Pre-kompensasi Respon Saluran Transmisi pada Jaringan Akses Multimedia ADSL 1,6 Mbps

Transmission channel of pre-compensation response in the ADSL 1.6 Mbps multimedia access network

The development of the living pattern of society has increased the needs of faster and easier services, such as multimedia access network. One of the xDSL family, as an alternative to the network access technology, is the 16-QAM ADSL. The main problem in xDSL is reducing the transmission channel response which usually can be accomplished by using an equalizer. Transmission channel of pre-compensation response can be added to assist the work of the equalizer. A pre-compensation is a filter which has been added before ADC to compensate the earlier response of the transmission channel. The utilization of the pre-compensation can reduce the length of the equalizer coefficients from 100 tap to 20 tap. The 16-QAM-ADSL can reach the capacity of 1.6 Mbps (TI/DSI at 1.544 Mbps) in a 18 kft channel 26 AWG. The 16-QAM ADSL transceiver system which is explored in this study has worked well after 0.25 second training period. The sampling phase error is about 7.2° and the sampling frequency error is about 10 Khz.

Key words: access network, ADSL, compensation, equalization, multimedia.

1 Pendahuluan

Kebutuhan akan layanan multimedia mengharuskan pengembangan transportasi data digital dan kapasitas yang besar. Misalnya, untuk mengirimkan format video MPEG minimal diperlukan 1,5 Mbps[1]. Teknologi impian sampai saat ini adalah sistem komunikasi fiberoptic, yang memiliki kapasitas dalam orde giga bps. Namun, untuk itu harus dibangun infrastruktur baru dengan biaya investasi besar, meskipun sebenarnya sangat ekonomis jika dilihat dari sisi teknologinya. Selain itu, terkadang kebutuhan akan transportasi multimedia tidak memerlukan kapasitas sebesar itu

(misalnya saluran ke pelanggan hanya memerlukan sebuah atau beberapa saluran saja dengan kapasitas menengah).

Kemungkinan lain adalah memanfaatkan infrastruktur yang sudah ada, yaitu jaringan telepon yang menggunakan saluran sepasang kawat tembaga (Public Service Telephone Network, PSTN). Masalahnya, jaringan tersebut telah dirancang untuk keperluan penyaluran sinyal suara dengan bandwidth terbatas. Dengan perkembangan teknologi digital, jaringan PSTN dapat dioptimalkan untuk penggunaan transmisi data digital kecepatan tinggi. Teknologi ini sering disebut

xnSI.[2|" Awalan huruf menyatakan ada beberapa vaiiasi sistern DSI", (Digital Subscriber Line). F.DSL (Asymmetric Digital Subscriber lire) rnerupakan salah satu variasi xDSL, yang memiliki kapasitas transmisi dari pelanggan ke central olrt"t (upstreant) atau sebaliknya (downstreanr) tidak sarna besar.

Di sinilah equalizer berperan besar melakukan kompensasi saluran transmisi agar dapat digunakan untuk transrnisi sinyal xDSL. Rangkaian equalizer yang digunakan sangat kompleks, baik fungsi maupun rangkaiannya. Ada beberapajenis teknik modulasi yang sudah dikembangkan yang dapat mengatasi masalah keterbatasan saluran transmisi, seperti DlNfT (Discrete Multi Tone)[3], yang dapat mengoptirnalkan saluran transmisi berdasarkan tingkat SNR-nya. Dengan leknik ini, rangkaian equalizer dapat disederlunakan. Pada teknik rnodulasi lain, seperti QAMt4l atau CAP (Carrierless Amplitudo/Phase)[5], penggunaan equalizer masih mutlak diperlukan. Banyak teknik yang digunakan untuk menurunkan kompleksilas equalizer. Salah satu yang diteliti di sini adalah penggunaan prekornpensasi saluran transnrisi.

Penelitian dilakukan dengan tcrlebilr dahulu rneurpelajari konsep dasar sistem kornunikasi digital secara urnurn dau sistem ADSL secara khusus, dilanjutkan dengau nternpelajari sistern ADSL yang sudah dikenrbangkan. Tahap berikutnya adalalr mencoba meurbangun sistern ADSL berdasarkan kornponen-komponen dasar yang bertujuan untuk lebih memahami konsep dasar perancangan sistem ADSL. Hasil perancangan disimulasikan dengan menggunakan software matlab dan diteliti lebih lanjut kernungkinan perbaikan pada kornponen sistem ADSL tersebut. Salah satu bentuk perbaikan yang diteliti diuraikan di sini.

