada pelanggan domestik. Pengalaman sebelumnya dalam menggunakan jaringan distribusi listrik untuk membawa sinyal-sinyal frekuensi rendah (khususnya 3-500 kHz untuk switching pada peralatan-peralatan rumah tangga seperti sistem air panas, lampu jalanan, dll) menunjukkan bahwa atenuasi yang drastis dari sinyal-sinyal adalah jelas dikarenakan adanya capacitive reactance. Pengujian menunjukkan bahwa diatas 1 MHz, reactance induktif mulai menyelimuti capacitive reactance, dan jika impedansi saluran yang digunakan adalah sebesar 600 ohm, maka atenuasi dapat diterima.

Meskipun efisiensi spektral diperkirakan berada antara 6 dan 10 MHz untuk para pelanggan jarak jauh, dan 20 MHz untuk para pelanggan dekat, efisiensi overall dari jaringan HFCPN adalah tergantung pada sejumlah kriteria seperti:

1. Tipe pelanggan dan densiti per distributornya (atau fase dari distribusi daya). Secara khusus kira-kira 50 (total 150 per 3 fase, 415 volt, distribusi tegangan rendah ke para pelanggan) di Inggris, dimana teknologi ini dikembangkan dan diuji cobakan. Di Amerika Utara, harga ini bisa cukup rendah sekitar 10-14 pelanggan per distributor.2. Tipe akses multiple yang diperlukan3. Densiti lalu-lintas data (baik saat rata-rata maupun puncak)4. Skema kompresi, coding dan modulasi, yang berpengaruh pada laju data bit per unit spektrum yang tersedia.5. Kebutuhan pelayanan, suara, data, streaming video, dll.

Saat ini, teknologi ini tidak menyediakan sarana yang sangat efisien untuk lalu lintas suara. Sinyal-sinyal suara (analog) menempati lebar pita kira-kira pada 3,1 Khz. Pendigitalan ini akan menghasilkan sinyal digital yang akan menempati lebar pita 10 kali lebih besar (32 Khz), dan sehingga memungkinkan untuk hanya 12 kanal yang dapat beroperasi secara simultan per 4 MHz spektrum. Penelitian saat ini ditekankan pada bidang modulasi, coding, dan kompresi dari sinyal-sinyal analog dengan tujuan memperbaiki situasi yang ada.

Hal ini menggambarkan bahwa teknologi ini dapat menjadi fondasi untuk jaringan akses lokal alternatif yang berkemampuan menyediakan penyebaran yang cepat (seperti infrasruktur media, kabel-kabel daya yang telah ada) dari pelayanan-pelayanan telekomunikasi digital maju untuk perumahan. Konsep jaringan yang diajukan mempunyai lapisan jaringan pertama berbasis pada substasiun listrik lokal seperti nampak pada Gambar 3.

Gambar 3. Skema Distribusi

3 Ciri-ciri Telekomunikasi PowerLine

Dari penyelidikan dan penelitian diperoleh bahwa ada dua aplikasi komunikasi data yang berbeda melalui jaringan distribusi listrik. Yang pertama, Norweb’s Digital PowerLine (DPL) yang merupakan aplikasi skala besar dimana jaringan distribusi induk listrik tegangan rendah digunakan sebagai pembaawa untuk komunikasi data. Yang kedua adalah aplikasi seperti PoweRnet(r)TM yang menyediakan jaringan data ke perumahan dalam lokasi tunggal menggunakan saluran-saluran listrik yang ada dalam gedung.

3.1 Norweb’s Digital PowerLine (DPL)

Digital PowerLine menggunakan bagian tegangan rendah dari infrastruktur distribusi listrik yang telah ada guna menyediakan pelayanan data ke pelanggan di rumah-rumah. DPL mengimplementasikan model yang benar-benar mirip dengan yang dibahas pada bagian 2.0 di atas. Disini segmen tegangan rendah dari jaringan listrik diubah ke dalam bentuk Local Area Network (LAN). Sistem DPL terdiri atas 4 elemen perangkat keras, yaitu Mainstation DPL 1000, Basestation DPL 1000, Unit Pengkopel DPL, dan Modul Komunikasi DPL 1000.

Gambar 4. Layout tipikal dari komponen-komponen DPL.

Inti dari sistem DPL adalah jaringan data Norweb’s SDH (155 Mbps) yang memasok sambungan ke subsation-substation terkait ke dalam sistem DPL. Pada setiap substation listrik, ada Mainstation DPL 1000 dan Substation DPL 1000.

1. Mainstation DPL 1000. Unit ini menyediakan fungsi-fungsi pengelolaan jaringan maju. Komponen ini bertanggung jawab sebagai pengkonsentrasi kinerja tinggi dari lalulintas protokol Internet (IP) ke dalam jaringan backbone. Sekalipun gambar 1 menggambarkan jaringan SDH fiber optik, jaringan backbone ini dapat menjadi line of sight radio, kabel tembaga koaksial, atau media optik fiber yang lain. Sambungan ke provider dan ke Internet publik dicapai melalui jaringan backbone ini. Sinyal-sinyal data dari backbone dilewatkan melalui basestation DPL 1000

2. Mainstation DPL 1000. Unit yang dikontrol oleh Mainstation ini, menghubungkan distributor saluran daya tegangan rendah ke sinyal-sinyal data yang diturunkan dari backbone melalui mainstation. Sinyal-sinyal data diinjeksikan ke dalam sisi tegangan rendah dari transformer daya. Input ke basestation dilakukan melalui media jaringan data konvensional dari jaringan backbone (misalnya fiber, koaksial, dll) dengan output ke jaringan distribusi listrik melalui line card yang disambungkan langsung ke induk tegangan rendah.

