(UTILISASI BANDWIDTH MULTIPLEKS DAN SPREADING) Bab 6 Multiplexing (UTILISASI BANDWIDTH MULTIPLEKS DAN SPREADING)

Gambar 6.1 Pembagian suatu link menjadi kanal-kanal

Gambar 6.2 Kategori Multipleks

6.1 FDM (Frequency Division Multiplexing) Proses Multipleks Proses Demultipleks Hierarki Analog Aplikasi-aplikasi lain FDM Implementasi

Gambar 6.3 FDM

Catatan: FDM adalah suatu teknik multipleks analog, yang akan mengkombinasikan sinyal-sinyal.

Gambar 6.4 Proses FDM process

Gambar 6.5 Contoh demultipleks FDM

Contoh 1 Anggap bahwa suatu kanal voice memerlukan bandwidth 4 KHz. Diperlukan untuk mengkombinasikan 3 kanal voice tersebut kedalam suatu link dengan yang memiliki bandwidth of 12 KHz, dari 20 sd. 32 KHz. Tunjukan konfigurasi(alokasi) berdasar frequency domain anggap tanpa band penjaga (guard bands). Penyelesaian Translasi (Shift) (sinyal termodulasi) tiap-tiap kanal voice ketiganya berbeda bandwidth, seperti ditunjukan Gambar 6.6.

Gambar 6.6 Contoh 1

Contoh 2 Lima kanal, yang masing-masing memiliki bandwidth 100-KHz, akan dimultipleks (multiplexed) bersama. Berapakah bandwidth minimum suatu link yang dibutuhkan, jika diperlukan diantaranya disisipkan band pemisah (guard band) 10 KHz , untuk mencegah terjadinya interferensi? Penyelesaian Untuk lima kanal, kita perlukan empat band pemisah (penjaga). Maka bandwidth yang diperlukan paling minimum dalah 5 x 100 + 4 x 10 = 540 KHz, Seperti yang ditunjukan Gambar 6.7

Gambar 6.7 Contoh 2

Contoh 3 Empat kanal data (digital), masing-masing mentransmisikan data pada laju data 1 Mbps, menggunakan suatu kanal satelit 1 MHz. Rancanglah suatu konfigurasi yang tepat berdasar FDM Penyelesaian Kanal satelit adalah kanal analog. Dapat dibagi menjadi empat kanal, masing-masing kanal memiliki bandwidth 250-KHz. Tiap kanal digital 1 Mbps dimodulasi dengan 16-QAM. Seperti ditunjukan pada Gambar 6.8.

Gambar 6.8 Contoh 3

Gambar 6.9 Hierarki Analog

Contoh 4 Pada teknologi AMPS (Advanced Mobile Phone System) menggunakan dua band. Band yang pertama, dari 824 sd. 849 MHz, digunakan untuk pengirim; dan dari 869 sd. 894 MHz digunakan untuk penerima. Jika tiap-tiap pengguna (user) memiliki bandwidth 30 KHz untuk tiap arahnya. Sinyal voice dengan bandwidth 3-KHz dimodulasi dengan FM, memerlukan 30 KHz untuk menyalurkan sinyal termodulasi tersebut. Berapa orang (user) yang dapat menggunakan telefon cellularnya secara simultan? Penyelesaian Jika tiap band-nya adalah 25 MHz. Maka bandwidth 25 MHz jika dibagi 30 KHz, akan diperoleh 833.33. Pada praktisnya (In reality), band tersebut dibagi 832 kanal.

6.2 WDM(Wave Division Multiplexing )

Gambar 6.10 WDM

Catatan: WDM merupakan teknik multipleks analog untuk mengkombinasikan sinyal-sinyal optis.

