MAKALAH KABEL MODEM

BAB I 

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 

Modulator adalah suatu rangkaian yang berfungsi melakukan proses modulasi, yaitu proses “menumpangkan” data pada frekuensi gelombang pembawa (carrier signal) ke sinyal informasi/pesan agar bisa dikirim ke penerima melalui media tertentu (seperti media kabel atau udara), biasanya berupa gelombang sinus. Dalam hal ini sinyal pesan disebut juga sinyal pemodulasi. Data dari komputer yang berbentuk sinyal digital dirubah menjadi sinyal Analog.

Demodulator mempunyai fungsi kebalikan dari modulator (demodulasi), yaitu proses mendapatkan kembali data atau proses membaca data dari sinyal yang diterima dari pengirim. Dalam demodulasi, sinyal pesan dipisahkan dari sinyal pembawa frekuensi tinggi. Data yang berupa sinyal Analog diberubah kembali menjadi sinyal digital agar bisa terbaca di komputer penerima.

Dan Modem merupakan penggabungan dari kedua sistem tersebut diatas, sehingga modem merupakan alat komunikasi dua arah.Jadi Pengertian Modem yaitu sebuah perangkat keras yang berguna sebagai alat komunikasi dua arah yang merubah sinyal digital menjadi sinyal analog atau sebaliknya untuk mengirimkan data/pesan ke alamat yang dituju. Modem bisa juga diartikan sebagai media perantara supaya komputer dapat terhubung ke jaringan internet.

Fungsi modem adalah merubah komunikasi dua arah dari sinyal digital menjadi sinyal analog atau sebaliknya. Sebuah sinyal digital yang dikirimkan dari komputer diubah menjadi sinyal analog terlebih dahulu oleh modem dan ditransmisi melalui kabel telepon untuk dihantarkan ke komputer lainnya dan sebaliknya. Saat ini modem juga telah mengembangkan tehnologi dengan menambah fasilitas voice modem yang dapat berfungsi sebagai saluran radio, percakapan telepon maupun audio lainnya.

Untuk meminimalisir tingkat kesalahan yang terjadi ketika melakukan transmisi sinyal, dan modem juga akan memeriksa informasi yang diterima apakah rusak atau tidak dengan metode checksum jika terjadi kerusakan maka data tersebut akan dikirim kembali ke tempat asal.

Dalam penggunaannya, modem bertugas merubah data dalam bentuk analog dan digital. Saat komputer disambung ke kabel telepon untuk kemudian digunakan berinternet, jika komputer kita akan mengupload/mengirim data, maka informasi/data dari komputer dalam bentuk digital akan diubah oleh modem menjadi bentuk analog untuk dikirim melalui kabel telepon atau media lainnya. Saat data/informasi analog tadi sampai ke komputer tujuan, maka modem yang ada pada komputer tujuan akan mengubah kembali bentuk data tersebut (analog) menjadi bentuk digital sehingga bisa diproses oleh komputer tujuan tadi.

Begitu pula saat kita men-download data/file, data tersebut merupakan data analog saat berada pada kabel telepon, namun saat masuk ke komputer kita, modem akan seketika mengubahnya menjadi bentuk digital agar bisa ditampilkan. Hal inilah yang memungkinkan komputer-komputer di internet di berbagai belahan dunia bisa berinteraksi satu sama lain.

Banyak sekali jenis jenis modem yang ada pada saat ini, jenis modem dapat dibedakan berdasarkan pemasangannya dan jaringannya. berdasarkan pemasangannya modem dikenal dengan modem internal dan modem eksternal, Sedangkan jika berdasarkan jaringannya modem bisa dibedakan menjadi modem dengan media kabel dan modem dengan media tanpa kabel.

Cable Modem yaitu modem yang digunakan pada jaringan televisi kabel, merupakan kependekan dua buah kata :

1. Cable, kependekan dari Cable television network

2. Modem, kependekan dari Modulator dan Demodulator.

Jadi pengertian cable modem adalah suatu devais yang dapat berupa external box yang dihubungkan ke PC pada ethernet atau berupa internal card, yang mampu memberikan pelayanan akses data berkecepatan tinggi melalui jaringan televisi kabel.

Ide dasar yang melatarbelakangi dibuatnya Cable Modem yaitu memanfaatkan jaringan televisi kabel yang sudah ada untuk komunikasi data berkecepatan tinggi.

