## VISUALISASI SISTEM ASYMMETRIC DIGITAL SUBSCRIBER LINE (ADSL) DENGAN MENGGUNAKAN MODULASI QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING (QPSK)
Ahmat Sobri 1 , Irwan Dinata 2 , Rudy Kurniawan 3 1,2,3 Jurusan Teknik Elektro Universitas Bangka Belitung e-mail: babel_milano@yahoo.com, rudy14k@gmail.com

## ABSTRACT
Asymmetric  Digital  Subscriber  Line  (ADSL)  system  is  an  access  technology  that  enables  communication  of  data, voice and video simultaneously on copper access media. Data communication can not be avoided from the noise, not least ADSL systems are experiencing an error in delivery caused by the noise that makes the value of the bit error rate (BER) increase. Therefore, we need a way  to reduce the noise so as to  minimize the value of BER. To reduce noise  and  obtain  the  required  value  BER  modulation  method  Quadrature  Phase  Shift  Keying  (QPSK)  in  ADSL systems. Visualization system is needed to determine the performance of the ADSL system and knowing that caused the BER. From the results of visualization by providing 64 bits of data input, constellation display have spread the data  but  does  not  distort  the  shape  of  constellation.  When  constellation  entrance  to  the  Additive  White  Gaussian Noise (AWGN)  channel with a deviation  between 0 dB -  20 dB and  intervals of  2 dB, resulting  BER value 0.3906 when the Signal to Noise Ratio (SNR) is 0 dB until BER is zero when the SNR range between 9 dB - 20 dB.
Keywords: ADSL, AWGN, BER, QPSK, SNR

## INTISARI
Sistem Asymmetric  Digital  Subscriber  Line (ADSL)  merupakan  teknologi  akses  yang  memungkinkan  terjadinya komunikasi  data,  suara  dan  video  secara  bersamaan  pada  media  akses  tembaga.  Komunikasi  data  tidak  dapat dihindarkan  dari  adanya  derau,  tidak  terkecuali  sistem  ADSL  yang  mengalami  kesalahan  dalam  hal  pengiriman  yang disebabkan  adanya  derau  sehingga  membuat  nilai bit  error  rate (BER)  meningkat.  Oleh  karena  itu,  diperlukan  cara untuk mengurangi derau sehingga dapat memperkecil nilai BER. Untuk mengurangi derau dan mendapatkan nilai BER maka  diperlukan  metode  modulasi Quadrature  phase  shift  keying (QPSK)  pada  sistem  ADSL.  Visualisasi  sistem dibutuhkan untuk mengetahui kinerja dari sistem ADSL dan mengetahui BER yang di timbulkan. Dari hasil visualisasi dengan  memberikan  masukan  data  64  bit,  menampilkan  konstelasi  yang  mengalami  penyebaran  data  tetapi  tidak merusak  bentuk  dari  konstelasi.  Ketika  konstelasi  masuk  ke  kanal Additif  White  Gaussian  Noise (AWGN)  dengan simpangan antara 0 dB – 20 dB dan interval 2 dB, dihasilkan nilai BER 0.3906 pada saat Signal to Noise Ratio (SNR) bernilai 0 dB sampai akhirnya BER bernilai nol pada saat SNR berkisar antara 9 dB - 20 dB.
Kata Kunci : ADSL, AWGN, BER, QPSK, SNR

