VI.
MULTIPLEKS
VI.1 PENGERTIAN UMUM Yang dimaksud Multiplex (Penggandaan) disini adalah penggandaan terhadap kanal informasi yang akan ditransmisikan. Penggandaan kanal ini menghasilkan multikanal (kanal ganda) yg total kanalnya bervariasi tergantung metode yang digunakan. Metode yang digunakan dalam penggandaan adalah : 1. Frequency Division Multiplex: Sejumlah kanal baseband ditransmisikan melalui kanal wideband dengan cara memodulasikan kanal baseband pd frekuensi carrier yang berbeda. 2. Time Division Multiplex Setiap kanal baseband dihubungkan kelintasan transmisi oleh sampling gate yang membuka/menutup dengan interval waktu yang sangat singkat, sehingga menghasilkan deretan pulsa. Tergantung bentuk pulsa yg dihasilkan, TDM dapat dibedakan atas: a. TDM – PAM b. TDM – PCM
VI.2 FREQUENCY DIVISION MULTIPLEX Modulator (n kanal) fcfm
fm
fc-fm
fc
fc
4 wire base band circuit
2 wire base band circuit fm
2fc-fm fm
fc-fm Demodulator (n kanal)
GbrVI-1: Blok diagram pembentuk Basic Group / Standard Group
VI-1
Penjelasan: 1. Baseband yg merupakan input Balanced Modulator adalah sinyal telepon dgn bandwidth (0,3-3,4)KHz Basic Group terdiri dari 12 kanal Baseband sehingga dengan demikian dibutuhkan 12 carrier, yakni frekuensi ( 60, 64, 68 , 72 , 76 , …..108 )KHz. 2. Dari Gbr.VI-1 terlihat bahwa output Balanced Modulator adalah Double Side Band-Suppressed Carrier (DSB-SC), dgn bantuan BPF selanjutnya Upper Side Band (USB) diredam sehingga output yg diperoleh hanyalah Lower Side Band (LSB). 3. Karena jarak antar carrier adalah 4 KHz, berarti lebar Guard-band pada Baseband adalah 900Hz. 4. Khusus untuk transmisi melalui “Balanced Pair Cable” , Basic Group dimodulasikan kepada carrier 120 KHz untuk menghasilkan LSB-nya.
a. 0,3 KHz 3,4 KHz 64KHz, …………..…fc ……..104KHz…108KHz
BASIC GROUP b. (fc - 0,3) KHz (fc - 3,4) KHz 63,7KHz 60,6KHz
107,7KHz 104,6KHz
60,6KHz
107,7KHz
Gbr.VI-2: Pembentukan Group / Basicgroup terdiri 12 kanal Baseband. a. Base band (USB) b. Sejumlah 12 Baseband membentuk 1 Basicgroup (LSB)
VI-2
GROUP / BASIC GROUP (LSB)
612 Carrier
564 516 468 420 60,6KHz
SUPERGROUP (USB)
107,7KHz
312
360
408
456
504
552
312
552 (KHz)
Gbr.VI-3 : Pembentukan Supergroup yang terdiri dari 5 Basicgroup SUPER GROUP (USB)
Carrier 2.356
2.108 1.860 1.612 1.364
MASTER GROUP (LSB)
552 KHz
312 KHz
1052 812
1300 1060
1548 1308
1796 1556
2044 1804
812
2.044 (KHz)
Gbr.VI-4 : Pembentukan Mastergroup yang terdiri dari 5 Supergroup VI-3
MASTER GROUP (USB) 13.200 Carrier
11.880 0
MASTER SUPERGROUP (LSB)
10560 812 KHz
2.044 KHz
9748 8.516 (KHz)
9.836
11.068 11.156
12.388 8.516
12.388
Gbr.VI-5 : Pembentukan Mastersupergroup yang terdiri dari 5 Mastergroup
Hirarki kanal pada FDM : 1. Baseband dengan bandwidth ( 0,3 – 3,4 ) KHz 2. Group / Basicgroup / Standard CCITT Group: Jumlah baseband : 12 Total bandwidth : 48 KHz yakni ( 60 – 108 ) KHz Carrier masing-masing baseband : 64, 68, 72, 76 …108 )KHz Guardband 900 Hz Komponen spektrum LSB 3. Supergroup: Jumlah baseband : 60 Jumlah group : 5 Total bandwidth : 240 KHz yakni ( 312 – 552 ) KHz Carrier masing-masing group: 312,360, 408,456,504,552,312, 552 KHz Komponen spektrum : USB
VI-4
4. Mastergroup : Jumlah baseband : 300 Jumlah group : 25 Jumlah supergroup : 5 Total bandwidth : 1200 KHz yakni ( 812 – 2.044 ) KHz Carrier masing-masing supergroup : ( 1.364, 1.612, 1.860, 2.108, 2.356 ) KHz Guardband 8 KHz Komponen spektrum LSB 5. Mastersupergroup: Jumlah baseband : 900 Jumlah group : 75 Jumlah Supergroup : 15 Jumlah Mastergroup : 3 Total bandwidth : 3600 KHz yakni ( 8.516 – 12.388 ) KHz Carrier masing-masing mastergroup: 10.560KHz , 11.880KHz , 3.200KHz Guardband 88 KHz Komponen spektrum LSB
Contoh: Gambar konfigurasi bandwidth FDM yg akan mentransmisikan 240 kanal. Penyelesaian: 1. Sejumlah 240 kanal informasi tsb misal ditempatkan sebagai berikut : a. Baseband : b. 240 kanal masing-masing ( 0,3-3,4 ) KHz c. 20 Group / Basicgroup / Standard CCITT Group d. 4 Supergroup e. 4/5 Mastergroup f. 4/15 Mastersupergroup 2. Karena Mastersupergroup tidak terisi penuh ( hanya 4/15 ) bagian saja, berarti Mastergroup yang digunakan cukup 1 (satu), misal Mgroup 1 seperti terlihat pada Gbr.VI-6. Catatan: Jelaskan frekuensi carrier dari FDM. Tentukan klasifikasi frekuensi carrier tsb : HF, VHF, UHF, SHF ? Dapatkah 240 kanal tsb menggunakan baseband pd Mastergroup 2 a 3.