3. Unit Pengkopel DPL. Peranti ini diinstal di tempat pelanggan, umumnya berdekatan dengan meter listrik yang telah ada. Alat ini menerima dan mentransmisikan semua data melalui kabel listrik tegangan rendah dan disambungkan ke Modul Komunikasi DPL 1000. Peranti ini menyediakan isolasi elektrik antara peranti-peranti data (komputer, telpon, dll) dan listrik induk. Unit ini sering dianggap berfungsi sebagai unit pengkondisi karena mengkondisikan atau membuat sinyal data bisa digunakan.

4. Modul Komunikasi DPL 1000. Unit ini beroperasi mirip dengan modem konvensional. Alat ini dihubungkan dengan komputer personal ataupun peranti data yang lain (mesin faximile, atau telpon) dan mempunyai software komunikasi yang terpasang di setiap pelanggan atau pemakai. Software ini akan digunakan untuk memungkinkan provider memberikan akses ke produk-produknya (dalam model yang mirip dengan peranti pengakses televisi kabel), dan memungkinkan pelayanan berbeda kualitas tergantung pada kebutuhan pelanggan. Sambungan antara unit pengkopel dan modul komunikasi dengan peranti data milik pelanggan dilakukan melalui kabel tembaga koaksial konvensional. Kombinasi software/hardware dapat medukung provider layanan multiple dan ini dapat diup-grade melalui software yang dapat mendown-load jaringan.

Teknologi ini memungkinkan perusahaan listrik baik dalam penyediaan pelayanan-pelayanan utamanya sendiri, atau memberikan lisensi pada pihak ketiga dalam menyediakan pelayanan-pelayanan seperti Internet, video, dan kadang-kadang suara. Operator perusahaan listrik dapat menyediakan infrastruktur dan menyewakan jaringan kepada para provider (misal Telstra atau Optus, dll). Kunci keuntungan bagi perusahaan listrik dalam memberikan kemampuan untuk masuk ke pasar telekomunikasi dengan memanfaatkan DPL, adalah:

1. Meminimalkan biaya kapital dengan memanfaatkan infrastruktur yang telah ada

2. Keuntungan dari pelayanan permanen (tidak seperti provider yang telah ada dimana sambungannya telah established dan maintained)

3. Memungkinkan perusahaan listrik untuk berkemampuan menawarkan banyak jenis layanan dari berbagai provider. Yang secara langsung adalah kemampuan untuk menyediakan flat rate yang permanen, sambungan Internet kecepatan tinggi akan memberi kemampuan pada perusahaan listrik untuk menawarkan kepada pelanggan layanan-layanan baru seperti siaran yang dapat dicharge, layanan-layanan multimedia interaktif seperti CD berkualitas audio, video klip, animasi, game kecepatan tinggi, dan video conferencing.

Disamping itu perusahaan listrik akan mampu meningkatkan pelayanan-pelayanan inti mereka sendiri seperti pengelolaan energi dan penagihannya dengan menggunakan meter listrik pintar, sistem pengontrol dapat program, dan peranti pengelolaan supply/demand cerdas.

3.1.1 Studi Kasus, DPL

DPL telah sukses diinstall dalam uji-coba pada sekolah dasar Seymour Park, Manchester, Inggris pada bulan Nivember 1997 sebagai proyek kerjasama antara Nortel (Northern Telecom) dengan Norweb Communication (anak perusahaan UK United Utilities PLC). Dua belas komputer personal disambung secara bersamaan dari satu sambungan, yang dari situ sekolah tersebut berkemampuan mengakses secara on-line ke Internet dengan kecepatan 1 Mbps.

Para guru di sekolah ini sangat terkesan dengan kecepatan teknologi DPL. Sang Kepala Sekolah, Jenny Dunn berkomentar:

“Sambungan kecepatan tinggi benar-benar memberi keuntungan kepada kita untuk mengembangan pengajaran melalui Internet. Dengan sambungan normal, murid-murid dapat kehilangan daya tariknya karena harus menunggu tiap halaman ketika mendownload. Dengan sistem baru berarti informasi yang diinginkan dapat diperoleh dengan seketika, dengan demikian memaksimalkan waktu pengajaran maupun waktu yang digunakan untuk menyelesaikan tugas”

Norweb merencanakan untuk mengimplementasikan teknologi DPL di sejumlah sekolah di daerah barat laut Inggris selama tahun 1998, mengikuti suksesnya ujicoba di Seymour Park.

3.2 PoweRnet(r)TM

Teknologi lain yang menggunakan jaringan listrik sebagai media untuk komunikasi data adalah PoweRnet, sebuah teknologi yang menggunakan saluran-saluran tegangan rendah internal (dan kabel yang menghubungkannya) dalam gedung sebagai media untuk Local Area Network (LAN).

