Multiplexing.

Presentasi berjudul: "Multiplexing."— Transcript presentasi:

1 Multiplexing

2 Multiplexing

3 Frequency Division Multiplexing
FDM Penggunaan bandwidth berlebih pada media membutuhkan bandwid pada channel Tiap sinyal di modulasi dengan frekuensi carrier berbeda Frekuensi sinyal dipesah sehingga tidak terjasi overlap (guard bands) e.g. broadcast radio Channel diallokasikan jika tidak ada data

4 Diagram Frequency Division Multiplexing

5 Sistem FDM

6 FDM pada Tiga Voiceband Signals

7 Sistem Carrier Analog AT&T (USA) Pola Hirarki FDM Group Supergroup
12 voice channels (4kHz each) = 48kHz Range 60kHz to 108kHz Supergroup 60 channel FDM pada 5 group sinyal dalam carriers diantara 420kHz dan 612 kHz Mastergroup 10 supergroups

8 Wavelength Division Multiplexing
Banyak cahaya pada frekuensi berbeda Carried oleh optical fiber Bentuk FDM Tiap carrier warna cahaya dipisahkan pada saluran data 1997 Bell Labs 100 sinar Setiap 10 Gbps Memberikan 1 terabit per second (Tbps) Sistem komersial pada 160 channels dari 10 Gbps yang tersedia Lab systems (Alcatel) 256 channels dalam tiap 39.8 Gbps 10.1 Tbps Over 100km

9 Operasi WDM Secara umum arsitekturnya sama dengan FDM
Nomor Sumber membangkitkan sinar dengan frekuensi berbeda Multiplexer menggabungkan sumber-sumber untuk ditransmisikan pada single fiber Optical amplifiers memperkuat semua wavelengths Typically tens of km apart Demux membagi channel-channel dalam satu tujuan Mostly 1550nm wavelength range Dahulu 200MHz tiapr channel Sekarang 50GHz

10 Dense Wavelength Division Multiplexing
DWDM Tdak ada ketentuan atau definisi standar Secara tidak langsung lebih banyak channel lebih banyak akhiran pada WDM 200GHz atau kurang

11 Synchronous Time Division Multiplexing
Kecepatan data pada medium melebihi kecepatan data pada sinyal digital yang ditransmisikan Multiple digital signals interleaved dalam Dimungkinkan dalam level bit pada block-block Time slots preassigned untuk sumber dan fixed Time slots dialokasikan jika tidak ada data Time slots tidak dimiliki selama diantara sumber yang didistribusikan

12 Time Division Multiplexing

13 Sistem TDM

14 TDM Link Control Tidak ada header-header dan trailers
Tidak dibutuhkan protokol data link control Flow control Kecepatan data pada line dimultiplex adalah fixed Jika satu channel receiver tidak menerima data,yang lain harus mengikuti Sumber dikumpulkan harus diquench (dipadamkan) Meningglkan slot kosong Error control Errors dideteksi dan dihandel oleh sistem individual channel

15 Data Link Control dalam TDM

16 Framing Tidak ada flag atau karakter SYNCmenggolongkan frame-frame TDM
Harus menyediakan mekanisme sinkronisasi Membuat framing digit Satu kontrol bit dibuat untuk tiap frame TDM Seperti channel yang lain - “control channel” Mengidentifikasi bit patterns digunakan untuk mengontrol channel e.g. alternating …tidak seperti dalam data channel Dapar membandingkan incoming bit patterns tiap channel dengan sync pattern

17 Pulse Stuffing Masalah - mensikronkan sumber data
Clocks dalam sumber yang berbeda penyimpangn Kecepatan data untuk sumber yang berbeda tidak digabungkan oleh simple rational number Solusi - Pulse Stuffing Kecepatan data outgoing (excluding framing bits) lebih tinggi daripada jumlah kecepatan incoming Stuff extra dummy bits or pulses into each incoming signal until it matches local clock Stuffed pulses inserted at fixed locations in frame and removed at demultiplexer

18 TDM pada Sumber Analog dan Digital

19 Sistem Carrier Digital
Hierarki pada TDM USA/Canada/Japan menggunakan satu sistem ITU-T menggunakan sistem yang mirip (tetapi berbeda) US system based on DS-1 format Multiplexes 24 channels Tiap frame memiliki 8 bit per channel ditambah satu framing bit 193 bits per frame

20 Sistem Carrier Digital(2)
Untuk suara tiap channel berisi satu kata pada pendigitalan data(PCM, 8000 samples per sec) Kecepatan data 8000x193 = 1.544Mbps Five out of six frames have 8 bit PCM samples Sixth frame is 7 bit PCM word plus signaling bit Bentuk aliran bit pensinyalan untuk tiap channel berisi control dan routing info Beberapa format untuk data digital 23 channels of data 7 bits per frame plus indicator bit for data or systems control 24th channel is sync