## I. PENDAHULUAN
Komunikasi merupakan cara untuk menyampikan  informasi  kepada  seseorang  atau klayak ramai dengan cara berkomunikasi secara langsung,  dengan  telepon  ataupun  dengan jaringan  internet.  Perkembangan  teknologi jaringan internet yang sangat pesat pada saat ini banyak sekali masyarakat yang sudah berkomunikasi  dengan  menggunakan  jaringan internet  ditambah  lagi  dengan  kecepatan internet  yang  sangat  meningkat.  Tetapi  untuk menikmati jaringan internet yang cepat diperlukan  biaya  yang  cukup  besar.  Cara  lain untuk  bisa  berkomunikasi  lewat  jaringan
internet  dengan  biaya  yang  murah  adalah menggunakan  jaringan  internet  yang  sudah terpasang seperti jaringan telepon yang menggunakan  saluran  sepasang  kawat  tembaga Public  Service  Telephone  Network (PSTN). Dengan  perkembangan  teknologi  jaringan internet,  PSTN  dapat  dioptimalkan  untuk penggunaan  transmisi  data  digital  kecepatan tinggi.  Teknologi  ini  sering  disebut  dengan Asymmetric  Digital  Subscriber  Line (ADSL). ADSL  merupakan  teknologi  akses  yang memungkinkan  terjadinya  komunikasi  data, suara  dan  video  secara  bersamaan  pada  media akses  tembaga.  Komunikasi  data  tidak  dapat dihindarkan  dari  adanya  derau,  tak  terkecuali
sistem ADSL yang mengalami kesalahan dalam hal  pengiriman  disebabkan  adanya  derau sehingga  membuat  nilai bit  error  rate (BER) meningkat.  Untuk  itu  diperlukan  cara  untuk mengurangi  derau  yang  secara  otomatis memperkecil  nilai  BER.  Untuk  mengurangi derau  dan  mendapatkan  nilai  BER  yang  kecil maka  diperlukan  metode  modulasi Quadrature phase  shift  keying (QPSK)  pada  sistem  ADSL.
Suatu  visualisasi  sistem  perlu  dibangun  untuk dapat mengetahui kinerja dari sistem ADSL dan mengetahui nilai BER yang ditimbulkan.

## II. TEORI DASAR

## A. ADSL
Mekanisme  kerja  sistem  ADSL  dapat dilihat dalam Gambar 1.

## Gambar 1. Mekanisme kerja sistem ADSL
(Sumber : Gathut Nugroho)
Mekanisme  kerja  ADSL  menurut  Gambar 1  dapat  dijelaskan  sebagai  berikut  :  informasi dari  internet  dapat  diakses  setelah  melalui router /ATM switch diteruskan  ke  DSLAM ( Digital  Subscriber  Line  Access  Multiplexer ). Di  dalam  DSLAM  sendiri  terdapat  dua  saluran yaitu  suara  dan  data,  sehingga  perlu  adanya sistem manajemen jaringan untuk mengaturnya. Dari  DSLAM  informasi  diteruskan  ke  sisi pelanggan  masuk  ke splitter. Di  dalam splitter input DSLAM dipisah menjadi dua yaitu berupa voice dan  data.  Untuk  suara  langsung  menuju saluran telepon sedangkan data menuju modem ADSL/ATU-R sehingga tidak terjadi interferensi  antara  sinyal  suara  dan  data. Modem  ADSL  siap  digunakan  untuk  koneksi internet,  tetapi  jika  ingin dishare maka  perlu
adanya hub/switch untuk  membagi  koneksi dengan yang lain.
B. Hubungan E b /N o dengan SNR
Keunggulan ⁄ dibandingkan  SNR adalah  kuantitas  yang  bergantung  kepada bandwidth. Dapat  dihubungkan ⁄ dengan SNR seperti berikut:
R N S N E o o b  ........................... (1)
Parameter N o adalah kepadatan daya derau dalam  Watt/Hertz.  Maka,  derau  dalam  sinyal dengan bandwidth B T adalah seperti berikut : N = N o B T ............................. (2)
dengan B T bernilai 1 Dengan  substitusi  persamaan  (2)  ke  dalam persamaan (1), diperoleh :
R B N S N E B N N T o b T o     R B N S N E T o b  T o b B R N E N S  o b N R E N S   o b N R E SNR   ...........................................(3)