PoweRnet merupakan teknologi yang jauh lebih sederhana dan dibahas di sini sebagai pelengkap teknolgi DPL skala besar. PoweRnet benar-benar merupakan solusi internal dimana di sini tidak melampaui batas-batas tempat pelanggan. Dalam sistem ini tidak ada peranti yang harus disisipkan ke dalam rangkaian tegangan rendah tidak diperlukan modifikasi pada titik entry

listrik. Faktanya, PoweRnet sangat sederhana tinggal mencolokkan modem seperti suatu peranti ke bagian belakang komputer personal dan colokan dinding 240 volt konvensional.

Tidak seperti DPL, PoweRnet merupakan teknologi yang telah mapan dengan lebih dari 300000 unit node digunakan diseluruh dunia dan tidak membutuhkan pengkabelan khusus, tanpa lisensi, tanpa training khusus (bagi pengguna akhir maupun administratornya) dan tanpa protokol khusus. Faktanya, pihak pemasok mengklaim bahwa PoweRnet dapat diinstal dalam skala menit, dan lebih murah dibanding beberapa media LAN yang lain.

Gambar 5. Tipikal jaringan yang berpusat pada PoweRnet

PoweRnet memungkinkan untuk mengakses ke 32 jaringan terpisah dan ke 64 node melalui saluran listrik yang sama dan ideal untuk situasi dimana jaringan berbiaya rendah diperlukan. Model ini ideal untuk daerah-daerah dimana pengkabelan jaringan konvensional tidak dimungkinkan atau dimana titik-titik akhir tarangkat karena waktu (sekedar menarik kabel pencolok, memindah peralatan dan mencolokkannya lagi di semua saluran yang praktis). Kelemahan utama teknologi ini adalah bahwa kecepatannya terbatas sampai 56,6 kbps, yaitu kecepatan dari modem tercepat. Sehingga sistem ini tidak berguna untuk aplikasi-aplikasi yang lebih dari sekedar transfer data (point of sale, POS, text file, kontrol mesin, dll).

4 Standar apa yang dipakai?

Nampaknya membingungkan, tetapi kebenarannya bahwa hanya ada standar yang jumlahnya sangat sedikit untuk teknolgi yang bekerja pada jaringan listrik tegangan tinggi sebagai media jaringan.

Nampaknya sulit dipercaya, hanya ada satu draft standard yang berkaitan dengan teknologi ini, yaitu: “CN50065-1:1991″ Pensinyalan pada instalasi listrik tegangan rendah dalam range frekuensi 3 kHz sampai 148,5 kHz. Bagian 1: keperluan umum, pita frekuensi dan gangguan elektromagnetik”

Nampaknya sangat mengesankan, standar ini dari European Commitee for Electrotechnical Standardisation (CENELEC), disini tidak ada referensi umum dan pada situs web milik CENELEC passwordnya diproteksi guna mencegah akses ilegal. Yang dapat dikumpulkan sedikit demi sedikit dari CENELEC’s Info and Publishing Services Supervisor (transmisi facsimile) adalah bahwa draft itu tidak ada dan bahwa IEC belum mulai bekerja dalam subyek ini.

Riset yang intensif dari web site Institution of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) gagal mendapatkan standar relevan yang berhubungan dengan Komunikasi Data melalui Jaringan Listrik. Penelusuran yang sama pada American National Standards Institute (ANSI) juga gagal untuk memperolehnya.

Secara samar-samar hasil korenspondensi dengan manager pemasaran Norweb (Digital PowerLine), Debbie William, diperoleh suatu petunjuk bahwa “NORWEB saat ini bekerja dengan berbagai lembaga standar yang sesuai untuk dapat mencapai standar teknologi Digital PowerLine yang memadai”

Kita tidak dapat menyalahkan jika ada yang beranggapan ini hanya ungkapan halus saja…”Kita belum melakukan apa-apa… tetapi kita telah membicarakannya”. Ini tidak harus diterjemahkan sebagai mengatakan bahwa produk teknologi ini tidak aman. Dari berbagai literatur, nampak jelas bahwa telah ada usaha keras selama ini agar teknologi ini dapat bermanfaat sekaligus sangat aman.

Ada hal penting yang perlu dikemukakan di sini bahwa pada bulan Mei 1998 telah diselenggarakan seminar Powerline Telecommunications 98 di Amsterdam. Diantara pembicaranya adalah Jos Kresten, Sekretis Jendral CENELEC, Belgia yang menyajikan makalah berjudul “Pentingnya standardisasi di Eropa untuk masalah-msalah produksi, distribusi dan penggunaan energi listrik”. Juga makalah Jos Huigen, Kepala Biro Interconnection OPTA, Belanda yang berjudul “Perundang-undangan dalam Power Line : Pentingnya Power Line untuk telekomunikasi, Aspek hukum pengembangan Power Line, Overview dari regulasi ONP”

Sayangnya, prosiding dari seminar ini sangat terbatas dan tidak dibagikan untuk akses individual. Mungkin yang termuat dalam makalah-makalah prosiding tersebut bisa menggambarkan apa yang selama ini terjadi berkaitan dengan standar.

Sebuah permintaan akan standar komunikasi data powerline yang ditujukan pada Australian Communications Authority, hanya memperoleh tanggapan sejumlah daftar perusahaan telekomunikasi di Australia (termasuk yang berminat dengan teknologi powerline), tetapi tidak ada informasi tentang standar ataupun regulasi.

