bab 6 multiplexing

5/13/2018 Bab 6 Multiplexing - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bab-6-multiplexing 1/4

Multiplexing

IT TELKOM – fak. Teknik elektro

Bahan Rujukan

Roger L. Freeman , Telecommunication systemengeneering.

Disusun oleh Gideon Jonatan

Tujuan pembelajaran

• Mempunyai persepsi tentang multiplexing

• Memahami multiplexing dalam rangkaian

proses sistem transmisi

• Membedakan multiplexing analog (FrequenDivision Multiplexing)dan multiplexing

digital(time division multiplexing).

• Mempunyai kepekaan tentang hirarchi dan

kapasitas multiplexing

Dasar multiplexing analog• Bandwidth suara manusia yang diteruskan oleh provider

telekomunikasi 0.3 – 3.4KHz

• Proses multiplexing dilakukan dengan mengambil output darisentral.

• Menggunakan multiplexing berarti menggunakan transmisi 4 kawat.

• Inti dari multiplexing adalah modulasi AM/SSB suppress carrieryang memindahkan frekuensi sinyal (informasi)

• Pengaturan seperti ini disebut FDM ( frequency Divisionmultiplexing).

Multiplexing

Frequency domain

Ch1

Ch2

Ch n

Ch1 Ch2 ch3 Ch n

Dasar kerja Proses multiplexing• Konsep dasar multiplexing FDM adalah memindahkan informasi VBW

– 3.4 KHz) → suatu frekuensi

M=mixer

• 0.3 -3.4 fc f c-3.4 f c-0.3 f c f c+0.3 f c+3.4

sinyal carrier modulated carrier(carrier termodul

as

ac

am

• Secara matemas sbb. → ambil satu frekuensi sinyal fs

• Sinyal → as

= A sin ωst a

c= A sin ω

ct ωs= 2πf

sωc=2πf

c

• Carrier →ac= A sin ω

ct a

m= A sin ω

ct A sin ω

st

• Modulated carrier → am

= a² sin ωct sin ω

st = A=½ a²

(carrier termodulasi ) = A sin (ωc+ω

s)t + A sin (ω

c-ω

s)t

Pada gambar diatas maka frekuensi fc –fs di filter hingga

tidak keluar jadi yang keluar hanya fc + fs atau

fc -3.4 s/d fc – 0.3 KHzPemindah frekuensi seperti ini disebut mixer

x

osc

Multiplexing berjenjang• Group(12 VBW), supergroup (5 group),master group (5 super

group), super master group(3 master group atau 15 supergroup)

• Berdasarkan rekomendasi ITU – CCITT, pada gb dibawah ini carilah

frekwensi pemindahnya masing – masing. Hit jml VBW tiap tingkat!

Ch1 Ch2 ch3 Ch 12

60 64 68 KHz 108 group 60 – 108 KHz

Sg1 Sg2 Sg3 Sg4 Sg5

312 360 408 456 504 552 KHz super group 312 – 552 KHz

812 1060 1308 1556 1804 2204 KHz master grp 812-2204 KHz

Sg1 Sg2 Sg3 Sg4 Sg5

ambil side band bawah

ambil side band atas

ambil side band bawah

8516 9836 11156 12388 supermaster grp 8516-12388 KHz

ambil side band atas

Power output multiplexing

• Tergantung pada :

- jumlah channel yang masuk dan rata – rata power tiap chan

- Kecepatan silabus pembicaraan

- Jarak dari pembicara ke multiplexing.

• Karena variabel diatas sangat bervariasi, maka ITU

merekomendasikan dengan rumus (ccitt Rec G.223): Pav = -15log N (n≥240) dan -1+4 log N(N < 240) dbm dimana N=jumlah vyang dibawanya.

• Power ini merupakan power input untuk modulator yangdigunakan.