Jenis Cable modem menurut koneksinya ke headend (sentral jaringan cable modem) ada dua macam. Perbedaannya terletak pada media yang digunakan untuk transmisi data upstream (dari pemakai ke headend). 

1.1.1. Sistem Telco-Return

Sistem Telco return yaitu sistem cable modem yang melakukan transmisi data upstream melalui jaringan telepon / PSTN(Public Switching Telephone Network), sedangkan untuk downstream (dari sentral ke pemakai) tetap menggunakan jaringan televisi kabel.

Cable modem dengan sistem telco return mempunyai kelebihan yaitu pada kemudahan pada implementasi. Dengan telco return, jaringan televisi kabel yang umumnya adalah jaringan one-way (hanya bisa untuk transmisi satu arah dari headend ke pemakai) pada jaringan fibre-optic-nya. Tetapi dengan upstream (transmisi dari pemakai ke sentral) melalui jaringan PSTN akan menyebabkan terjadinya masalah-masalah yang dihadapi oleh modem PSTN.

1.1.2. Sistem Two-Way

Transmisi data upstream dan downstream sistem two-way, kedua-duanya menggunakan jaringan televisi kabel. Keuntungan sistem ini adalah pada kecepatan downstream dan upstream. Tetapi untuk menerapkan sistem two-way diperlukan upgrade jaringan TV-kabel.

1.2. Kelebihan dan Kekurangan Cable Modem

Cable Modem mempunyai beberapa kelebihan, yaitu :

· Kecepatan transmisi data yang sangat tinggi yang dapat mencapai transfer rate hingga 10 Mbps, bahkan ada beberapa cable modem yang memiliki transfer rate hingga 30 Mbps. Untuk jenis two-way, kecepatan pancar dan terimanya bisa mencapai angka tersebut. Sedangkan untuk jenis telco return, kecepatan tersebut hanya dalam penerimaan saja. Karena kecepatan transfer yang tinggi ini, maka akan sangat mendukung kemampuan multimedia melalui internet.

· Dibandingkan dengan ISDN, instalasi cable modem jauh lebih sederhana.

· Untuk cable modem jenis two-way, beberapa kelebihannya dibandingkan dengan modem PSTN yaitu : untuk mengakses ISP(Internet Service Provider) tidak perlu melakukan dialing dan pernah menerima nada sibuk, telepon pemakai tidak terganggu, tidak perlu membayar tagihan telepon bulanan untuk internet.

· Tagihan bulanan tidak tergantung dari lamanya pemakaian.

· Dengan cable modem memungkinkan on-line 24 jam sehari, sehingga pemakai dapat membuat Personal Web Server sendiri.

Dengan berbagai kelebihan tersebut, cable modem mempunyai kekurangan-kekurangan sbb. :

· Hanya bernilai ekonomis apabila diimplementasikan di daerah yang sudah terjangkau TV-kabel.

· Bila terjadi gangguan pada satu cable modem, maka akan mengganggu kerja sistem secara keseluruhan.

· Tidak ada jaminan kecepatan transmisi yang selalu tinggi.

· Untuk cable modem dengan sistem telco-return akan menghadapi masalah-masalah seperti pada modem PSTN.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Instalasi Cable Modem

Dalam memasang instalasi Cable Modem, diperlukan sebuah power splitter dan kabel baru. Splitter membagi sinyal menjadi dua, untuk instalasi lama (TV set top box) dan yang baru ke Cable Modem. 

Sinyal yang ditransmisikan dari Cable Modem bisa terlalu kuat, sehingga beberapa TV set yang dihubungkan dalam koneksi yang sama dapat terganggu. Isolasi pada splitter pada umumnya tidak cukup, sehingga diperlukan tambahan High-Pass Filter yang diperlukan dalam koneksi yang ke TV set. High-pass filter hanya melalukan frekuensi TV-channel dan memblokade upstream frequency band.

2.2. Diskripsi Fungsional Sistem

Tipe Cable Modem menurut bentuk fisiknya ada 3 macam : eksternal, internal, dan set-top boxes. Cable Modem yang diproduksi oleh vendor-vendor di dunia berbeda-beda. Tuner dihubungkan langsung dengan koneksi jaringan TV kabel. Umumnya tuner yang digunakan adalah yang sudah dibuat menjadi satu dengan diplexer agar untuk melayani sinyal upstream dan downstream melalui tuner yang sama. Dalam arah downstream, sinyal IF dari tuner masuk ke demodulator. Umumnya demodulator terdiri dari A/D converter, QAM-64/256 demodulator, MPEG frame synchronization, dan Reed Solomon error correction. 

