Teknik multiplex

  • View
    84

  • Download
    9

Embed Size (px)

Text of Teknik multiplex

  1. 1. Media Pembelajaran Berbasis Multimedia Mata Kuliah Teknik Transmisi halaman 1 Teknik Transmisi Mata kuliah ini membahas teknik/metode yang digunakan untuk memproses sinyal yang akan dikirimkan melalui media transmisi. Pembahasan dalam teknik pemrosesan sinyal difokuskan pada transmisi sinyal digital terutama dengan teknik multipleksing TDM (Time Devission Multiplexing) meliputi PDH, SDH dan SONET. 1. Pengertian TDM TDM adalah teknik penggabungan (Multiplexing) beberapa kanal informasi (Low Rate) ke dalam kanal transmisi (High Speed) dengan pembagian bidang waktu atau berdasarkan pada time domain. Dalam teknik multipleksing ini tiap kanal informasi akan diambil sampelnya dan dikirimkan dalam kanal transmisi secara bergantian dan berurutan secara terus menerus. TDM adalah teknik yang paling umum digunakan utuk mentransmisikan sinyal digital sejumlah kanal low rate pada fasilitas transmisi high speed. Fungsi multiplexing ini dilaksanakan dengan mengalokasikan tiap kanal informasi kedalam timeslot pada kanal transmisi high speed. Gabungan beberapa Time slot yang berisi informasi dan sinyal lain yang diambil pada periode tertentu akan membentuk frame. Dalam pembentukan frame ini pola framing periodik ditambahkan pada fasilitas high speed utuk identifikasi posisi kanal low speed di penerima. Gambar 1-1. Teknik Multiplexing TDM Disisi pengirim peralatan yang berfungsi menggabungkan beberapa kanal informasi disebut Multiplexing atau MUX sedang disisi penerima, disebut Demultiplexing atau DEMUX. Sebelum dilakukan multiplexing terlebih dahulu dilakukan pemisahan kanal arah kirim dan arah terima dengan rangkaian hybrid 2 ke 4 kawat, sehingga dua kawat yang mula mula berisi
  2. 2. Media Pembelajaran Berbasis Multimedia Mata Kuliah Teknik Transmisi halaman 2 pembicaraan 2 orang (misal ali dan umar) akan dipisahkan suaranya ali ada di 2 kawat arah kirim dan suaranya umar ada di 2 kawat arah terima. Sinyal yang akan menuju lawan bicara diubah ke dalam bentuk digital 64 kbps, kemudian masuk perangkat multiplexing. Jika perangkat multiplex menggunakan PDH Eropa, maka keluaran Mux mempunyai bitrate 2048 kbps berisi 30 kanal voice. Perangkat multipleksing terdiri atas dua bagian yaitu Tx dan RX, jika digunakan media transmisi radio sebagai link maka Tx akan ditumpangkan pada frekuensi berbeda dengan Rx. Contohnya arah kirim Tx dengan frekuensi 21952.00 MHz sedang untuk transmisi arah terima Rx adalah 23002.00 MHz. Gambar 1-2. Blok diagram teknik transmisi Untuk memenuhi dan meningkatkan kapasitas transmisi maka dibuat hierarkhy PDH orde 1, orde 2, orde 3 dan orde 4. Orde 2 dibuat dari 4 buah orde 1, sehingga mempunyai kapasitas 4 x 30 kanal = 120 kanal dengan bitrate 8448 kbps. Orde 3 dibentuk dengan menggabungkan 4 buah orde 2, sehingga mempunyai kapasitas 4 x 120 kanal = 480 kanal dengan bit rate 34.368 kbps. Orde 4 = 4 x orde 3 = 4 x 480 kanal = 1920 kanal. Dalam TDM multiplexing frekuensi sampling diatur sedemikian rupa sehingga antara kanal kanal yang akan dimultiplek dapat diakses secara bergantian tanpa ada data kanal yang hilang. MUX 64 kbps Hybrid 2 ke 4 kawat Tx Rx Analog to Digital Digital to Analog 64 kbps Masuk ke MUX Dari DEMUX Ali + Umar Ali Umar DEMUX MUX 64 kbps Hybrid 2 ke 4 kawat Tx Rx Analog to Digital Digital to Analog 64 kbps Masuk ke MUX Dari DEMUX Ali + Umar Ali Umar DEMUX Deskphone Ali Deskphone Umar