• Untuk selanjutnya rincian multiplexinganalog ini tidak dibahas lagi, karena sekarasudah era digital dan multiplexing yangdipakai adalah mulplexing digital → TDM



Beda sinyal digital dan analog• Transmisi digital adalah

transmisi yang menyalurkansinyal – sinyal berbentuk bit(binary – 0/1 – low / highvoltage)

• Sebab itu semua bentuk sinyal jika ditransmisikan secara

digital harus dirubah menjadideretan bit 1 atau 0.

• Untuk merubah (kode) sinyalsuara menjadi digital dilakukanproses sampling dankwantisasi.

• Di penerima dilakukan prosespengkodean kembalidekwantisasi dan desamplinguntuk mengembalikan kesinyal awal.

tegangan

waktu

Sinyal analog

tegangan

waktu

1 0 1 1 0 0 1 1 1 0

Sinyal digital

Perubahan analog menjadi digital.

1. Semakin banyak cuplikan semakin baik . Mengapa?

2. 1 hz minimal dibutuhkan 2 sampling untuk membentuk sinusoida.

3. Jika VBW 0.3 – 3.4 KHz (maksimum 4 KHz) → sampling 8000 perde

4. Satu sampling di skala (quantisasi) misalnya menjadi 256 skala. Sembanyak skala maka error karena kuantisasi semakin kecil. why ?

5. Tinggi sampling (mis 47.3) di kodekan jadi digital dirubah menjadi 8“00101111” = 0x128+0x64+1x32+0x16+1x8+1x4x1x2+1x1

6. Bit stream ini yang dikirim. Kecepatan bit stream=

8000 sampx 8 bit/samp= 64 kbps

1. Sinyal analog di cuplik beberapa kali

2. Quantizing memberi skala pada sampling3. Skala tsb di

jadi digital.

Distorsi karena kuantisasi• transmisi analog dan digital berbeda di penerimaan.

• Sinyal digital yang rusak di perjalanan karena noise , dipenerima dapat

di regenerasi sehingga menjadi bit yang sempurna → noise hilang.

Sedangkan pada sistem transmisi analog, noise yang terjadi pada

sinyal tetap ikut ketika di dekodekan.

• Sebab itu sistem transmisi digital menghasilkan penerimaan yang

sangat bagus dan bebas dari noise. Tetapi proses kuantisasi

menimbulkan distorsi.

• Contoh kuansasi untuk sampling yang ngginya 47.3 → 47(error 0.3)

atau 46.6 → 47 (error 0.4). Error max = 0.5

• Sinyal yang terbentuk diterima akan terdistorsi karena proses

kuantisasi.

• S/D ( power signal to power distorsi ) dinyatakan dengan rumus :

• S/D = 6 n + 1.8 dimana n = jumlah bit pengkodean utk 1 sampling. (

kalau rumus ingin dibuktikan nanti dalam kuliah)

• Contoh : untuk 64 kbps berarti skala 256 (2⁸ ) dan dikodekan dengan 8

bit maka S/D = 6 x 8 + 1.8 = 49.8 dB

Multiplexing digitalCh 00

Ch00 0

1

selektor S011….S311 101101…….101 kirim

Sinyal PCM

Ch31 S001

31

1. Sinyal analog tiap sinyal disampling.

2. Sampling itu diambil secara bergantian oleh selektor dari ch 0 s/d ch sesudah itu selektor kembali ke ch 0 untuk mengambil sampling kedu

3. Sementara itu sampling berikut dari tiap – tiap ch berganti dengansampling berikutnya.

4. Selektor sudah harus kembali keposisi ch 0 dalam waktu 1 sampling =1/8000 sec. Dalam waktu itu selektor mengambil 32 samling. Tiapsampling di kode dengan 8 bit. Maka bit stream menjadi 8000 x 32 x 82048 kbps. Ini adalah multiplexing tingkat pertama ( 30 ch+ 1 chsinkronisasi dan signaling di ch 0 dan ch 15)