21 Mixed Data DS-1 dapat membawa mixed voice dan sinyal data
Digunakan 24 channels Tidak ada sync byte Dapat interleave DS-1 channels juga Ds-2 is four DS-1 giving 6.312Mbps

22 Format DS-1 Transmission

23 SONET/SDH Synchronous Optical Network (ANSI)
Synchronous Digital Hierarchy (ITU-T) Compatible Signal Hierarchy Synchronous Transport Signal level 1 (STS-1) or Optical Carrier level 1 (OC-1) 51.84Mbps Carry DS-3 or group of lower rate signals (DS1 DS1C DS2) plus ITU-T rates (e.g Mbps) Multiple STS-1 combined into STS-N signal ITU-T lowest rate is Mbps (STM-1)

24 Format Frame SONET

25 SONET STS-1 Overhead Octets

26 Statistical TDM Dalam Synchronous TDM banyak slot yang dibuang
Statistical TDM mengallocasikan time slots dynamically based on demand Multiplexer scans line input dan memilih data sampai frame penuh Kecepatan data pada line lebih kecil daripada kecepatan aggregate pada line input

27 Statistical Format Frame TDM

28 Performance Output kecepatan data lebih buruk kecepatan data aggregate
Dimungkinkan karena masalah selama peak periods Buffer inputs Menjaga ukuran buffer ke minimum smpai mengurangi delay

29 Ukuran Buffer dan Delay

30 Kabel Outlie Modem Dua bentuk channel dari kabel tv menyediakan dedikasi untuk transfer data Satu unutk tiap direction Tiap channel shared oleh number pada subscribers Pola dibutuhkan untuk alokasi kapasitas Statistical TDM

31 Pengoperasian Kabel Modem
Downstream Kabel scheduler mengirimkan data dalam pake-paket kecil Jika lebih dari satu subscriber active, tiap subscriber mendapatkan kapasitas fraction downstream mendapatkan 500kbps sampai 1.5Mbps Digunakan juga untuk alokasi time slots upstream untuk subscribers Upstream User meminta timeslots dalam bagian channel upstream Diperuntukkan untuk slots Headend scheduler mengirim kembali assignment pada time slot berikutnya untuk subscriber

32 Pola Kabel Modem

33 Asymmetrical Digital Subscriber Line
ADSL Link diantara subscriber dan jaringan Local loop Menggunakan currently installed twisted pair cable Dapat membawa broader spectrum 1 MHz atau lebih

34 Disain ADSL Asymmetric Frequency division multiplexing Range 5.5km
Kapasitas downstream lebih besar daripada upstream Frequency division multiplexing Lowest 25kHz for voice Plain old telephone service (POTS) Menggunakan echo cancellation atauFDM untuk memberikan two bands menggunakan FDM within bands Range 5.5km

35 Konfigurasi Channel ADSL

36 Discrete Multitone DMT
Multiple sinyal carrier dalam frekuensi yang berbeda Beberapa bit tiap channel 4kHz subchannels Mengirimkan tes sinyal untuk digunakan subchannels dengan snyal lebih baik dari rasio noise 256 downstream subchannels at 4kHz (60kbps) 15.36MHz Impairments memberi this down ke1.5Mbps ke 9Mbps

37 DTM Bits Per Alokasi Channel

38 Transmitter DMT

39 xDSL Kecepatan data tinggi DSL Single line DSL
Kecepatan data sangat tinggi DSL

40 Spread Spectrum Data digital atau analog Isyarat analog
Spread spectrum yang melebihi lebar bandwidth Membuat Jamming dan interception harder Frekwensi harapan * Signal Broadcast melebihi rangkaian frekwensi acak Urutan Langsung (Direct Sequence) * Masing-Masing bit diwakili oleh berbagai bit dalam sinyal yang dipancarkan * Pemotongan kode (Chipping Code)

41 Konsep Spread Spectrum
Memberi masukan ke dalam channel encoder * Membatasi bandwidth sinyal analog di sekitar frekwensi pusat Sinyal termodulasi menggunakan digit sequence * penyebaran code/sequence * secara khas dihasilkan oleh pseudonoise/ pseudorandom number generator menaikkan Bandwidth secara significan * spread spektrum Receiver menggunakan squence yang sama untuk memodulasi sinyal Sinyal termodulasi di inputkan kedalam Channel decoder

42 Model Umum dari Sistem Spread Spectrum

43 Gains (Penguatan) Imunitas dari berbagai noise dan multipath distortion * Termasuk gangguan (Jamming) Dapat mengacak sinyal * Hanya receiver yang mengetahui pengacakan kode dapat mendapat kembali sinyal Beberapa user dapat mengunakan bandwidth yang lebih besar dengan sedikit interferency * Telepon seluler * Code division multiplexing (CDM) * Code division multiple access (CDMA)