Dalam arah upstream, dari burst modulator disalurkan ke tuner. Burst modulator melakukan Reed Solomon encoding untuk tiap burst, modulasi yang dipilih yaitu QPSK/QAM-16 pada frekuensi yang dipilih dan D/A converter. Sinyal output dipancarkan dengan level yang dapat diatur untuk mengkompensasi cable loss.

Mekanisme Media Access Control (MAC) diletakkan antara jalur transmit dan receive. Perangkat ini dapat diimplementasikan dalam bentuk hardware saja atau setengah hardware setengah software. MAC bertugas untuk membentuk protokol, termasuk ranging dsb.

Pertukaran data antara MAC dan komputer, dapat dilakukan dalam berbagai bentuk interface, seperti ethernet, USB, PCI bus.

2.3. Downstream

Kata “downstream” digunakan untuk sinyal yang diterima oleh Cable Modem. Karakteristik electrical dapat dilihat pada tabel. 

Frekuensi 

65-850 MHz 

Bandwith 

6 MHz in USA and 8 MHz in Europe 

Modulasi 

64-QAM dengan 6 bits per symbol (normal) 256-QAM dengan 8 bits per symbol (lebih cepat, tetapi lebih sensitif terhadap noise) 

Data rate kasar bergantung pada modulation dan bandwidth seperti pada tabel berikut ini.

64-QAM 

256-QAM 

6 MHz 

31.2 Mbit/s 

41.6 Mbit/s 

8 MHz 

41.4 Mbit/s 

55.2 Mbit/s 

Catatan: symbol rate 6.9 Msym/s digunakan pada bandwidth 8 MHz, sedangkan 5.2 Msym/s digunakan pada bandwidth 6 MHz atau yang lebih rendah. Bit-rate kasar lebih tinggi dibandaingkan dengan effective data-rate selama error-correction, framing dan proses lain.

2.4. Upstream

Kata “upstream” digunakan untuk sinyal yang ditransmisikan oleh Cable Modem. Upstream selalu berupa bursts, sehingga beberapa modem dapat transmit pada frekuensi yang sama. Range frekuensiumumnya 5-65 MHz atau 5-42 MHz. Bandwith per channel yang mungkin bisa antara lain 2 MHz untuk 3 MBit/s untuk kanal QPSK.

Bentuk modulasi yaitu QPSK (2 bits per symbol) dan 16-QAM (4 bits per symbol), QAM adalah yang paling cepat, tetapi juga sangat sensitif terhadap gangguan. Satu kali downstream umumnya dibarengi dengan satu kanal upstream channels untuk menciptakan keseimbangan dalam data dalam bandwiths yang dibutuhkan.

Gambar 5 Bandwidth RF interface dalam Cable Modem

Setiap modem mentransmisikan burst-burrst dalam timeslots, yang dinamakan sebagai reserved slot, contention slot, dan ranging slot.

2.4.1. Reserved slot

Reserved slot adalah sebuah timeslot yang dicadangkan untuk sebuah Cable Modem khusus. Tidak ada Cable Modem lain yang dibolehkan transmit pada timeslot tersebut. CMTS (Head-End) mengalokasikan timeslot ini untuk berbagai Cable Modem melalui algoritma alokasi bandwidth (catatan: this algorithm is vendor specific, and may differentiate vendors considerably).Reserved slots umumnya digunakan untuk transmisi data yang lebih panjang.

2.4.2. Contention Slots

Timeslots yang disebut contention slots terbuka untuk seluruh Cable Modem yang transmit in. Jika dua buah Cable Modem melakukan transmit dalam timeslot yang sama, paket-paketnya bertabrakan dan datanya hilang. CMTS (Head-End) akan memberikan sinyal bahwa tidak ada data yang diterima, agar Cable Modems mencoba lagi pada waktu yang lain (secara acak). Contention slots umunya digunakan untuk data transmissions yang sangat pendek (seperti permintaan untuk reserved slots untuk transmit lebih banyak data).

2.4.3. Ranging Slots

Oleh karena jarak secara fisik antara CMTS (Head-End) dan the Cable Modem, time delay yang dihasilkan dapat mencapai orde milliseconds. Untuk mengkompensasi hal ini, seluruh Cable modem menggunakan ranging protocol, yang secara efektif memindahkan “clock” dari masing-masing cable modem untuk mengkompensasi delay tersebut.