Penelitian ini sendiri lebih banyak difokuskan pada teknik ekualisasi dan pre-kompensasi untuk sistem QAM-ADSL 1,6 Mbps. Bagian kedua dari tuhsan ini akan menampilkan secara umum transceiver I6-QAN{- ADSL yang sedang diteliti dan menerangkan sedikit bagian-bagian transceiver. Bagian ketiga menampilkan usulan tentang teknik kompensasi awal dari respons saluran transmisi yang dapat membantu keqa equalizer. Bagian keempat rnemberikan contoh hasil sirnulasi transceiver 16-QAM-ADSL. Bagian kelima mernberikan kesimpulan tentang hasil yang didapat selama melakukan penelitian.

2 Tronsceiver ADSL

Garnbar Iadalah konfigurasi urnunl sistcm ADSL. Ada dua rnacarn transceiver yang digunakan pada sistem ADSL, yaitu pada central office dan pada pelanggan. Jalur telepon analog yang larru Qtlain old telephone service, POTE tetap dapat digunakan dan bekerja bersama-sama dengan sistem ADSL yang dipisahkan dengan menggunakan splitter. Kedua macam lransceiver ini digunakan karena adanya kebutuhan kapasitas transmisi yang berbeda pada sistem ADSL. Perbedaan ini dapat dilihat dari spektrum frekuensi sinyal transmisinya, seperti yang tampak pada Garnbar 2.

Penelitian mengerjakan transceiver untuk keperluan downstream, dengan kapasitas sebcsar 1,6 Mbps pada saluran telepon 18 k ft (5,5 km) 26 AWG (4,5 rnm). Kapasitas ini dapat melingkupi kecepatan Tl/DSl, yaitu 1,544 Mbps. Gambar 3 adalah diagram blok transceiver ADSL untuk keperluan downstream.

Gambar 1 Konfigurasi urirum penggunaan transceiver ADSL

Garabar 2 Daerah frekuensi kerja modem ADSL 1.6 Mbps[1]

Gambar 3 Diagram blok Transceiver ADSL 1.6 Mbps

Pengkodean digunakan untuk mengubah bit masukan menjadi simbol tertentu. Dalam hal ini digunakan 16-QAM untuk mendapatkan kapasitas 1,6 Mbps pada bandwidth 400 kHz. Sinyal keluarannya dapat dianggap sebagai sinyal kompleks dan disebut simbol ADSL. Kecepatan simbol 400 k simbol/s, dan untuk membatasinya pada 200 kHz (bandwidth 200 kHz cukup mewakili data 400 kbps) digunakan square-root raisedcosine filter (SQRT-RC filter)[6]. Filter SQRT-RC dipilih untuk meniadakan ISI pada tahap ini. Keluaran filter SQRT-RC (Inter-symbol interference) ini disebut sinyal ADSL baseband dan diumpankan ke Modulator QAM dengan frekuensi carrier 300 kHz. Jika sinyal kompleks baseband dinyatakan dengan A(t) dan sinyal maka hasil carrier modulasinya adalah

\(tx(t) = \text{Re}\left\{A(t)e^{j\omega t}\right\}\) [6]. DAC mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog pada sampling 1,6 MHz. Keluaran DAC dibatasi spektrum frekuensinya pada 500 kHz[1] dengan filter LPF. Sinyal ini disebut sinyal ADSL passband.

Saluran transmisi berupa sepasang kawat terpilin (twisted-pair) yang digunakan untuk saluran transmisi telepon analog (PSTN) dan memiliki karakteristik tertentu. Respons frekuensi saluran untuk beberapa jenis ukuran atau panjang kawat saluran dapat dilihat pada gambar 4. Untuk keperluan simulasi (18 kft. 26 AWG), karakteristiknya didekati dengan menggunakan filter LPF (butterworth) orde 4 pada frekuensi cut-off 2,5 kHz.

