Apa itu QAM (quadrature amplitude modulation)?
QAM (quadrature amplitude modulation) adalah metode untuk menggabungkan dua sinyal modulasi amplitudo (AM) ke dalam satu kanal. Teknik ini membantu menggandakan bandwidth yang efektif. QAM juga digunakan bersama dengan pulse AM (PAM) dalam sistem digital, misalnya pada aplikasi wireless.
Sebuah modulator QAM bekerja layaknya penerjemah, yang mengonversi paket digital menjadi sinyal analog agar data bisa ditransmisikan dengan lancar.
QAM digunakan untuk mencapai efisiensi tinggi dalam penggunaan spektrum. Caranya adalah dengan memanfaatkan komponen amplitudo sekaligus fase sebagai bentuk modulasi. Dalam hal ini, sinyal QAM memiliki dua carrier dengan frekuensi sama tetapi berbeda fase sebesar 90 derajat atau seperempat siklus—hal inilah yang melandasi istilah quadrature.
Satu sinyal disebut sinyal I, sedangkan yang lain disebut sinyal Q. Secara matematis, salah satu sinyal bisa direpresentasikan dengan gelombang sinus, dan yang lain dengan gelombang cosinus. Kedua carrier yang dimodulasi ini digabungkan di sisi pengirim untuk ditransmisikan.
Di sisi penerima, carrier dipisahkan kembali, lalu data diekstrak dari masing-masing sinyal. Selanjutnya, data digabungkan untuk membentuk kembali informasi asli yang dimodulasikan.
Apa perbedaan antara QAM analog dan digital?
Beberapa transmisi analog, seperti AM stereo, menggunakan sistem QAM. Namun, QAM menjadi sangat penting dalam aplikasi data karena mampu menyediakan metode modulasi yang sangat efisien—misalnya digunakan pada ponsel hingga Wi-Fi. QAM hadir di hampir semua bentuk transmisi data berkecepatan tinggi.
QAM analog juga memungkinkan carrier untuk mengirimkan beberapa sinyal analog sekaligus. Sebagai contoh, QAM digunakan dalam sistem Phase Alternating Line dan National Television Standards Committee (NTSC). Dalam kasus ini, kanal berbeda yang disediakan QAM memungkinkan sinyal membawa komponen warna atau data chroma.
Sebuah sistem bernama Compatible QUAM ditemukan pada aplikasi radio AM stereo. Di sini, kanal yang berbeda memungkinkan dua kanal audio stereo dibawa hanya dengan satu carrier. Versi digital QAM biasanya disebut quantized QAM, yang diintegrasikan pada sebagian besar sistem komunikasi radio berbasis data.
Contohnya, teknologi komunikasi radio seperti Long-Term Evolution (LTE), Worldwide Interoperability for Microwave Access, hingga Wi-Fi menggunakan berbagai jenis QAM. Seiring perkembangan teknologi, penggunaan QAM di komunikasi radio diprediksi akan semakin meluas.
Apa itu quadrature amplitude modulation dalam Wi-Fi?
Sejak era Wi-Fi 5, perangkat jaringan sudah menggunakan 256-QAM. Ketika ada 256 kombinasi yang mungkin untuk 8 bit, teknik ini disebut 256-QAM. Jika dalam satu periode waktu bisa dikomunikasikan 10 bit, maka dikenal sebagai 1024-QAM.
Teknologi ini sangat cocok digunakan di lingkungan rumah, dan peningkatan seperti 1024-QAM pada Wi-Fi 6 memberikan sedikit peningkatan pada efisiensi penggunaan bandwidth. Hal ini terutama terlihat pada koneksi Gigabit Ethernet berkecepatan tinggi.
Apa kelebihan dan kekurangan penggunaan QAM?
Kelebihan utama varian QAM adalah efisiensi dalam penggunaan bandwidth. Hal ini karena QAM bisa merepresentasikan lebih banyak bit per carrier. Sebagai contoh, 256-QAM memetakan 8 bit per carrier, sedangkan 16-QAM hanya memetakan 4 bit per carrier.
Meskipun QAM memanfaatkan variasi amplitudo sekaligus fase untuk meningkatkan efisiensi transmisi komunikasi radio, ada beberapa kelemahan signifikan. Misalnya, QAM lebih rentan terhadap noise. Hal ini karena posisi state transmisinya saling berdekatan sehingga noise yang relatif kecil saja sudah dapat menggeser sinyal dari satu titik ke titik lain.
Berbeda dengan sistem berbasis modulasi fase atau frekuensi, receiver bisa membatasi amplifier dan menghilangkan noise pada amplitudo. Pendekatan ini membuatnya lebih tahan terhadap gangguan. Selain itu, penguatan pada modulasi fase atau frekuensi di pemancar radio tidak membutuhkan linear amplifier.
Namun, karena QAM mengandung komponen amplitudo, linearitas harus tetap dijaga. Sayangnya, linear amplifier ini kurang efisien dan mengonsumsi daya lebih besar. Receiver QAM juga lebih kompleks dibanding jenis modulasi lain, sehingga kurang ideal untuk aplikasi mobile.
Apa itu QAM pada TV kabel?
Sistem QAM banyak digunakan di industri televisi kabel.
Multiple system operators (MSO) dan operator jaringan lainnya menggunakan QAM untuk menyediakan layanan data, video, dan suara. Sistem QAM melakukan formatting sinyal di hub, lalu mendistribusikannya melalui jaringan operator kabel. Setelah sampai di rumah pelanggan, modem kabel dan set-top box akan mengonversi sinyal QAM kembali ke format aslinya.
Permintaan kanal QAM semakin meningkat di kalangan operator jaringan. Lonjakan ini dipicu oleh konsumen yang menggunakan televisi high-definition, data berkecepatan tinggi, video conference, dan lain-lain. Dari sisi biaya, QAM sudah menjadi kebutuhan utama bagi MSO.