Jadi teramat sangat disayangkan teknologi ini dikembangkan tanpa dilengkapi dengan standar ataupun regulasi yang memadai.

5 Kelayakan Masa Depan

Yang menarik, dunia industri dan media terpecah dalam tanda tanya, apakah telekomunikasi melalui kabel listrik ini akan layak untuk jangka panjang. Meskipun kebanyakan komentator dalam berbagai media menyetujui bahwa deregulasi dalam industri telekomunikasi di kebanyakan negara telah membuka pasar telekomunikasi bagi perusahaan perusahaan utilitas lebih besar, mereka merasa bahwa penyebaran teknologi ini akan terbatas pengembangannya.

Kalau kita mengunjungi web site perusahaan perusahaan listrik utama di seluruh dunia (termasuk Australia) disebutkan bahwa kebanyakan tertarik untuk terlibat sebagai pemain dalam pasar

telekomunikasi. Meskipun begitu kebanyakan berminat masuk ke pasar ini dengan menginstal sistem kabel untuk dirinya sendiri.

Salah satu hambatan yang terbesar untuk memperluas pengembangan teknologi ini dari Eropa ke Amerika Utara (dan Australia) adalah suatu fakta bahwa densiti pelanggan kadang kala jauh dari yang diinginkan. Norweb telah memusatkan teknologi ini untuk pelanggan dengan kepadatan 150 per titik distribusi (transformer). Seringkali di Amerika kepadatan pelanggan hanya sampai 10-12 per transformer, yang mengakibatkan teknologi ini tidak layak secara ekonomi.

Hambatan lain yang secara langsung berpengaruh terhadap pasar Australia adalah bahwa teknologi ini berpusat sekitar sistem pengkabelan bawah tanah, suatu hal yang biasa di Inggris. Direktur Telekomunikasi dari United Energy (United Energy adalah satu pemain besar sebagai pemasok pasar listrik pada deregulasi telekomunikasi di Victoria), Steve Black, mengatakan bahwa teknologi ini memerlukan modifikasi untuk disesuaikan dengan karakteristik jaringan di Australia, yang berarti akan lebih sulit untuk diadaptasi. United Energy telah membantu Nortel (Australia) dalam pengembangan teknologi ini untuk lingkungan Australia.

Penghambat berikutnya adalah bahwa teknologi ini hanya dapat bertahan hidup pada jaringan distribusi tegangan relatif rendah (11 kv atau kurang) dari transmormer substation ke tempat pelanggan. Ini berarti bahwa infrastruktur jaringan telekomunikasi konvensional yang mahal harus disediakan untuk setiap substation. Wakil presiden Nortel, Graham Strange, mengatakan bahwa solusi yang potensial adalah bagaimana cara membypass transformer dengan sinyal data, ini diperlukan untuk meloncat antara saluran tegangan rendah ke tinggi.

Meskipun begitu, di Eropa situasinya lebih menjanjikan. Karena teknologi ini lebih cocok untuk densiti tinggi, jaringan kabel listrik bawah tanah, sejumlah perusahaan listrik besar telah menyatakan minatnya untuk mengimplementasikan teknologi powerline ini. Empat perusahaan (Energie Baden-Wurttemberg, AG EnBW-germany, Vattenfall AB and Sydkraft-Swedia, dan Edon Group di Belanda) semuanya adalah pelanggan dari teknologi power line yang dikembangkan Norweb. Kebanyakan mereka berminat melakukan proyek pilot sebagai mana yang dilakukan Norweb di Manchester.

Di Australia, yang paling tertarik dengan teknologi ini adalah Victoria’s United Energy yang berbasis di Mt Waverley. United Energy menyusun strategi perencanaan pengembangan industrinya dimana strategi ini direfleksikan dalam 2 kunci penting:

1. Pembelanjaan untuk pelayanan kapasitas tinggi di Victoria melalui jaringan fiber optik

2. Penelitian dan pengembangan serta evaluasi komersial teknologi telekomunikasi PowerLine

United Energy telah bekerjasama dengan Nortel dan melakukan riset dan pengembangan teknologi powerline dengan harapan dapat diadaptasikan untuk kodisi Australia.

Masa depan teknologi lain yang dibahas di sini, yaitu Powernet tidaklah begitu jelas. Meskipun teknologi ini telah mempunyai 300000 modul terpasang di seluruh dunia, tetapi teknologi ini sangat terbatas hanya sampai kecepatan data 56 kbps, kecepatan yang bisa dicapai oleh modem

tercepat. Cocok untuk ainstalasi-iunstalasi kecil dimana transfer data terbatas hanya text atau POS data, teknologi ini nampaknya akan tergantikan oleh teknologi yang lebih cepat. Powernet ini mungkin hanya akan layak untuk perumahan atau bisnis kecil.

6 Kesimpulan

1. Teknologi ini masih benar-benar baru, proyek pilotnya baru dilaksanakan sekitar 12 bulan yang lalu. Meski begitu telah membuka suatu janji diversifikasi bagi perusahaan perusahaan listrik guna ekspansi pasarnya dalam menyongsong deregulasi bidang telekomunikasi. Pertanyaan-pertanyaan yang muncul adalah, apakah teknolgi ini akan menjadi kekuatan utama, sebagai teknologi yang akan dipilih untuk diimplementasikan, apakah akan memanfaatkan teknologi PwerLine atau sekedar tergantung (menyewakan) pada kabel-kabel konvensional.