## C. Modulasi
Modulasi digital digunakan untuk merepresentasikan bit – bit atau simbol – simbol dalam  bentuk  sinyal  analog  supaya  dapat ditransmisikan.  Modulasi  digital  dapat  berupa Phase  Shift  Keying (PSK), Frequency  Shift Keying (FSK), Amplitude  Shift  Keying (ASK), dan Quadrature  Amplitude  Shift  Keying (QAM).  Modulasi  ASK,  FSK,  dan  PSK  dapat dilihat pada Gambar 2.
1 1 0 1 0 t t t ASK FSK PSK
Gambar 2. Modulasi ASK, FSK, dan PSK (Sumber
: Filbert & Dadang, 2010)
Jika pada binery phase shift keying (BPSK) hanya  dikirimkan  sinyal  pada  sumbu real saja maka  pada  QPSK  dikirimkan  sinyal  pada
sumbu real (sumbu  I)  dan  sumbu  imajiner (sumbu  Q).  Oleh  karena  itu  konstelasinya adalah { (1 + ), (1 − ), (−1 + ), (−1 − )} . Untuk yang paling standar kita berikan a = 1.  Konstelasi  QPSK  terlihat  seperti  pada Gambar 3.
1 1 0 0 1 0 0 1 Gambar 3. Konstelasi QPSK (Sumber : Filbert Dadang, 2010)

## III. METODE PENELITIAN
Mulai Input bit Modulasi QPSK Kanal AWGN Pengkodean Konstelasi QPSK Low pass filter Nilai SNR  0 – 20 dB Kanal AWGN Band pass filter Automatic gain control Demodulasi QPSK Nilai BER terhadap SNR Selesai A A Gambar 4. Diagram Alir Perancangan Simulasi

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil  Proses  Visualisasi  Pengolahan  Data pada Transmitter
Pada Gambar 5 hanya menampilkan sinyal keluaran sebanyak 64 bit dengan interval waktu (Tb)  yang  dibutuhkan  untuk  membangkitkan satu  bit  sinyal  informasi  adalah  6,25  x  10-7 detik atau dengan kata lain mempunyai laju data R  =  1,6  Mbps.  Masukan  dengan  jumlah  sinyal informasi  64  bit  dengan  periode  waktu  yang dibutuhkan  untuk  membangkitkan  seluruh  bit sinyal masukan adalah = 6,25 x 10-7 x 64 bit = 4x10-5 detik.
Gambar 6. Pengkodean QPSK Pada Gambar 6 merupakan sinyal pengkodean  QPSK.  Sinyal  pengkodeaan  ini diperoleh  dengan  berubah  data  biner  menjadi data  modulator  dan  kemudian  data    modulator dipisahkan antara data inphase dan quadrature.

## Gambar 7. Konstelasi QPSK
Gambar  7  menjelaskan  tentang  konstelasi modulasi  QPSK  yang  menggabungkan  2  bit menjadi  satu  simbol  dan  menghasilkan  4 kondisi yang berbeda.

## Gambar 8. Sinyal hasil modulasi QPSK
Pada  Gambar  8  yaitu  sinyal  keluaran  dari modulasi  QPSK  yang  di  dapatkan  dari  data pengkodean (simbol)  yang diubah menjadi data desimal kemudian data tersebut dibagi dengan π
x 1800. Dan terbentuklah gambar dari modulasi QPSK yang berbentuk gelombang sinus.
Gambar 9. Keluaran Low Pass Filter
Low  pass  filter membatasi  keluaran  dari konstelasi  QPSK  dengan  spektrum  frekuensi carrier  790  kHz.  Sehingga  hanya  menampilkan konstelasi  yang  berada  dibawah  frekuensi cut off 790 kHz.

## B. Hasil  proses  visualisasi  saluran  transmisi Channel AWGN
Gambar 10. Keluaran Channel AWGN Masukan 64 Data Bit
Pada  Gambar  10  ini  sinyal  keluaran  LPF mengalami  penambahan  derau  putih gaussian dengan  nilai  simpangan  yang  dapat  diganti mulai dari nilai simpangan AWGN sebesar 2 dB, dan nilai SNR mulai dari 0 dB – 20 dB.

## Tabel 1. BER terhadap SNR 64 bit
SNR BER 0 0.3906 2 0.1875 4 0.0625 6 0.0313 8 0.0156 9 - 20 0
Tabel  1  menunjukkan  kondisi  BER terhadap SNR pada simulasi  ADSL. Nilai BER terhadap SNR yang ditujukkan merupakan nilai pada  masukan  data  64  bit.  Semakin  besar  nilai dari  SNR  maka  nilai  BER  akan  semakin  kecil, ini menunjukan error semakin kecil.