  3. 3. Media Pembelajaran Berbasis Multimedia Mata Kuliah Teknik Transmisi halaman 3 Frekuensi sampling ke 3 kanal sama, tetapi berbeda fasa 1200 satu sama lain sehingga menghasilkan PAM yang berbeda waktunya. Kondisi ini yg digunakan untuk mux. Dalam teknik ini kanal informasi berupa sinyal digital dengan bitrate 64 kbps, sehingga kanal informasi yang berupa sinyal analog harus diubah agar menjadi sinyal digital dengan bit rate 64 kbps. Perubahan sinyal analog menjadi sinyal digital ini dilakukan dengan teknik PCM (Pulse Code Modulation) Pada gambar 1-3 diperlihatkan blok diagram proses perubahan sinyal analog agar menjadi sinyal digital yang pada dasarnya terdiri atas 3 proses utama yaitu sampling, quantizing dan coding. Sampling dilakukan oleh rangkaian sampler, quantizing dilakukan oleh compression dan Quantizer dan coding dilakukan oleh Encoder. Sebelum sinyal dikirimkan melalui media transmisi tertentu terlebih dahulu diproses dengan teknik TDM. Disisi penerima sinyal digital Input waveform Digital switching or transmission output waveform Fig. 5.1 The processes of PCM Low pas filter Sampler ExpansionQuantizerCompression Low pas filterEncoder 1 0 1 0 Decoder 1 0 1 0 Gambar 1-4. Proses PCM Media & teknik transmisi low-pass filter Sampling gate Ch1 P1 low-pass filter Sampling gate Ch2 P2 low-pass filter Sampling gate Ch3 P3 reconstructed output waveforms low-pass filter Sampling gate Ch1 P1 low-pass filter P2 low-pass filter Sampling gate Ch3 P3 input waveforms Ch.3 samples frame Ch.2 samples TDM Highway Fig 4.8 Example of a 3-channel TDM sstem Sampling gate Ch2 Ch.1 samples Gambar 1-3. TDM multiplexing 3 input
  4. 4. Media Pembelajaran Berbasis Multimedia Mata Kuliah Teknik Transmisi halaman 4 terlebih dahulu dikodekan oleh rangkaian decoder dengan tujuan untuk memisahkan sinyal sinkronisasi dari sinyal informasi, kemudian sinyal informasi dikembalikan kedalam bentuk sinyal analog oleh rangkaian expansion dan low pass filter. 1.1. Sampling. Sampling adalah proses pengambilan sampel amplitudo sinyal informasi. Pengambilan sampel dilakukan secara periodik tiap detik dengan jumlah sampel tiap detik ditentukan oleh frekuensi sampling. Gambar 1- 5. Proses sampling Keluaran rangkaian sampling adalah sinyal PAM (Pulse Amplitude Modulation). Semakin tinggi frekuensi sampling akan menghasilkan sinyal PAM lebih banyak semakin rendah frekuensi sampling akan menghasilkan sinyal PAM lebih sedikit. Untuk mendapatkan frekuensi sampling ideal dikemukakan oleh teori Nyquist sebagai berikut : 2 Keterangan : fs = frekuensi sampling (hz) Fi = frekuensi informasi (hz) Untuk sinyal informasi voice dengan frekuensi 300 hz s/d 3400 hz, CCITT (Committe Consultative International Telephone and Telegraph) memberikan rekomendasi besarnya frekuensi sampling adalah 8000 hz. Dengan frekuensi 8 kHz tersebut akan dihasilkan sinyal PAM sebanyak 8000 PAM/detik, hal ini menyebabkan waktu antara sinyal PAM 1 ke sinyal PAM berikutnya adalah sebesar 125 S. Electronic switch PAM signal Sampling rate : 8 KHz Sample pulse analog (telephone) signal t sampling interval : TA = 1/fA = 125 ms t