Gambar 4 Karakteristik saluran sepasang kawat telepon [4]

Filter BPF membatasi spektrum noise pada 500 kHz dan menghilangkan sinyal suara dari telepon analog (POTS) dan mungkin sinval ISDN[1]. AGC mengatur kembali sinyal pada level sinyal yang dikehendaki. ADC mengubah sinyal ADSL (analog) menjadi sinyal digital pada setiap waktu sampling tertentu (1.6 MHz). Demodulator bersama-sama dengan filter SQRT-RC digunakan untuk mendapatkan kembali sinyal simbol yang diterima (sinyal ADSL baseband). Sinyal simbol keluar dari demodulator masih yang mengandung ISI. Untuk mengatasi adanya ISI, diperlukan equalizer yang dapat mengembalikan simbol mendekati bentuk simbol aslinya. ISI (Inter-Symbol Interference) adalah perubahan bentuk sinyal simbol karena interferensi simbol-simbol di sebelahnya akibat respons impuls dari suatu sistem (misalnya filter atau saluran transmisi). Gambar 5 mengilustrasikan adanya ISI.

Gambar 5 Respons impuls menyebabkan ISI. Ada dua bagian, precursor dan postcursor

Secara teknis, equalizer ini berusaha menghilangkan pengaruh kecacatan yang disebabkan oleh respons impuls dari saluran. Di sini digunakan Decision Feedback Equalizer (DFE). Pada DFE terdapat dua filter, yaitu Feed Forward Equalizer (FFE) dan DFE itu sendiri. FFE berfungsi meniadakan precursor dan DFE meniadakan postcursor. Gambar 6 menunjukkan struktur dasar rangkaian equalizer DFE.

Gambar 6 Struktur dasar equalizer DFE

Equalizer dilengkapi dengan algoritma adaptasi yang digunakan untuk memperbarui atau mengubah nilai koefisien equalizer agar selalu dapat sesuai dengan karakteristik saluran. Algoritma yang digunakan di sini berdasarkan least mean square (LMS). Algoritma LMS secara umum menyatakan bahwa perubahan suatu parameter bergantung pada negative gradien error terhadap perubahan parameter tersebut.

\[\Delta K = -\lambda \nabla_{\kappa} E [6] \tag{1}\] dengan \(\Delta\) menyatakan perubahan nilai, K parameter yang akan diubah, \(\lambda\) konstanta perubahan, dan \(\nabla_K\) operator gradien terhadap K. E didefinisikan sebagai nilai error kuadrat rata-rata (Mean Square Error, MSE),

\[E = MSE = |e|^2 [6] \tag{2}\] dengan

\[e(n) = s(n) - \left(\sum_{k=-N_p+1}^{0} p_k r(n-k) - \sum_{k=1}^{N_f} f_k s(n-k)\right)\](3)

P(Z) adalah koefisien filter FFE, dan F(Z) adalah koefisien filter DFE.

\[P(Z) = \sum_{k=-N_p+1}^{0} p_k Z^{-k} \quad \text{dan } F(Z) = \sum_{k=1}^{N_f} f_k Z^{-k}\] (4)

maka, setelah mengalami perubahan, koefisien DFE menjadi,

\[f_k(n) = f_x(n-1) - \beta_f \ e(n) \, s(n-k)^* \, [4]\] (5)

sedangkan koefisicrt hlter FF'E nrcnlaui

\[p_k(n) = p_k(n-1) + \beta_p \ e(n) r(n-k)^* [4]\] (6)

dengau pr, fr kostisicn FFE dtui DFE" p,,. pp konstanl.a kecepatdlt adaptasi.

Gambar 8 adalah blok diagraur dari equalizer dan tirning recovery jang digunakan dalatn penelitian. Garnbar 7 menunjukkan karakteristik rangkaian NCO, matchea f lter, dan loop f lter yang digun:rkarr daiatn rangkaian pada Ganrbar E.

Carrier recovety membangkitkan sinyal carrier dengan frckucnsi/fasa yang tepat. Timing recovery mernbangkitkan sanrpling dengan frekuensi/fasa yang tepat. Decoder rnentede:mahkan sitnbol kcluaran equalizer rnenjadi bit kcluaran.