## C. Hasil Proses Visualisasi pada Receiver
Gambar 11. Keluaran Band Pass Filter
Filter Bandpass membatasi sinyal keluaran kanal  AWGN  pada  frekuensi cutoff bawah  10 kHz  dan  pada  frekuensi cutoff atas  790  kHz sehingga  yang  ditampilkan  hanya  sinyal informasi  yang  berada  diantara  dua  frekuensi cutoff tersebut. Sinyal informasi hasil pemfilteran  ini  menghasilkan  sinyal  konstelasi yang  berbeda  akibat  adanya  pemodelan  kanal AWGN  karena  saat  proses  pemfilteran  sinyal- sinyal  informasi  yang  banyak  mengandung derau akan dihilangkan.

## Gambar 12. Keluaran AGC
Automatic  Gain  Control (AGC)  digunakan untuk menguatkan kembali konstelasi dari band pass  filter agar  didapat  konstelasi  yang diinginkan.  Tetapi  dilihat  dari  bentuk  gambar bahwa  konstelasi band  pass  filter hampir  sama dengan konstelasi automatic gain control.
Gambar 13. Hasil Data Masukan dan Keluaran
Gambar  13    menujukan  data  masukan  64 bit dengan  data input sama dengan data output. Jadi data yang dikirim dari awal di pengkodean dan  kemudian  dikonstelasikan,  difilter  dengan low pass filter dan masuk ke kanal AWGN yang memiliki noise dan  kemudian  di  filter  dengan band  pass  filter dan  dikuatkan  dengan menggunakan automatic  gain  control dan terakhir  didemodelatorkan.  Dan  data  yang dikirim  tersampaikan  dengan  baik  tanpa  ada perubahan  dengan  data  lain  yaitu  terkirim dengan baik ke pelanggan.

## D. Hasil  Visualisasi  Grafik  SNR  Terhadap BER ADSL

## Gambar 14. Grafik SNR terhadap BER ADSL Masukan 64 bit
Hasil  pengujian  BER  yang  ditunjukkan pada  Gambar  14  dilakukan  dengan  masukan data  64  bit  yang  dibangkitkan  secara  acak. Sinyal  BER  yang  dihasilkan  tersebut  terlihat dari SNR yang diberikan sebanyak 0 dB sampai 20dB.  Pada  Gambar  14,  terlihat  grafik  berhenti pada  rentang  SNR  8  dB  dengan  nilai  BER 0.0156 sampai SNR 20 dB dengan nilai nol.

## Gambar 15. Grafik SNR Terhadap BER ADSL Masukan 1000 bit
Hasil  pengujian  BER  yang  ditunjukkan pada  Gambar  15  dilakukan  dengan  masukan data  1000  bit  yang  dibangkitkan  secara  acak. Sinyal  BER  yang  dihasilkan  tersebut  terlihat dari SNR yang diberikan sebanyak 0 dB sampai 20dB.  Pada  Gambar  15,  terlihat  grafik  berhenti
pada  rentang  SNR  16  dB  dengan  nilai  BER 0.0010 sampai SNR 20 dB dengan nilai nol.

## Gambar 16. Grafik SNR Terhadap BER ADSL Masukan 10000 bit
Hasil  pengujian  BER  yang  ditunjukkan pada  Gambar  16  dilakukan  dengan  masukan data  10000  bit  yang  dibangkitkan  secara  acak. Sinyal  BER  yang  dihasilkan  tersebut  terlihat dari SNR yang diberikan sebanyak 0 dB sampai 20dB.  Pada  Gambar  16,  terlihat  grafik  berhenti pada  rentang  SNR  20  dB  dengan  nilai  BER 0.0156 sampai SNR 20 dB dengan nilai 0.0001.