Untuk melakukan hal ini, beberapa (umumnya 3) consecutive time-slots diset ke samping untuk ranging setiap saat ini dan kemudian. Cable Modem diperintahkan untuk mencoba transmit dalam time-slot kedua in the 2nd time-slot. CMTS (Head-End) mengukurnya, dan memberitahukan Cable Modem tentang nilai koreksi positif atau negatif untuk local clock-nya. Dua timeslots sebelum dan sesudah memerlukan selang/gap untuk menjamin bahwa ranging burst tidak bertabrakan dengan traffic lain.

2.5. Format Data

2.5.1. Downstream

Data downstream berbentuk frame menurut MPEG-TS (transport stream) specification. Pada gambar ditunjukkan format blok sederhana 188/204 byte dengan single fixed sync byte pada awal tiap block. Algoritma error correction Reed-Solomon menurunkan ukuran block dari 204 menjadi 188 byte, tersisa 187 untuk MPEG header dan payload. Dalam hal ini beberapa standar agak berbeda, beberapa standar memperbolehkan beberapa macam formatting dari data dalam MPEG-TS payload. Untuk DVB/DAVIC standard, framing di dalam MPEG-TS paylod adalah stream dari ATM cells.

2.5.2. Upstream 

Upstream data disusun dalam burst-burst yang pendek. DAVIC/DVB standard memerlukan panyang burst yang fixed, sedangkan MCNS standard mensyaratkan panjang bursts yang variabel.

Jika data upstream hanya dalam data burst yang pendek, maka modulator membutuhkan sesuatu untuk memicunya. Yaitu unique word, yang mendahului data. Untuk DVB/DAVIC, unique word adalah 32 bit data yang mentrigger demodulator untuk mendemodulasikan burst tersebut.

Tanpa unique word, demodulator sangat mudah untuk dapat memulai demodulasi bermacam-macam sinyal noise dsb. Dan akibatnya semua kesibukan tersebut dilakukan pada saat data sebenarnya datang. Selain itu unique word juga untuk resynchronisation untuk tiap-tiap burst.

2.6. Media Access Control (MAC)

Mekanisme Media Access Control pada umumnya diimplementasikan dalam bentuk hardware atau kombinasi hardware dan software. Kegunaan utama MAC adalah untuk membagi-bagi media dalam jalan yang masuk akal. CMTS maupun Cable Modem mengimplementasikan protokol untuk melakukan :

1. Ranging untuk mengkompensasi cable losses yang berbeda-beda. Hal ini perlu agar upstream burst yang diterima dari seluruh cable modem di Head-End mempunyai level yang sama. Jika dua Cable Modems transmit pada waktu yang sama, tetapi salah satunya lebih lemah dari lainnya menyebabkan CMTS hanya akan mendengar hanya dari yang sinyalnya kuat dan mengasumsikan semuanya baik-baik saja. Jika dua sinyal mempunyai kekuatan yang sama, sinyal akan dianggap keliru dan CMTS akan tahu bahwa tabrakan telah terjadi.

2. Ranging untuk mengkompensasi cable delay yang berbeda-beda. Besarnya ukuran jaringan CATV menyebabkan delay yang cukup besar dalam orde mili detik. 

3. Memlih frekuensi Cable Modem dsb. Pertama-tama Cable Modem mendengarkan dalam downstream untuk mengumpulkan informasi tentang dimana dan bagaimana untuk menjawab. Kemudian memberikan tanda pada sistem untuk menggunakan frekuensi upstream yang telah ditentukan tersebut. 

4. Mengalokasikan time-slots untuk upstream.

Jika didalami lebih lanjut, protokol yang digunakan untuk Cable Modem pada dasarnya sama dengan protokol yang digunakan dalam berbagai sistem satelit. 

BAB III

PENUTUP 

3.1 KESIMPIULAN

Modem merupakan penggabungan dari kedua sistem sehingga modem merupakan alat komunikasi dua arah. Jadi kesimpulannya medem bisa dikatakan sebuah perangkat keras yang berguna sebagai alat komunikasi dua arah yang merubah sinyal digital menjadi sinyal analog atau sebaliknya untuk mengirimkan data/pesan ke alamat yang dituju. Modem bisa juga diartikan sebagai media perantara supaya komputer dapat terhubung ke jaringan internet.

3.2 SARAN

Diharapkan makalah ini bisa bermanfaat dan bisa di guna kan oleh yang membutuhkan dan kami berharap kedepannya akan ada lagi yang akan membuat makalah tentang cable modem dengan lebih lengkap lagi.