2. Satu hal telah diyakini. Ada kebutuhan nyata untuk standar-standar yang harus dibuat sebagai petunjuk bagi para pengembang dan para manufacturer dalam memproduksi teknologi yang efektif dan aman bagi para pelanggan. Saat ini pengembang dan manufacturer nampaknya membuat regulasi sendiri dan mengimplementasikan standar-standar mereka sendiri. Agar teknologi ini jadi universal, standar-standar yang efektif harus segera dibuat.

3. Sebagai catatan akhir, satu masalah yang tak seorangpun dalam industri ini telah memperhatikannya adalah masalah privacy dan security. Teknologi yang ada memungkinkan data ditransmisikan melalui infrastruktur yang sangat terbuka pada jaringan listrik umum. Pada umumnya kita memahami bahwa pada tingkat tertentu akan mendapatkan berbagai kritik memanfaatkan suatu teknologi baru (misalnya ketika memanfaatkan teknologi telpon bergerak, dll). Dalam teknologi powerline ini, kegunaan dan kepraktisan peranti-peranti ini apakah mampu mengatasi ancaman nyata disadapnya informasi kita (secara fisik atau elektronik). Beberapa pelanggan menggunakan komunikasi powerline secara bersamaan, sehingga data yang berasal dari seorang pengguna dengan seketika dapat dibaca oleh semua orang yang berada pada rangkaian yang sama tsb. Tidak ada informasi yang dapat diperoleh tentang bagaimana data seorang pelanggan akan diamankan dari pelanggan lain. Ini berarti pembuktian keaslian dan validasi dibutuhkan untuk segera dibuat sebagai pelengkap teknologi powerline ini.

4. Hanya waktu yang akan berbicara bagaimana teknologi ini akan meraih sukses di masa depan. Saat ini rasanya masih terlalu awal.

KABEL MODEM

1 Pendahuluan

Kabel modem adalah alat yang memberikan akses berkecepatan tinggi ke internet melalui jaringan kabel televisi. Sama halnya dengan respon dari modem analog tradisional, kabel modem memiliki keunggulan mempunyai kekuatan yang lebih, mampu mengirimkan data lebih cepat kira-kira 500 kali.

Kemampuan mengakses berkecepatan tinggi dari teknologi kabel modem secara jelas, dengan menitikberatkan dari jenis operasi, arsitektur jaringan, teknologi alternatif, dan keamanan akan dicoba dijelaskan selanjutnya.

2 Cara Kerja Kabel Modem

Akses arus internet melalui modem 28.8-kbps, 33.6-kpbs, atau 56-kbps dikenal sebagai tehnologi modem “voiceband”. Seperti modem voiceband, kabel modem modulasi dan demodulasi data signal. Akan tetapi, kabel modem gabungan lebih fungsional untuk jasa internet dengan kecepatan tinggi. Pada jaringan kabel, data dari jaringan ke pengguna adalah sebagai “downstream”, dimana data pengguna ke jaringan adalah sebagai “upstream”. Dari pandangan pengguna, kabel modem adalah 64/256 QAM FM penerima mampu mengirimkan data lebih dari 30 s/d 40 Mbps dalam satu kabel 6 MHz. Hal ini lebih cepat 500 kali dari dari modem 56 Kbps. Data dari penguna ke jaringan dikirim secara fleksibel dan terprogram diawasi dari “headend”. Modulasi data menggunakan pemancar QPSK/16 QAM dengan tingkatan data dari 320 Kbps – 10 Mbps. Tingkatan data upstream dan downstream mungkin dapat dikonfigurasikan secara fleksibel dengan menggunakan kabel modem.

Para pelanggan dapat melanjutkan ke penerima televisi kabel ketika penerima data pada kabel modem diantar ke personal komputer (PC) dengan bantuan “simple one-to-two splitter”. Service data yang ditawarkan oleh kabel modem mungkin dapat dibagi lebih dari 16 pengguna pada konfigurasi jaringan wilayah lokal (LAN).

Gambar 1. Jaringan kabel modem dalam satu wilayah pelanggan

Karena beberapa jaringan kabel sangat baik untuk jasa siaran televisi lokal, kabel modem mungkin menggunakan jalur telepon standar atau QPSK/16QAM modem menawarkan sistem kabel dua arah untuk mentransmisikan data upstream dari lokasi pengguna ke jaringan. Ketika jalur telepon menggunakan gabungan dengan jaringan siaran satu arah, sistem kabel data digunakan seperti sistem telephony return interface (TRI). Dalam jenis ini, satelit atau jaringan televisi tanpa kabel dapat juga digunakan sebagai jaringan data.