3 Pre-kompensasi respons saluran transmisi

Berdasarkan penelitian, ternyata respons saluran transmisi tidak dapat atau sulit diatasi jika hanya mengandalkan equalizer. Selain itu, equalizer yang digunakan umumnya sangat kompleks. Sinyal ADSL passband yang dipancarkan melalui saluran transmisi (saluran telepon) sangat teredam, terutama komponen frekuensi tinggi. Dengan demikian, sinyal passband ADSL yang sampai ke penerirna didominasi oleh sinyal frekuensi rendah, sedangkan sinyal frekuensi lebilt tinggi hanrpir-hampir hilang" Gambar 9 adalah respons frekuensi pada tahap setelah AGC (hasil sintulasi) yang menunjuk-kan hanya sinyal dengan frekuensi rendah saja yang tampak.

Gambar 7 Karakteristik NCO, matched filter dan loop filtor

Ts=Periode Sampling TS=Periode Simbol= l/Baud Rate Simbol I

Gambar 8 Diagram blok ttming recovery dan equalizer

Gambar 9 Respons frekuensi sètelah AGC. Komponen frekuensi tinggi sangat teredam

Gambar 10 menunjukkan hasil demodulasi, dan sinyal keluaran (sinyal baseband ADSL) yang sulit dikenali (banyak mengandung frekuensi lebih besar dari 200 kHz, padahal sinyal baseband ADSL dibatasi sampai 200 kHz). Sinyal ini (hampir) tidak bisa dideteksi oleh carrier/timing recovery, sehingga carrier/timing recovery tidak dapat mengunci pada fasa yang tepat.

Gambar 10 Spektrum sinyal baseband ADSL. Keluarnya didominasi sinyal dengan frekuensi di atas frekuensi simbol yang dikehendaki (spektrum simbol sekitar 0-200 kHz)

Ada dua cara yang bisa dilakukan, yaitu meletakkan equalizer sebelum demodulasi atau memasang filter HPF yang digunakan untuk kompensasi awal (melakukan sedikit/banyak perbaikan) respons saluran. Pada penelitian ini digunakan kompensasi awal, dengan alasan sebagai berikut.

• Pertama, fungsi HPF bisa dijadikan satu dengan filter BPF yang sudah ada (selain digunakan untuk membatasi spektrum noise dan membuang sinyal POTS, filter BPF juga difungsikan sebagai pengkompensasi saluran transmisi).
• Kedua, struktur rangkaian penerima tidak mengalami perubahan.
• Ketiga, dengan memasang BPF sebelum ADC (filter BPF adalah filter analog), sinyal yang masuk ke

ADC sedikit-banyak sudah diperbaiki. Maksudnya, jika sinyal ADSL passband sangat teredam pada komponen frekuensi tinggi, maka sinyal ini tidak akan cukup besar untuk dimasukkan ke ADC (AGC mengatur penguatan sinyal berdasarkan nilai ratarata, sehingga yang mendapatkan penguatan cukup hanya komponen frekuensi rendah). Karena itu, ADC tidak akan dapat mengkonversi sinyal ADSL ini dengan baik.

• Keempat, seperti diketahui, respons impuls dari saluran relatif panjang, bisa mencapai beberapa ribu sampling, sehingga equalizer yang digunakan harus memiliki jumlah koefisien (tap) yang panjang, yang mampu menjangkau hampir sepanjang respons impuls saluran (dibutuhkan setidaknya 100 tap). Dengan menggunakan filter BPF (HPF), respons impuls total dapat diperpendek menjadi sekitar 20 sampai 30.

Jika kurang dari itu, harus diketahui respons frekuensi saluran transmisi agar dapat dibuat filter yang sesuai. Tetapi, ini tidak terlalu kritis, karena hanya perlu (sedikit/banyak) memperbaiki respons frekuensi, tanpa perlu menghilangkan seluruh gangguan ISI, sedangkan yang lain akan ditangani equalizer. Solusi ini mungkin bukan yang terbaik, namun cukup sederhana untuk mengatasi masalah.