  5. 5. Media Pembelajaran Berbasis Multimedia Mata Kuliah Teknik Transmisi halaman 5 1.2. Quantizing Quantizing atau kuantisasi adalah proses penyesuaian amplitudo sinyal PAM ke dalam amplitudo standar pengkodean (coding). Terdapat dua jenis kuantisasi, yaitu kuantisasi uniform dan kuantisasi non-uniform. Gambar 1-6. Kuantisasi Uniform 1.2.1. Uniform Quantizing. Pada kuantisasi uniform, amplitudo sinyal PAM dibagi menjadi 8 segmen sama besar baik untuk level positip maupun level negatif. Dalam kuantisasi ini terdapat kesalahan kuantisasi (Error Quantizing) sebesar Eq= (Y adalah selisih amplitudo sinyal dengan level kuantisasi standar, Y adalah amplitudo sinyal). Pada kuantisasi uniform ini kesalahan kuantisasi untuk sinyal PAM dengan amplitudo kecil akan jauh lebih besar dibandingkan dengan sinyal PAM dengan level amplitodu besar, karena itu sistem kuantisasi ini diperbaiki dengan kuantisasi uniform. PAM signal Quantizing intervals + 8 +7 + 6 + 5 +4 + 3 + 2 + 1 - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 t0 t1 t2 t3 t4 t5 Sampling instant Dx x Dy y error quantizing = Dx x error quantizing = Dy y Error quantizing untuk sinyal dg level rendah lebih besar dibanding level tinggi, sedangkan secara statistik sinyal voice (tlp) lebih dominan berlevel rendah maka dikembangkan kuantisasi non linier/non uniform Dy y Dx x m-Law (standar Eropa) E1 A-Law (standar Amerika/ Jepang) T1 skala:linier(uniform) error kuantisasi
  6. 6. Media Pembelajaran Berbasis Multimedia Mata Kuliah Teknik Transmisi halaman 6 1.2.2. Non-Uniform Quantizing Pada kuantisasi non-uniform, amplitudo sinyal PAM dibagi menjadi 8 segmen yang tidak sama besarnya baik untuk level positip maupun level negatif. Ada dua macam kuantisasi non- uniform yaitu -Law yang dipakai oleh Eropa dan A-Law yang dipakai oleh Amerika. Gambar 1-7. Kuantisasi Non-uniform -Law Segmen 7 = ( 1 ) bawah = 0,50000 atas = 1 Segmen 6 = ( 1/4 1/2 ) bawah = 0,25000 atas = 0,5 Segmen 5 = ( 1/8 1/4 ) bawah = 0,12500 atas = 0,25 Segmen 4 = ( 1/16 1/8 ) bawah = 0,06250 atas = 0,125 Segmen 3 = ( 1/32 1/16 ) bawah = 0,03125 atas = 0,0625 Segmen 2 = ( 1/64 1/32 ) bawah = 0,015625 atas = 0,03125 Segmen 1 = ( 1/128 1/64 ) bawah = 0,007812 atas = 0,015625 Segmen 0 = ( 0,00 1/128 ) bawah = 0,00000 atas = 0.007812 1/21/4 1/8 1/16 1/32 1/64 32 . . . . . . . . . . . . . 1 48 . . . . . 33 64 . . . . . 49 80 . . . . . 65 112 . . . . . 97 Segment 7 Segment 6 Segm ent5 Sgmt4 Sg-2 Seg-1 PAM signal 96 . . . . . 81 128 127 126 125 124 123 122 121 120 119 117 116 115 114 113 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 85 128 . . . . . 113 1 1 0 1 0 1 0 0 Decoding 85 118 Quantizing interval nos 1 125 118 Sg-3 Encoding 7 8 6 8 5 8 1 64 1 32 1 16 1 8 1 4 1 2 2 8 1 8 3 8 4 8 1 Segment no 13 Segment no 1 2 12 3 4 5 6 Segment no 7 9 10 11 8 Input signal Output signal -1
  7. 7. Media Pembelajaran Berbasis Multimedia Mata Kuliah Teknik Transmisi halaman 7 Dalam kuantisasi ini kesalahan kuantisasi (Error Quantizing) sebesar Eq= (Y adalah selisih amplitudo sinyal dengan level kuantisasi standar, Y adalah amplitudo sinyal) dapat diperkecil, hal ini dapat terjadi karena pada kuantisasi non-uniform ini kesalahan kuantisasi untuk sinyal PAM dengan amplitudo kecil sebanding dengan sinyal PAM dengan level amplitudo besar, dan untuk memperkecil kesalahan kuantisasi dilakukan dengan membagi lagi tiap segmen menjadi 16 interval yang sama, sehingga sebuah sinyal kecil yang