VI-5
GROUP 960KHz
1
2
3
4
2.640 KHz
……… 240 241 242 243 244 245 ..……..…....900 Bband
SUPERGROUP 240 bband
1
2
3
660 bband
4
20
21
22
23
24 …………… …. 75 Group
MASTERGROUP 20 group
1
2
3
55 group
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13 14
15 SGroup
MASTER SUPER GROUP 11 sgroup
4 sgroup
1
10,560 MHz
2
11,880 MHz
3
MGroup
13,200 MHz
Gbr.VI-6: Konfigurasi bandwidth FDM dlm transmisi 240 kanal suara
VI-6
VI.3. P.A.M - T D M Tahapan kegiatan yang harus dilalui untuk memperoleh sinyal PAM-TDM: 1. Melakukan pencuplikan terhadap sinyal informasi analog yang kontinu. 2. Beberapa sinyal PAM ditransmisikan secara seri dengan urutan sesuai pencuplikannya. Amplituda (V) T
Sinyal 1
Sinyal 2
Sinyal 3
Sinyal PAM-TDM
t1,t2 ,t3
t10,t11 ,t12
t16,t17 ,t18
Gbr.VI-7: Proses pencuplikan sinyal PAM –TDM 3 kanal
VI-7
Sinyal 1 Sinyal 2 Sinyal 3 Gbr.VI-8: Teknis pembangkitan sinyal PAM – TDM 3 kanal 1. Tiga sinyal informasi analog dicuplik dengan periode pencuplikan T yang sama, tetapi waktu pencuplikan berbeda ( t1, t2, t3 ) sebagaimana yang terlihat pada Gbr.VI-7. 2. Teknis pembangkitan sinyal PAM – TDM menggunakan selektor / switch dengan wiper yang berpindah sesuai urutan waktu t1,t2 ,t3 pada masingmasing bangku kontak switch sebagaimana yang diperlihatkan pada Gbr.VI-8. VI.4 CONTOH APLIKASI PAM – TDM Suatu radio telemetri dengan sistem PAM – TDM menyalurkan 318 kanal informasi dengan ketentuan sebagai berikut : Main Multiplex terdiri atas 16 kanal , masing-masing kanal punya sampling rate 2500 Hz. Pre-Multiplexer terdiri dari 7 group dengan persyaratan sebagaimana disajikan pada tabel VI-1. Tabel VI-1 : PEMBAGIAN GROUP DLM PRELIMINARY MULTIPLEXER Group 1.
2. 3. 4. 5. 6. 7.