Pada ujung-ujung kabel, data dari pengguna disaring oleh demodulasi upstream (atau telephone-return system, sebagai layaknya) untuk diproses lebih lanjut oleh sistem akhir kabel modem (CMTS-Cable Modem Termination System). CMTS adalah switching sistem, biasanya didesain untuk rute data dari sebagian besar pengguna kabel modem melalui jaringan multiplexed interface. CMTS menerima data dari internet dan provider untuk rute data pada pengguna kabel modem. Data dari jaringan ke grup pengguna dikirim ke modulasi 64/256 QAM. Hasilnya adalah para pengguna modulasi data lebih dari 6 MHz perchannel, yang mana pengalokasian spektrum untuk channel televisi kabel seperti untuk siaran ABC, NBC atau TBS ke semua pengguna.

Gambar 2. Sistem akhir kabel modem dan ujung-ujungnya

Kombinasi ujung-ujung kabel antara kanal data downstream dengan video, pay per-view, audio, dan program pemasangan iklan lokal yang akan diterima oleh televisi. Lalu kombinasi sinyal akan ditransmisikan jaringan distribusi kabel. Di tempat pengguna, sinyal televisi diterima oleh “set-stop-box”, sementara data pengguna diterima secara terpisah oleh kotak kabel modem dan dikirimkan ke PC.

CMTS adalah elemen baru yang sangat penting untuk mendukung penggabungan service data komunikasi upstream dan downstream melalui jaringan kabel data. Jumlah channel upstream dan downstream yang ada pada CMTS dapat diklasifikasikan berdasarkan wilayah service, jumlah dari konsumen, tingkatan data yang ditawarkan pada masing-masing pengguna dan spektrum yang berbeda.

Elemen penting lainnya dalam pengoperasian dan managemen day-to-day dari sistem kabel data adalah “Element Management System” (EMS). EMS adalah sistem pengoperasian yang didesain secara khusus untuk menyusun dan mengendalikan CMTS serta menggabungkan pelangganan kabel modem. Tugas pengoperasian termasuk persyaratan, administrasi day-to-day, monitoring, alarm, dan mengetes dari bermacam-macam komponen dari CMTS. Dari pusat network operations center (NOC), sebuah EMS dapat mendukung beberapa sistem CMTS dalam satu bagian wilayah geografis.

Gambar 3. Pengoperasian dan Pengelolaan Kabel Data Modem

3 Keistimewaan Dari Sistem Data Kabel

Selain modulasi dan demodulasi, kabel modem Inc. memiliki beberapa kegunaan yaitu diantaranya untuk memperluas jaringan siaran komunikasi ke “Wide-Area Network” (WANs). Lapisan jaringan dipilih sebagai Internet Protokol (IP) untuk mendukung internet dan service lebar jaringan dunia. Hubungan (link) lapisan data dibagi menjadi 3 bagian : logical link control, link security, dan Media Akses Control (MAC) sangat baik untuk sistem operasional kabel. Sistem arus pada kabel modem menggunakan bentuk format internet untuk transmisi data upstream dan downstream saluran data. Masing-masing saluran data upstream dan penggabungan data upstream pada jaringan kabel untuk memperluas jaringan internet WAN. Jumlah penambahan operasional kabel dapat memperbanyak saluran data upstream dan downstream untuk mendukung permintaan bandwidth pada jaringan kabel data. Dari keterangan diatas, pertumbuhan jaringan kabel data yang baru dapat diterapkan dalam metode yang sama dalam pertumbuhan internet LANs yang mana adalah lingkungan yang berbadan hukum.

Link keamanan yang diperbolehkan dibagi menjadi 3 bagian : Baseline privacy interface (BPI), security system interface (SSI), dan removable security module interface (RSMI). BPI menyediakan kabel modem dimana kerahasiaan data yang melintasi jaringan kabel oleh lalulintas data diantara pengguna kabel modem dan CMTS. Pengoperasiannya dilakukan oleh EMS yang memperbolehkan CMTS untuk memetakan identitas kabel modem untuk membayar pelanggan dan memperbolehkan akses pelanggan untuk masuk kedalam jasa jaringan data. Kerahasiaan dan syarat keamanan melindungi pengguna data seperti halnya mencegah pencurian jasa kabel data.

Diskusi awal didalam Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) setuju untuk menawarkan kegunaan asynchronous transfer mode (ATM) melalui jaringan kabel data untuk memberikan berbagai fasilitas termasuk telepon, data dan video, dimana kesemuanya itu didukung oleh kabel modem. Meskipun standar arus kabel modem Inc. internet menggunakan kabel modem, perluasannya adalah penyediaan dalam standarisasi untuk mendukung ATM atau protokol unit data lainnya. IP-telephony didukung melalui jaringan kabel data dimana diharapkan menjadi nilai jasa yang baru dalam beberapa tahun kedepan.

4 Arsitektur Jaringan Kabel Data

Arsitektur jaringan kabel data sama dengan office LAN. CMTS menyediakan perluasan jaringan internet melalui WAN dengan jangkauan lebih dari 100 mil. Jaringan kabel data mungkin dapat dikendalikan secara lengkap oleh operasi kabel lokal. Alternatif lainnya, semua operasi mungkin dapat dilakukan bersamaan pada pusat regional data untuk mendapatkan skala yang lebih ekonomis. Pembagian geografi atau daerah metropolitan mungkin memiliki sebagian kecil lokasi televisi kabel yang mana dihubungkan secara bersamaan oleh fiber link. Operasi day-to-day dan manajemen jaringan kabel data mungkin dapat disatukan pada lokasi tunggal, seperti “super hub”, sementara lokasi ujung lainnya dapat lebih mudah diatur seperti poros dasar (lihat gambar 4).