5. Sementara itu di penerima, sinyal dikembali kan dalam bentuk semuldengan proses yang sebaliknya.

s

a

m

p

l

i

n

g

Quan

tizer

&

encod

er

m

od

ul

at

or

Multiplexing digital tingkat 2 keatas

• Prosesnya mirip dengan tingkat pertama

• Hanya yang diambil selektor bukan sampling tetapi bit – bit kode

dari tiap PCM

• Jumlah group adalah 4 sehingga output multiplexer 4x2048+256

(untuk sinkronisasi antar PCM) = 8448 kbps demikian seterusnya

• Ada dua skema multiplexing digital eropa / jepang – Amerika

dengan beda sebagai berikut :

• Eropa Jepang /Amerika

• PCM kanal kbps kanal kbps • Tk satu 30 2 048 (E1) 24 1 544(T1) • Tk dua 120 8 448 96 6 312 • Tk tiga 480 34 368 480 32 064 • Tk empat 1920 139 264 1440 97 728 • Tk lima 7680 565 148 5760 297 200

Skema multiplexing yang lain• Hirarchi multiplexing diatas disebut PDH

(plesiosinchronous Digital Hirarchi )→ arnya hirarcmultiplexing yang kaku dan tidak bisa berubah.

•

Dengan berkembangnya teknologi media fiber optikdengan kecepatan tinggi, maka skema hirarchimultiplexing juga berkembang dengan SONET (Synchronous Optical Network) dikembangkan untukAmerika utara atau SDH ( synchrounous digital hiraruntuk Eropa ). Sebenarnya keduanya hampir sama.Hanya standard basic yang digunakan (T1→ 1544 Kb) dan E1 (2048 Kbps)

• Dalam kuliah ini skema multiplexing ini tidak dibahakarena merupakan suatu bahan tersendiri yang cukkomplex dan panjang.



Bit reduction

• Kecepatan 64 kbps cukup besar, jika menggunakan modulator BPSK

maka bandwidth yang dibutuhkan = 64x1.2 kHz.

• Bandingkan dengan bandwidth sinyal yang asli (VBW) hanya 0-3.4 (

4 KHz)

• Sebab itu terdapat keinginan untuk mengurangi bandwidth

tersebut dengan berbagai teknik pengurangan ( kompresi )

• Beberapa teknik kompresi adalah :

- ADPCM → mengurangi BW menjadi 50% → 64 kbps → 32 kbps

- Sub- Band coding ( SBC) → mengurangi BW menjadi 25% (16 kbps

bahkan 9.6 kbps )

- RELP (residual exited Linier Predicve) → mengurangi BW menjadi 4

s/d 16 kbps

- CELP (Codebook excitation Linier predictive)

- A – CELP

Kualitas hasil kompresi

• Tentu BW lebih besar akan menghasilkan kualitas lebih baik →wajar.

• Masalahnya seberapa jauhkan kualitas akan berkurang? (Dengacara apakah kualitas akan diukur. )

• Pengukuran kualitas dilakukan dengan cara MOS ( most opinionscore) dengan mekanisme penliaian sebagai berikut:

- Kepada 100 orang diperdengarkan suara asli, suara yang di kod

dengan PCM, ADPCM dan lain – lain. Tentu kepada mereka tidadiberi- tahukan teknik apa yang digunakan. Yang diberi tahu hasuara aslinya.

- Mereka diminta untuk menuliskan apakah suara yang didengarasli atau kompress.

- Dari tanggapan mereka, maka evaluasi dibuat. Hasilnya (persentak dapat membedakan sebagai berikut:

PCM = 100 % ADPCM= 96% 16 Kbps RELP =90 %

8 kbps RELP = 88% 5.3 Kbps A-CELP = 92%

Berarti hasil kompresi tersebut dapat dikatakan baik.

ADPCM(adaptive differencial PCM)

• PCM normal menggunakan skala kuansasi 256 ( 2⁸ → kode 8

bit)

• Dalam perioda 1/8000 detik sampling, perubahan sampling tidak

terlalu besar maksimum 8 skala ( 2³→ kode 3 bit + 1 yang

menyatakan perubahan naik atau turun ).