Berikut ini dikemukakan contoh respons sinyal passband (setelah AGC) dan baseband (setelah demodulator dan filter SQRT-RC) terhadap beberapa filter BPF hasil simulasi selama penelitian. Digunakan BPF butterworth orde 3 dengan tiga macam frekuensi cut-off rendah (f_CL), 100, 200, 300 dan 400 kHz, dan frekuensi cut-off atas (f_CH) 500 kHz. Parameter tersebut hanya digunakan sebagai contoh untuk menunjukkan pengaruhnya. Dalam pembuatannya nanti dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

Gambar 11 dan 12 menunjukkan pemilihan parameter filter mempengaruhi respons hasilnya. Dengan \(f_{CL}\)=100 atau 200 kHz, komponen frekuensi tinggi (100 sampai 200 kHz) sangat mendominasi (spektrum tidak merata). Ini akan sangat mempersulit mendapatkan kembali simbol-simbol yang diterima. BPF dengan \(f_{CL}\) 300 atau 400 kHz dapat diterima, dan komponen frekuensi rendah (sinyal baseband) mulai nampak membesar dan memiliki spektrum yang hampir merata. Spektrum ini akan memudahkan untuk mendapatkan kembali simbol-simbol yang diterima.

Gambar 11 Spektrum frekuensi passband setelah digunakan BPF orde 3

Gambar 12 Spektrum ADSL baseband setelah digunakan BPF orde 3

Contoh berikut ini digunakan untuk menguji apakah parameter pre-filter yang dipilih (BPF butterworth orde 3, fcl=300 kHz dan fch=500 kHz) sesuai untuk beberapa karakteristik saluran transmisi. Pada pengujian digunakan beberapa parameter saluran, mulai dari yang lebih 'berat' dibandingkan dengan yang digunakan sebelumnya, sampai dengan yang lebih 'ringan'. Gambar 13 adalah respons impuls setelah keluar dari AGC. Dari gambar tersebut tampak bahwa panjang respons hanya sekitar beberapa puluh sampai seratusan sampling, sehingga hanya diperlukan equalizer dengan panjang koefisien sekitar 20 sampai 30 tap, meskipun dengan berbagai karakteristik saluran yang berbeda.

Gambar 14 dan 15 menunjukkan respons frekuensi setelah AGC dan demodulator. Dari hasil-hasil di atas, dengan memilih parameter BPF yang 'tepat', kita dapat mengatasi beberapa jenis karakteristik saluran transmisi yang berbeda. Penentuan ini memang tidak dapat dihindari mengingat nanti transceiver ADSL ini digunakan pada saluran transmisi dengan panjang yang bervariasi, bisa dari beberapa ratus meter sampai beberapa (maksimal \(\pm 5,5\)) kilo meter[1].

Gambar 13 Respons impuls setelah AGC pada beberapa karakteristik saluran. Penggunaan BPF dapat memperpendek panjang respons impuls saluran transmisi.

Gambar 14 Respons frekuensi setelah AGC untuk beberapa karakteristik saluran. Karakteristik dengan respons yang lebih 'berat' belum mampu dikompensasi oleh BPF, sehingga dapat menggunakan BPF lain dengan karakteristik yang sesuai.

Gambar 15 Respons frekuensi keluaran dari demodulator pada beberapa karakteristik saluran. Ada satu karakteristik saluran yang belum dapat dikompensasi BPF.

4 Simulasi

Beberapa nilai parameter dari masing-masing bagian transceiver telah diuji coba, misalnya dengan mengubah-ubah frekuensi carrier, parameter loop-filter, dan lainnya. Hasil simulasi ditampilkan berikut dengan memilih parameter tertentu dengan spesifikasi sebagai berikut,

• * Frekuensi Sampling 1,6 MHz
• · Frekuensi Carrier 300 kHz
• Konstelasi 16-QAM (4-QAM untuk pelatihan pertama dilanjutkan dengan 16-QAM)
• Alphabet \(\{00\ 01\ 10\ 11\} \rightarrow \{-3, -1, 1, 3\}\)
• Filter Square-root Raised-cosine: Panjang 17 tap, T=4, α=0,377
• Low Pass Filter (LPF): Filter RC orde 1 dengan f_C 500 kHz
• Simulasi saluran transmisi: Filter LPF polinomial Butterworth orde 4 dengan frekuensi cut-off 2,5 kHz
• Band Pass Filter (BPF): Polinomial Butterworth orde 3 dengan frekuensi cut-off bawah (f_CL) 300 kHz dan frekuensi cut-off atas (f_CH) 500 kHz
• Automatic Gain Control (AGC): Penguatan ≈ 4e8, keluaran ± 3 volt puncak
• Matched-Filter: Sama dengan filter SQRT-RC
• Pre-Filter Detektor Fasa: Filter FIR panjang koefisien 9 tap, f_C 100 kHz
• Fractionally-Spaced Equalizer (FSE): Panjang 10 tap, \(\beta\)=1e-4
• Decision-Feedback Equalizer (DFE): Panjang 20 tap, β=5e-5

Setelah 300.000 sampling (0,1875 detik, equalizer dan carrier/timing recovery sudah beradaptasi dengan baik), akan didapatkan hasil seperti pada Gambar 16 dan 17. Jika equalizer dapat beradaptasi dengan baik, nilai koefisiennya akan mirip dengan respons impuls saluran transmisi yang dikompensasi.