Gambar 4. Hub hubungan distribusi dasar

Hubungan distribusi dasar adalah dengan meminimalkan konfigurasi jaringan data yang lebih banyak digunakan dibandingkan ujung televisi kabel. Ujung khususdilengkapi dengan penerima satelit, sambungan fiber kelokasi ujung regional lainnya dan penerima RF upsteam untuk pay-per-view dan data service. Konfigurasi jaringan data termasuk sistem CMTS dapat sebagai transport data upstream dan downstream dan dan rute IP untuk menghubungi ke lokasi super hub.

Gambar 5. Super Hub

Super hub adalah lokasi ujung kabel dengan fasilitas tambahan kontrol temperatur ke rumah degan bermacam server komputer, yang mana sangat dibutuhkan untuk menjalankan jaringan kabel data. Server termasuk pengiriman file, menggunakan hak dan pembukuan, kontrol log (syslog), alamat IP dan administrasi (server DHCP), server DNS, dan data over cable service interface spesifications (DOCSIS) kontrol server.

Pengguna data dari lokasi dasar dan super hub adalah penerima pada pusat regional data untuk kesatuan yang lebih lanjut dan distribusi melalui jaringan. Super hub didukung oleh dynamic host configuration protocol (DHCP), DNS (domain name server), dan server log kontrol yang penting untuk administrasi jaringan kabel data.Pusat regional data dihubungkan ke internet dan jaringan dunia luas dan juga server farms yang dibutuhkan untuk mendukung jasa internet. Server ini meliputi e-mail, Web hosting, berita, chat, proxy,caching, server media streaming.

Gambar 6. Pusat Regional Data

Pada penambahan ke jaringan kabel data, pusat jaringan data mungkin juga didukung oleh jasa modem dial-up (56-kbps service) dan business-to-business internet service. Swithing jaringan, rute dan server dilakukan pada pusat regional data untuk di dial-up secara bersamaan, kecepatan tinggi, dan busines internet service.

Super hub dan pusat data regional dapat dijadikan menjadi satu lokasi dan diatur seperti satu kesatuan bisnis. Super hub diatur oleh jasa provider televisi kabel (TCI), sementara pusat regional data diatur sepreti terpisah dan bisnis bebas (@ rumah). Didalam satu wilayah, keberadaan Internet Service Provider (ISP) menyediakan pendukung pusat data regional untuk tempat asal dan lokasi super hub diatur oleh provider jaringan kabel data yang berdiri sendiri.

Pusat regional data dihubungkan dengan pusat data regional yang lainnya menggunakan jaringan “backbone” nasional. Selain itu, tiap pusat regional data juga dihubungkan ke internet dan jasa jaringan dunia luas. Lalu lintas antara jaringan regional, internet dan jaringan regional yang lainnya adalah melalui pusat data regional.

5 Standar Jaringan Kabel Data

Sistem kabel data terdiri dari bermacam teknologi dan standar yang berbeda. Untuk memasyarakatkan kabel modem, produk dari penjual yang berbeda harus dapat dioperasikan.

Untuk memenuhi syarat dari sistem yang dapat dioperasikan, operator televisi kabel di Amerika Utara membentuk rekanan yang terbatas, Multimedia Cable Network System (MCNS), and developed an initial set of cable modem requirements (DOCSIS). Penjual peralatan harus tunduk kepada peraturan DOCSIS dan tes kemampuan pengoperasian yang dilakukan oleh program sertifikasi CableLabs.

5.1. Physical Layer

Saluran Data Downstream

Pada tingkatan percobaan bentuk fisik, saluran data downstream harus berdasarkan spesifikasi video digital Amerika Utara dan berdasarkan ciri-ciri berikut :

1. 64 dan 256 QAM

2. 6 MHZ-spektrum yang digunakan berdampingan dengan sinyal lain didalam kabel utama

3. Rangkaian dari blok kode Reed-Solomon dan kode Trellis, mendukung operasi dalam peningkatan persentasi dari Kabel Utama Amerika Utara.

4. “variable length interleaving supports”, kedua service data “latency-sensitive and latency-insensitive”

Saluran Data Upstream

Saluran data upstream harus mengikuti ciri-ciri sebagai berikut :

1. Format QPSK dan 16 QAM

2. Multiple symbol rates

3. Batas data dari 320kbps ke 10 Mbps

4. Fleksibel dan kabel modem yang dapat diprogram dibawah pengawasan CMTS

5. Frekuensi kecerdasan

6. Multiple akses time-division

7. Didukung oleh kedua protokol data unit : “fixed-frame and variable- length”Dapat diprogram blok pengkodean Reed-Solomon

5.2. MAC Layers

Tingkatan MAC menyediakan persyaratan global untuk berbagai kabel modem pelanggan untuk membagi saluran data upstream untuk ditransmisikan ke jaringan. Syarat tersebut termasuk deteksi “tubrukan” dan transmisi balikan. Besarnya wilayah yang dapat dijangkau dari jaringan kabel data mengakibatkan masalah yang istimewa sebagai hasil dari waktu tunda transmisi antara pengguna dekat headend dengan pengguna yang jauh dari headend. Untuk menghilangkan rugi-rugi kabel dan waktu tunda yang diakibatkan oleh jarak, tingkatan MAC terdapat batasan, yang mana setiap kabel modem dapat mengakses waktu tunda yang ditransmisikan ke headend. Tingkatan MAC meningkatkan waktu sinkronisasi, penempatan bandwidth ke kabel modem di CMTS kontrol, deteksi error, pengendalian dan perbaikan error, prosedur untuk pendaftaran kabel modem yang baru.