Gambar 6.11 Proses multiplexing dan demultiplexing pada WDM dapat diwakili dengan prisma

6.3 TDM Time Slots dan Frames Interleaving Sinkronisasi (Synchronizing) Penambahan Bit (Bit Padding) Layanan Digital Signal (DS) T Lines Invers TDM Aplikasi-aplikasi TDM

Gambar 6.12 TDM

TDM adalah suatu teknik multipleks digital untuk mengkombinasikan data Catatan: TDM adalah suatu teknik multipleks digital untuk mengkombinasikan data

Gambar 6.13 Frame TDM

Contoh 5 Empat koneksi masing-masing 1-Kbps dimultipleks bersama. Dalam satuan(unit) 1 bit. Berapa (1) durasi 1 bit sebelum multipleks, (2) Laju transmisi saluran multipleks, (3) durasi time slot-nya, dan (4) durasi suatu frame? Penyelesaian Maka: 1. Durasi tiap 1 bit adalah 1/1 Kbps, atau 0.001 s (1 ms). 2. Laju data (rate) link adalah 4 Kbps. 3. Durasi tiap-tiap time slot 1/4 ms atau 250 ms. 4. Durasi tiap frame-nya adalah 1 ms.

Catatan: Pada TDM, Laju data saluran (link) adalah n kali lebih cepat, dan unit durasi n kali lebih pendek.

Gambar 6.14 Interleaving

Contoh 6 Empat kanal dimultipleks berdasar TDM. Jika masing-masing kanal mengirimkan 100 bytes/s dan, dimultipleks 1 byte per kanal, tunjukan frame traveling pada link, ukuran frame-nya, durasi frame-nya, frame rate, dan bit rate untuk link-nya. Penyelesaian Proses multipleks seperti ditunjukan pada Gambar 6.15.

Gambar 6.15 Contoh 6

Contoh 7 Suatu multiplexer mengkombinasikan empat kanal masing-masing 100-Kbps menggunakan time slot 2 bits. Tunjukan keluarannya jika masukannya adalah empat masukan sembarang. Berapakah frame rate-nya? Berapakah durasi frame -nya? Berapakah bit rate? Berapakah durasi bit-nya? Penyelesaian Gambar 6.16 menunjukan keluaran (output) untuk empat masukan sembarang.

Gambar 6.16 Contoh 7

Gambar 6.17 Framing bits

Contoh 8 Ada empat sumber (source), masing-masing membangkitkan 250 karakter per second. Jika interleaved unit-nya adalah suatu character dan 1 synchronizing bit ditambahkan pada masing-masing, berapakah (1) data rate tiap-tiap sumber, (2) durasi dari tiap karakter pada tiap sumber, (3)frame rate, (4) durasi tiap frame, (5) jumlah bit di tiap-tiap frame, dan (6) the data rate dapa link. Penyelesaian Lihat slide berikutnya.

Penyelesaian (lanjutan) Adalah sebagai berikut: 1. Data rate tiap sumber adalah 2000 bps = 2 Kbps. 2. Durasi tiap karakter adalah 1/250 s, atau 4 ms. 3. Link memerlukan 250 frames per second untuk mengirim. 4. Durasi tiap frame adalah 1/250 s, atau 4 ms. 5. Tiap frame adalah 4 x 8 + 1 = 33 bit. 6. Data rate saluran (link) adalah 250 x 33, atau 8250 bps.

Contoh 9 Dua kanal, kanal pertama dengan bit rate 100 Kbps dan kanal ke dua dengan bit rate 200 Kbps, keduanya dimultipleks. Apakah dapat dilakukan? Berapa frame rate? Berapa durasi frame-nya? Berapa bit rate pada salurannya (link)? Penyelesaian Kita dapat mengalokasikan satu slot untuk kanal pertama dan dua slot untuk kanal kedua. Tiap frame membawa 3 bit. Frame rate adalah 100,000 frames per second, karena tiap frame membawa 1 bit dari kanal pertama. Frame durasi adalah 1/100,000 s, atau 10 ms. Bit rate nya adalah 100,000 frame/s x 3 bit/frame, atau 300 Kbps.

Gambar 6.18 hierarki DS

Table 6.1 Laju data DS dan T Service Line Rate (Mbps) Voice Channels 1.544 24 DS-2 T-2 6.312 96 DS-3 T-3 44.736 672 DS-4 T-4 274.176 4032

Gambar 6.19 T-1 line untuk multiplexing saluran telefon

Gambar 6.20 Struktur frame T-1

Tabel 6.2 E line rates E Line Rate (Mbps) Voice Channels E-1 2.048 30 8.448 120 E-3 34.368 480 E-4 139.264 1920

Gambar 6.21 Multiplexing dan inverse multiplexing