## Gambar 17. Grafik SNR Terhadap BER ADSL Masukan 50000 bit
Hasil  pengujian  BER  yang  ditunjukkan pada  Gambar  17  dilakukan  dengan  masukan data  50000  bit  yang  dibangkitkan  secara  acak. Sinyal  BER  yang  dihasilkan  tersebut  terlihat dari SNR yang diberikan sebanyak 0 dB sampai 20dB.  Pada  Gambar  17,  terlihat  grafik  berhenti pada rentang di bawah SNR 20 dB dengan nilai BER 0.0001.
Gambar 18. Grafik SNR Terhadap BER ADSL Masukan 100000 bit
Hasil  pengujian  BER  yang  ditunjukkan pada  Gambar  18  dilakukan  dengan  masukan data 100000 bit  yang dibangkitkan secara acak. Sinyal  BER  yang  dihasilkan  tersebut  terlihat dari SNR yang diberikan sebanyak 0 dB sampai 20dB. Pada gambar 4.18, terlihat grafik berhenti pada rentang di bawah SNR 20 dB dengan nilai BER 0.0001.

## V. KESIMPULAN
Dari  hasil  visualisasi  sistem  ADSL  yang dilakukan  dengan  teknik  modulasi  QPSK  pada Kanal AWGN dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Pada transmitter, dari  masukan  data  64 sampai  dengan  100000  bit  konstelasi mengalami  penyebaran  data  ketika  masuk low pass  filter tetapi tidak merusak bentuk dari konstelasi.
2. Kanal  AWGN  diberi  nilai  simpangan  0 dB–20 dB dengan interval 2 dB, menghasilkan nilai  BER  0.3906 pada SNR 0  dB  sampai  akhirnya  nilai  BER  0  pada SNR 9-20 dB pada masukan data 64 bit.
3. Pada receiver, data mengalami derau ketika melewati kanal AWGN, dan difilter dengan BPF  dan  AGC  kemudian  diperbaiki demodulator  sehingga  menghasilkan  data yang sama dengan input.
4. Nilai  BER  paling  besar  terdapat  pada masukan  64  bit,  yaitu  0.3906  dan  terkecil pada  masukan  100000  bit  data,  yaitu 0.2367.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Aditya, dkk. (2010). Visualisasi Modulasi 16-QAM  Pada  Kanal  AWGN .  Institut Teknologi  Sepuluh  Nopember  (ITS), Surabaya.
[2] Budi  P,  Arjuni.  (2011). Modul  Dasar
Sistem Telekomunikasi . Jurusan Pendidikan  Teknik  Elektro,  Universitas
Pendidikan Indonesia.
[3] Indriaswari, Tri Yosiana.
(2011). Visualisasi  Sistem  ADSL  (Asymmetric Digital Subscriber Line) Dengan Menggunakan Modulasi QAM (Quadrature Amplitude Modulation) ,
Universitas Diponegoro Semarang.
[4] Juwono,  Filbert  Hilman,  dan  Dadang Gunawan. (2010). Prinsip–Prinsip OFDM. Penerbit ANDI, Yogyakarta.
[5] Kusuma  Wijaya,  Sastra.  (2010). Diktat Elektronika  I ,  Fisika  FMIPA,  Universitas Indonesia.
[6] Nugroho.,  Purwanto.  (2011). Simulasi
Modulasi Discrete Multitone pada Asymmetric  Digital  Subscriber  Line . Universitas Diponegoro Semarang. [7] Pamungkas, Wahyu dkk. (2012). Modulasi  Digital  Menggunakan  Matlab . Akademi  Teknik  Telekomunikasi  Sandhy Putra Purwokerto, Purwokerto.
[8] Pradana,  Adhi.  (2008). Analisis  Kinerja Discrete Multitone (DMT) Pada Teknologi  Asymmetric  Suscriber  Digital Line  (ADSL) .  Teknik  Elektro,  Fakultas Teknik,  Universitas  Sumatera  Utara,
Medan.
[9] Susilawati., Indah, 2009, Teknik Telekomunikasi  Dasar-Kuliah  2  Derau, Program  Studi  Teknik  Elektro,  Fakultas
Teknik  Dan  Ilmu  Komputer,  Universitas Mercu Buana Yogyakarta. [10] The
Mathworks, Inc. (2015). Communications System. ToolboxTM User’s Guide.
[11] Ugahari,  Rangga.  (2009). Perancangan
Automatic  Gain  Kontrol  Untuk  Mobile Wimax pada Frekuensi 2,3 Ghz . Universitas Indonesia.