• Bit rate ADPCM = 8000sampl/sec x 4b/sampl=32kbps.

• Mulplexing sebanyak 32 channel → 32x32kbps=1024 kbps

• Menghemat sarana transmisi dengan ½ nya.

→ Dengan Bandwidth yang sama diperoleh kapasitas transmisi dua

kali lipat.Speech seq. ADPCM seq Rx ADPCM speech seq.

decoded seq

Untuk teknik kompresi yang lain tidak dibahas dalam pelajaran ini

-Adaptive

quantizer

Predictor +

+

Predictor

Pemakaian teknik kompresi pada telepon berger

• Pada telepon bergerak GSM maupun pada CDMdengan bit rate 9.6 Kbps per subscriber.

• Jika pelanggan terlalu banyak, maka bit ratetersebut dapat diturunkan lagi menjadi 4.8 kbpsehingga kapasitas transmisinya menjadi doub→ secara relap kualitas suara agak menurun.

• Pesawat pelanggan ( HP) mempunyaikemampuan untuk merubah modus kompresidan menyesuaikannya dengan modus kompreyang di pakai oleh BTS.

• Modus kompresi ini tidak berpengaruh pada

operasi penyambungan oleh MSC. Karena mokompresi hanya berkaitan dengan prosespengolahan sinyal suara.

Teknik kompresi pada DLC ( digital loop carrier)

Persepsi DLC → jaringan lokal pada jarak jauh.

• Pelanggan di daerah yang jauh

harus dilayani, sebagai penggantikabel primer dipakai DLC.

• DLC adalah perangkat transmisi

yang dapat menyalurkan banyak

voice dengan kompresi.

• Jika transmisi antara DLC sisi

sentral ke remote mempunyai

kecepatan 2 Mbps dengan

kompresi sampai 8 kbps maka

dapat dilayani 250 pelanggan.

• DLC dilengkapi oleh teknik DSI (

digital speech Interpolation )

SentralDLC

Sisi sentralDLC

Sisi remote

Daerah yang jauh > 6 km dilayani

oleh sentral

R

KK

PK

P

• Pemakaian kanal oleh tiap

pelanggan hanya 40 % ( voice

activation)

• Dengan cara buffer maka 60%

kanal kosong dapat dimanfaatkan

untuk kanal - kanal tambahan

yang lain.

• Dengan demikian jumlah plg

terlayani 250 x 2.5 (DSI)=500

Bukan 625 karena magin untuk

antisipasi masalah freeze faktor.

Channel multiplier.

• Pada dasarnya channel multiplier adalah DLC. Hanya bedanya ,bukan sisi sentral dan sisi remote karena di kedua ujung adalahsentral dengan output 2 MBPS.

• Dengan cara ini maka multiplexing yang menyalurkan E1 dengaMbps ( 30 kanal) dengan digital multiplier ADPCM / DSI menjad2(ADPCM_x30 (PCM) x 2(DSI) = 120 saluran.

• Jika kompresinya dilakukan dengan cara lain misalkan RELP 8 kbmaka jumlah multipliernya menjadi : 500 / 30 untuk transmisi mbps.

• Penyaluran fax dengan multiplier. Seperti diketahui bahwa bit runtuk fax hanya berkisar antara 300 bps sampai 9.6 kbps. Olehsentral informasi fax ini di salurkan dengan kecepatan 64 kbpskarena dianggap sebagai informasi suara.

• Di perangkat multiplier dipasang perangkat fax detektor. Perangini akan mendeteksi kanal fax, kemudian dikembalikan ke bitratawal untuk ditransmisikan. → terjadi penghematan bandwidth

Sentral IDigital

multiplierSentr

Digital

multipliertransmisi



Selanjutnya untuk komunikasi data

bisa dilihat pada bab 10.

komunikasi data.

Dibahas terpisah karena tidak ada

kaitannya dengan multiplexing.

bab 6 multiplexing

Documents