44 Jumlah Pseudorandom Dihasilkan Oleh Algoritme menggunakaninitial seed
Algoritma Deterministic * tidak benar-benar acak Jika algoritma baik, hasil lewat test acak layak Harus mengetahui algoritma dan seed untuk memprediksikan sequence

45 Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS)
Sinyal broadcastmelebihi rangkaian frekwensi acak Receiver meloncat antar frekwensi dalam sync dengan transmitter Eavesdroppers hear unintelligible blips Jamming pada satu frekwensi hanya mempengaruhi sedikit bit

46 Operasi Dasar 2k frekuensi carier menhasilkan 2k channels
Saluran yang mengatur jarak bersesuaian dengan bandwidth masukan Masing-masing saluran digunakan untuk memperbaiki interval * 300 m didalam IEEE * Beberapa jumlah bit dikirim beberapa penggunaan rencana penyandian @ Maka jadilah pecahan bit Sequence yang didikte dengan Spreading kode

47 Contoh Frequncy Hopping (frequansi Harapan)

48 Sistem Frequency Hopping Spread Spectrum pada Transmitter

49 Sistem Frequency Hopping Spread Spectrum pada Receiver

50 Slow and Fast FHSS Frekwensi bergeser tiap-tiap Tc Detik
Durasi dari signal element adalah Ts detik Slow FHSS memiliki Tc  Ts Fast FHSS memiliki Tc < Ts Biasanya fast FHSS memberikan improved performance dalam noise (or jamming)

51 Slow Frequency Hop Spread Spectrum menggunakan MFSK (M=4, k=2)

52 Fast Frequency Hop Spread Spectrum menggunakan MFSK (M=4, k=2)

53 FHSS Performance Considerations
Typically large number of frequencies used Improved resistance to jamming

54 Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)
Masing-Masing Bit yang diwakili oleh berbagai bit yang menggunakan spreading kode Kode Penyebaran menyebar sinyal ke seberang frekwensi band lebih luas * Sebanding dengan jumlah bit yang digunakan * 10 kode penyebaran bit menyebar sinyal ke seberang 10 kali luas bidang 1 kode bit Satu metoda: * Kombinasi masukan dengan kode penyebaran (spreading code ) yang menggunakan XOR * Bit Masukan 1 membalikkan bit kode penyebaran * Bit Masukan 0 tidak bisa membalikkan bit kode penyebaran * Data rate samadengan spreading code asli Performance similar ke FHSS

55 Contoh Direct Sequence Spread Spectrum

56 Direct Sequence Spread Spectrum pada Transmitter

57 Direct Sequence Spread Spectrum pada Receiver

58 Contoh Direct Sequence Spread Spectrum Menggunakan BPSK

59 Approximate spectrum sinyal DSSS

60 Code Division Multiple Access (CDMA)
Diri dari banyak bagian Teknik yang digunakan di spektrum di/tersebar Mulai dengan tingkat tarip isyarat data D Tingkat tarip Data Bit yang [disebut/dipanggil] Pecah;Kan masing-masing menggigit ke dalam k memotong menurut pola teladan ditetapkan;perbaiki dikhususkan untuk pemakai masing-masing User’S kode Saluran baru mempunyai data chip menilai kD chip per detik E.G. K=6, tiga para pemakai ( A,B,C) memberitahukan penerima dasar R Kode untuk A= < 1,-1,-1,1,-1,1> Kode untuk B= < 1,1,-1,-1,1,1> Kode untuk C= < 1,1,-1,1,1,-1>

61 Contoh CDMA

62 CDMA Explanation Mempertimbangkan Suatu memberitahukan dasar
Dasar mengetahui A’S kode Asumsikan komunikasi telah menyamakan Suatu kekurangan untuk mengirimkan suatu 1 Irimkan chip mempola < 1,-1,-1,1,-1,1> A’S kode Suatu kekurangan untuk mengirimkan 0 Irimkan chip[ mempola <- 1,1,1,-1,1,-1> Komplemen A’S kode Ahli sandi mengabaikan lain sumber ketika penggunaan A’S kode untuk memecahkan kode Orthogonal Kode

63 CDMA untuk DSSS n para pemakai masing-masing menggunakan berbeda ORTHOGONAL PN urutan Atur arus data para pemakai masing-masing * Menggunakan BPSK Alikan dengan penyebaran kode pemakai

64 CDMA di (dalam) suatu DSSS Lingkungan

65 Tujuh Menggali CDMA Sandi dan Mecahkan kode