Privacy

Kerahasiaan dari pengguna data diterima dengan cara menggunakan data link-layer antara kabel modem dan CMTS. Pengaturan dari parameter keamanan termasuk penguncian data diberikan kepada kabel modem oleh Asosiasi keamanan (SA). Semua transmisi upstream dari kabel modem berjalan melintasi saluran data upstream tunggal dan diterima oleh CMTS. Pada saluran data downstream CMTS harus memilih SA yang tepat berdasarkan alamat tujuan dari target kabel modem.

5.3. Network Layer

Jaringan kabel data menggunakan IP untuk komunikasi dari kabel modem ke jaringan. The Internet Engineering Task Force (IETF) bentuk dasar DHCP untuk semua tugas pegalamatan IP dan administrasi didalam jaringan kabel. Sistem translasi pengalamatan jaringan (NAT) dapat digunakan untuk menempatkan multiple komputer yang menggunakan akses tunggal kecepatan-tinggi melalui kabel modem.

5.4. Transport Layer

Jaringan kabel data menggunakan protokol kontrol transmisi (TCP) dan protokol pengguna datagram (UDP) sebagai transport layer.

5.5. Application Layer

Semua aplikasi hubungan-internet ditingkatkan. Aplikasi ini termasuk e-mail, ftp, tftp, http, berita, chat, dan signaling network management protocol (SNMP). Penggunaan SNMP sangat baik untuk managemen dari CMTS dan kabel modem.

Operations System

The operations support system interface (OSSI) syarat dari DOCSIS menetapkan tentang bagaimana jaringan kabel data diatur. Sebagai catatan, ketetapan yang diperbolehkan dalam RF MIB. Sistem ini memungkin penjual untuk membuat EMS untuk mendukung managemen spektrum, managemen pelanggan, penagihan, dan operasi yang lainnya.

6 Kesimpulan

1. Tehnologi kabel modem menawarkan akses kecepatan-tinggi untuk internet dan service jaringan dunia luas. Jaringan kabel data menggabungkan elemen yang penting untuk kemajuan teknologi moden yang akan datang dan menyediakan beberapa keuntungan seperti kerahasiaan, keamanan, jaringan data, akses internet dan ciri quality-of-service. Jaringan arsitektur end-to-end memungkinkan pengguna kabel modem untuk menyambung ke CMTS, in turn, menyambung ke pusat regional data untuk akses ke service internet. Demikianlah, melalui sistem dari sambungan jaringan, jaringan kabel data memungkinkan pengguna dihubungkan ke pengguna yang lainnya dimanapun didalam jaringan global.

KESIMPULAN UMUM

TABEL ANALISA PERBANDINGANTEKNOLOGI ADSL, PLC DAN KABEL MODEM

I. ADSL

Media Transmisi- Menggunakan kabel telepon

Keuntungan- Menggunakan infrastruktur yang sudah ada, walaupun di beberapa tempat kualitas kabel telepon tidak memadai untuk mengakses kecepatan tinggi.

Kerugian- Kecepatannya tidak stabil, karena kebanyakan teknologi ini berbagi bandwith sehingga kecepatan 512Kbps dapat dibagi menjadi 20-an user.

Kecepatan/Bandwith- Kecepatannya tinggi bisa mencapai 2Mbps (atau ada yang 10Mbps, sementara di Indonesia rata-rata 512Kbps).

Biaya- Harga modem ADSLnya bervariasi antara USD 25 s/d USD 300

II. PLC

Media Transmisi- Menggunakan kabel listrik

Keuntungan- Tidak perlu menarik kabel dari rumah ke rumah karena diasumsikan hampir semua rumah memiliki kabel listrik sehingga secara teoritis dapat dipasang perangkat PLC

Kerugian- Jaraknya masih terlalu pendek, 100 meter hanya bisa mengakomodasi maksimal 16 perangkat.- Tidak bisa melewati gardu listrik yang ada transformatornya.

Kecepatan/Bandwith- Saat ini kecepatan maksimal 900Kbps pert titik

Biaya- Harga per unit nya diatas USD 100

III. KABEL MODEM

Media Transmisi- Menggunakan kabel tv (coaxial)

Keuntungan- Menggunakan infrastruktur yang sudah ada, khususnya yang sudah berlangganan TV Kabel.- Penyebarannya melalui Point to Multipoint sehingga biaya operasionalnya murah

Kerugian- Harus berlangganan TV Kabel- Karena menggunakan metode bandwith sharing, maka kecepatannya menjadi tidak stabil.- Kalau jaraknya terlalu jauh dari sentral, maka seringkali sambungannya terputus.

Kecepatan/Bandwith- Saat ini bandwith downstreamnya hanya bisa sampai 512 Kbps

Biaya- Harga kabel modem maksimal USD300 per meter ditambah biaya langganan TV Kabel