Gambar 16 Koefisien filter DFE (nilai real dan imajiner)

Berikut ini dikemukakan contoh simbol kompleks yang dikirimkan (Gambar 18) dan simbol kompleks yang diterima atau keluaran dari equalizer (Gambar 19).

Gambar 17 Koefisien filter FSE (nilai real dan imajiner)

Gambar 18 Simbol digital yang dikirimkan (real dan imajiner)

Garnbar 19 Simbol keluaran equalizer (real dan imajiner)

Dari Gambar 18 dan 19 dapat dilihat terjadi pergeseran sejauh 40 sampling, yang disebabkan oleh penundaan pada filter SQRT-RC (8 sampling), filter LPF + saluran transmisi + filter BPF (6 sampling), matched-filter (8 sampling), FSE (18 sampling). Gambar 20 adalah hasil modulasi dengan carrier 300 kHz. Spektrum frekuensinya berkisar 100-500 kHz.

Gambar 20 Sinyal ADSL passband (hasil modulasi) dan spektrumnya

Setelah singui ALSE pussband diubah ke analog menggunakan DAC, difilter dengan LPF dan dikirimkan melalui saluran transmisi, sinyal dengan komponen frekuensi tinggi tidak tampak sama sekali (Gambar 21.a). Terlihat juga dari spektrum frekuensinya (Gambar 21.b) bahwa sinyal didominasi oleh komponen frekuensi di bawah 10 kHz. Sinyal ini sama sekali tidak dapat digunakan lebih lanjut tanpa melalui proses kompensasi awal.

Gambar 21 Sinyal ADSL passband keluaran saluran transmisi dan spektrumnya

Dengan digunakannya BPF (sebagai kompensasi awal, filter noise, sinyal POTS dan ISDN) yang memiliki frekuensi cut-off tertentu, sinyal dengan komponen frekuensi yang lebih tinggi (sinyal ADSL passband) dapat ditampakkan lagi (Gambar 22).

Dilihat dari spektrum frekuensinya, spektrum sinyal ADSL passband masih belum kembali seperti semula (Gambar 20, ini memang tidak diperlukan; yang penting, komponen frekuensi dari sinyal ADSL dapat ditampakkan semua). Perbaikan akhir akan dilakukan oleh equalizer. Setelah didemodulasi dan difilter, akan didapatkan sinyal ADSL baseband (masih banyak mengandung ISI). Sinyal ADSL baseband tersebut dimanfaatkan untuk mendapatkan informasi fasa bagi keperluan carrier/timing recovery. Setelah sinyal baseband disampling pada 2 kali kecepatan simbol, sinyal diumpankan ke FSE untuk menghilangkan atau memperkecil precursor ISI. Keluaran FSE disampling lagi pada periode simbol dan dimasukkan ke DFE.

Keluaran dari equalizer berupa simbol kompicks (Gambar 19) yang sama dengan simbol yang dikirimkan (Gambar 18) dengan pergeseran waktu tertentu

Gambar 22 Sinyal keluaran ADC (setelah BPF, AGC dan ADC) dan spektrumnya

Gambar 23 menunjukkan perubahan fasa dan periode sampling, dengan puncak-puncak perubahan fasa sekitar 0,04 periode sampling. Atau, jika perbedaan 1 sampling =360°, maka perubahannya sekitar 14,4°. Jika dihitung sebagai perbedaan fasa sinyal carrier, perbedaannya sekitar 0,04 x 360° x 300 kHz / 1600 kHz = 2,7°. Nilai ini relatif kecil dibandingkan dengan perbedaan fasa terkecil antarsimbol pada titik-titik konstelasi yang sekitar 18,4349°. Demikian juga dengan perubahan periodenya, hanya sekitar 0,01 sampling atau 1 % sampling atau 0,01 x 300 kHz / 1600 kHz = 0,0019 (0,19 %) periode sinyal carrier.