Jlh kanal informasi 3
Sampling rate (Hz) 5.000
2 5 28 55 110 115 318
2.500 312,5 78 39 19,5 19,5
Posisi pada Main Multiplexer 2 dan 10 4 dan 12 5 dan 13 3,6 7 8 9 14 16
Keterangan Dalam 1 periode Main Mux disampling 2x Sinkron dengan Main Mux Terdpt 3 kanal kosong Terdpt 4 kanal kosong Terdpt 9 kanal kosong Terdpt 18 kanal kosong Terdpt 13 kanal kosong
VI-8
1 1.1
2
2.1
3
1.2
4
1.3 2.2
5
3.1 3.5 4.1 4.2
6 5/8
7
28/32
9 10
4.28 5.1 5.2
11 55/64
5.55
12
6.1
13
6.110 7.1 7.2
Output
8
110/128
14 15
115/128
16
7.115
PRE-MUX
MAIN-MUX
Gbr.VI-9 : Bagan sederhana PAM – TDM 318 kanal dengan: Preliminary Mux : 7 group Main Mux : 12 posisi Tugas: 1. Gambar bentuk sinyal PAM – TDM yang dihasilkan Main-Mux sesuai urutan pencuplikannya. 2. Pada putaran ke 129, sudah berapa kali terkirim sinyal informasi 1.1 , 2.5 , 3.8 , 4.20 , 5.40 , 6.100 , 7.28 VI-9
VI.5
PCM – TDM
Tahapan yang harus dilalui untuk memperoleh sinyal PCM – TDM adalah sebagai berikut: 1. Sampling : terhadap sinyal informasi analog yang akan dimultipleks yang akan menghasilkan sinyal PAM. Proses yang berlangsung sama dengan yang dijelaskan pada bab VI-3. 2. Kuantisasi : Level sinyal PAM dikuantisasi sesuai jumlah digit PCM yang diterapkan. Misal : 2 digit berarti 4 ( 22 ) level 3 digit berarti 8 ( 23 ) level 4 digit berarti 16 ( 24 ) level 8 digit berarti 256 ( 28 ) level 3. Coding : Merobah sinyal analog menjadi sinyal digital 2, 3, 4 atau 8 digit , sesuai pilihan pengkodean. Pada contoh berikut akan diperlihatkan PCM – TDM 3 kanal, yang berarti ada 3 sinyal informasi yang ditransmisikan secara bersamaan. Untuk lebih jelasnya dapat dijelaskan pada Gbr. VI-10. Beberapa hal yang patut dicatat dari Gbr.VI-10 adalah : 1. Sinyal PCM terdiri dari 3 digit 2. Level amplituda adalah 8 : dicirikan dengan nilai 0,1,2,3….7 3. Untuk setiap sinyal diambil 7 sampling. 4. Sampling ke 1 saat : t1,t2 ,t3 5. Sampling ke 4 saat : t10,t11 ,t12 6. Sampling ke 6 saat : t16,t17 ,t18 7. Ouput sinyal PCM-TDM : 100 010 011
101 101 011 011 000 100
011 001 111
101 010 111
101 000 101
011 001 110
. VI-10
Amplituda (V)
7
6 Sinyal 3 5 Sinyal 1
4
3
2 Sinyal 2 1
0
t1,t2 ,t3
s1 100 010 011
t10,t11 ,t12
s2
s3
101 010 011
s4 011 001 111
t16,t17 ,t18
s5
s6
t
s7
sampling
011 001 110
time slot
Gbr.VI-10 Proses pembangkitan sinyal PCM - TDM 3 kanal
VI-11
Tabel VI-2 : SAMPLING DAN KODING PCM –TDM 3 KANAL
No No. Sampl 1.
S1
2.
S2
3.
S3
4.
S4
5.
S5
6.
S6
7.
S7
Waktu sampl.
Amplituda sampl.
Konversi Digital
Pulsa informasi dalam time slot
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 t17 t18 t19 t20 t21
S1(1) = 4 S1(2) = 2 S1(3) = 3 S2(1) = 5 S2(2) = 2 S2(3) = 3 S3(1) = 3 S3(2) = 0 S3(3) = 4 S4(1) = 3 S4(2) = 1 S4(3) = 7 S5(1) = 5 S5(2) = 2 S5(3) = 7 S6(1) = 5 S6(2) =0 S6(3) =7 S7(1) = 3 S7(2) = 1 S7(3) = 6
100 010 01 1 101 010 011 011 000 100 01 1 001 11 1 101 010 111 101 000 111 011 001 110
- - -
-
-
- - -
-
- - - -
VI-12
VI.5
CONTOH APLIKASI PCM – TDM
PCM-30 merupakan suatu cara untuk menyalurkan sinyal telepon dengan multi-kanal. Karena bandwidth telepon (0-4)KHz, berarti kecepatan / frekuensi sampling minimal adalah 8 KHz ( Berdasar teorema Nyquist fs fm . Dengan demikian periode sampling = 125 det. Untuk jelasnya lihat Gbr.VI-11. Time Slot = 3,9 det D1
D2
D3
D4
D5
D7
D8
0,488 det 1 Frame = 125 det = 32 Time Slot 0
TS
1
2
3
4
5
16
……….. …………….
29 30
31
signaling D1
D2
D3
D4
D5
D7
D8
D1
D2
D3
D4
D5
D7
D8
Frame Alignment
Speech Channel TS(1-15) , TS(17-31)
Gbr.VI-11 : Time slot pada PCM-TDM dengan 30 kanal Hirarki MUX : 1. MUX PIMER : 30 kanal 2. MUX ORDE 1 : 30 kanal 3. MUX ORDE 2 : 30 kanal 4. MUX ORDE 3 : 30 kanal 5. MUX ORDE 4 : 30 kanal
, fs , fs , fs , fs , fs
= 2,048 Mbit/s = 8,448 Mbit/s = 34,368 Mbit/s = 139,264 Mbit/s = 564,992 Mbit/s
VI-13
VI.6
PLESIOCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY PCM – TDM 7.680 KANAL
Kanal 0001
1 2 3 4
Kanal 0120
1 2 3
1 2 3 1
4
4 2
30
3 253 254 255
Kanal 7.680
256
PRIMER 30 kanal
61 62 63 64
ORDE 1 120 kanal
13 4 14 15 16
ORDE 2 480 knl
ORDE 4 7680 knl
ORDE 3 1920 knl
Gbr.VI.12 : Plesiochronous Digital Hierarchy TDM-PCM 7.680 kanal
VI-14