Gambar 23 Fasa dan periode sinyal sampling

Sebagai pelengkap, berikut ini akan ditampilkan grafik hasil perekaman beberapa nilai selama proses adaptasi atau pelatihan dari penerima ADSL. Gambar 24 merekam besarnya kesalahan fasa sampling rata-rata yang terjadi mulai dari awal; pada 50.000 sampling pertama masih terjadi kesalahan fasa yang cukup besar, sampai akhirnya mengecil dan mendekati nol.

Gambar 24 Kesalahan fasa sinyal carrier

Gambar 25 menunjukkan pcmbahan fasa srnyai sampling. Setelah 300"000 sar^;piirrB (0,1875 detik), fasa sampling rnencapai titik sekitar 0,25 sampling (90").

Gambar 25 Fasa sinyal sampling

Gambar 26 menunjukkan perubahan frekuensi sampling sejak awal, yang tidak terlalu mencolok (frekuensi sampling relatif stabil pada nilai 1,6 MHz). Perubahan frekuensinya sckitar + l0 kHz.

. Gambar 26 Frekuensi sinyal sampling

Gambar 27 mencatat perubahan rata-rata kuadrat kesalahan (mean square error, MSE) pada equalizer. Sampai sampling ke 50.000 error nlenurun dengan cepat sampai akhimya pada sarnpling lebih besar dari 50.000 turun secara perlahan. Hasil akhimya tercatat sekitar 0,4.

Gambar 27 Kesalahan adaptasi equalizer

Kesimpulan J

• Sistem ADSL menggunakan saluran transmisi dari laringan PS'I'N (semula digunakan untuk transmisi sinyal suara, spektrum 300-3400 Hz). QAM-ADSL 1,6 Mbps menggunakan ciaerah frekuensi 100-500 kHz. Karena itu, sinyal ADSL yang dikirimkan akan sangateredam. a
• Equalizer berperan penting dalam beberapa sistem modulasi untuk ADSL, guna meniadakan pengaruh karakteristik saluran Dengan tambahan prekompensasi, kompleksitas equalizer dapat ditekan.
• Sebelum digunakan pre-kompensasi panjang, koefisien DFE dalam sistem ADSL dapat mencapai 100 tap, dan dengan menggunakan pre-kompcnsasi, panjang koefisien DFE dapat ditekan sampai sekitar 20 tap.
• Hasil akhir perancangan transceiver ADSL ini adalah:
  • Setelah 300,000 sampling (0,I 875 detik), kesalahan fasa sampling menjadi sekitar + 7,2" atau fasa carrier menjadi sekitar + 1,35o. Perubahan frekuenSi sampling sekitar + l0 kl-Iz.
  • Equalizer mulai dapat beradaptasi dengan baik setelah 50.000-100.000 sampling (0,03125- 0,0625 detik).
  • Transceiver dapat mulai mengirimkan data setelah pelatihan sekrtar 0,25-0,5 detik.

6 Daftar pustaka

• t . Hsing, T. R., Video Communicqtions and Services in the Copper Loop, IEEE Communication Magazine, January 1993.
• 2 . Ilawley, G. T., System Considerations for the Llse of xDSL Technologt for Data Access, IEEE Communications Magazine, March 1997.
• J . Tarbuck, D., ADSL: Asynchronous Digital Subscriber Line Digital Communication for the future, www.futurewest.ca, I997.
• 4. Daneshrad, B. and H. Samueli, A 1.6 Mbps Digital-QAM System for DSL Transmission, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 13, no 9, December 1993.
• 5 . Rosner, M., Carrierless Amplitude/Phase Modulation, BLJGSWP-l"EDL\ EE535VIWK97\ HWKICD9T\MROSNER\I\4ROSNE- l.H'fM. I 997.
• 6. Lee, E. A., Digital Communications -Second Edilion-, Kluwer Academic Publisher, Boston, 1994.

• 7. Cespro, P. M. and M. L. Honig, Pole-Zero Decision Feedback Equalization with a Rapidly Converging Adaptive IIR Algorithm, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 9, no 6, August 1991.
• 8. DeFatta, D. J., Joseph G. Lucas dan Willian S. Hodgkiss, Digital Signal Processing: A System Design Approach, John Wiley and Sons, Inc., New York, 1988.