Transmisi Telephone Jaringan Telekomunikasi Sukiswo
[email protected]
Jartel, Sukiswo
1
Transmisi Sinyal di “Basic Line Circuit (1) Belum ada modulasi kecuali yg bukan peruntukannya,
contoh untuk internet Dibutuhkan perangkat yang bisa membangkitkan
gelombang elektrik yg mengandung informasi yg akan ditransmisikan, karena transmisi di basic line circuit berbentuk gelombang elektrik. Misal – Transducer : dibutuhkan di basic line sircuit telephony , Contoh transduser tsb : • Microphone (di telephone set) • Scanner (di telefacsimile) • Dll
– Coder : dibutuhkan di basic line circuit telegraphy , contoh coder tsb adalah transmitter kode morse di teleprinter Jartel, Sukiswo
2
Transmisi Sinyal di “Basic Line Circuit (2) Bentuk gelombang elektrik di basic line
circuit berupa sinyal analog atau sinyal digital Jarlokab PSTN bisa simultan mentransmisikan sinyal telephony dan telegraphy : – Sentral PSTN memfilter saluran pelanggan , hanya meneruskan sinyal 0 s/d 4000 Hz (analog maupun diskrit). – Sentral telegraph menerima informasi terkode ITU-T ITA no.2 = Baudot code = alphabet IA2 Jartel, Sukiswo
3
Transmisi Sinyal di “Basic Line Circuit (3) Contoh media transmisi – Copper wire (single atau multipair) : banyak digunakan di masa lalu di local loop(POTS) – Coaxial cable : banyak digunakan di masa lalu di jaringan junction intralocal – Microwave radio : “line-of-sigth” radio system. Banyak digunakan di masa lalu di jaringan backbone antar kota. Masa kini digunakan sebagai backup jika sudah ada optical fibre
Jartel, Sukiswo
4
Transmisi Sinyal di “Basic Line Circuit (4) Contoh media transmisi – Tropospheric scatter : digunakan dulu , murah tetapi fadingnya besar – High Frequency Radio : digunakan dulu di “ship-toshore communications. Sekarang digunakan di PLMN – Satellite communication : bagus cakupannya , tetapi delay tinggi – Optical fibre : dulu hanya untuk bandwidth / kecepatan tinggi di backbone , sekarang banyak digunakan di local network
Jartel, Sukiswo
5
Dasar Transmisi Telephony (1) Basic impairments di jarlokab: – Attenuation distortion : sebagai akibat attenuation-frequency response di kanal voice, menyebabkan gangguan “warna suara” di penerima – Phase distortion : menimbulkan diffrential delay – Noise (N) , terdiri dari • Thermal noise : Pn = k.T.B (paling diperhitungkan untuk S/N) • Intermodulation noise (mengakibatkan improper level setting , non linerarly device function , non linear envelope delay dan terparah bisa device malfunction) • Cosstalk : dinilai mengganggu bila 4 kata atau lebih dari unsur crosstalk terdengar listener dalam pembicaraan 7 detik. • Impulse noise : berpengaruh besar pada transmisi data
Jartel, Sukiswo
6
Dasar Transmisi Telephony (1) Thermal noise : Pn = k.T.B (paling diperhitungkan
untuk S/N) • Thermal Noise terjadi karena elektron yang mengalir
– Contoh : • B = 10 KHz ; T = 20 o C ; k = 1,38 x 10 -23 • N = Pn = k.T.B • N = 1,38 x 10 -23 . 293. 10 4 W • Biasa dinyatakan dalam mW atau dBm
– S/N = S dBm – N dBm – S/N = S mW N mW Jartel, Sukiswo
7
Dasar Transmisi Telephony (2) Basic impairments di jarlokab: – Received signal strength (S) : dBm = dBmO + dBr – Signal to Noise ratio (S/N) : kinerja transmisi telephony yg terpenting berdasar customer satisfaction (voice : S/N> 40 dB ; video : > 45 dB dan data :> 15 dB tergantung modulasi dan BER) – Sidetone : terkirimnya sinyal kirim dari tramsmitter (misal microphone) masuk ke receiver sendiri – Echo (gema)
Jartel, Sukiswo
8
Dasar Transmisi Telephony (2) Received signal strength (S) : dBm = dBmO + dBr Titik Pengukuran OTLP
OTLP = Zero Test Level Point dBm = Hasil pengukuran (10 log X mW) dBmo = dBm di OTLP (di level jaringan)
Jartel, Sukiswo
9
Dasar Transmisi Telephony (3) Two wire transmission. – A telephone conversation inherently requires transmission in both direction. – Two wire transmission adalah sistem transmisi yang menyalurkan dua arah transmisi pada sepasang kawat yang sama.
Four wire transmission. – Require that oppsitely portions of single conversation dilakukan pada dua path yang berbeda. – Path di sini bisa berarti sepasang kawat , bisa berarti satu kanal radio juga bisa berarti satu time slot. – Transformer 2W/4W di transmisi telephony= hybrid
Jartel, Sukiswo
10
Dasar Transmisi Telephony (4) Circuit tradisional sekaligus sebagai hybrid
dan untuk menangani sidetone adalah balance transformer.
Jartel, Sukiswo
11
Dasar Transmisi Telephony (5) Catu daya untuk terminal pelanggan :
dibutuhkan untuk transmisi sinyal di saluran dan untuk signalling – PSTN di masa lalu menggunakan prinsip local battery. Catu daya harus tersedia di terminal pelanggan – PSTN di masa akhirnya menggunakan central battery. Catu daya di sentral . – PLMN , ISDN , wireless-local loop : kembali lagi menggunakan prinsip local-battery Jartel, Sukiswo
12
Data Transmission Basic (1) Gangguan yang mungkin terjadi di transmisi data seperti
halnya di transmisi analog. Lihat halaman Basic impairment jarlokab. Pengaruh gangguannya di transmisi data adalah lebih spesifik , antara lain : – Error, umumnya disebabkan oleh attenuation distortion , sebagai akibat nyatanya adalah bit 1 terbaca 0 dan sebaliknya. – Error sulit dihindari , maka harus diantisipasi.
Jartel, Sukiswo
13
Data Transmission Basic (1) – Slyp , umumnya karena phase distortion , sebagai akibat nyatanya suatu block data yg seharusnya berjumlah n bit dikira berjumlah N+s atau N-s. – Slyp bisa juga terjadi karena perbedaan timing di pengirim dan penerima. – Slyp harus dihindari terjadinya , jika satu cell mengalami slyp , maka cell data tsb dinyatakan rusak atau hilang. – Agar pengaruh slyp hanya timbul pada block tertentu saja , dan tidak merembet ke keseluruhan data , maka pengiriman data dilakukan dengan dengan sistem paket , di mana setiap frame atau cell ukurannya tidak terlalu besar. – Adanya flag di awal & akhir a.l. untuk tujuan ini Jartel, Sukiswo
14
Data Transmission Basic (2) QoS untuk menyatakan Error in data transmission – Dinyatakan dalam PE (probabilitas error) yang menyatakan kemungkinan adanya sejumlah error bit pada data. – Misal PE = 0,001 berarti dalam transmisi data ada kemungkinan adanya 1 error bit di setiap 1000 bit yg ditransmisikan. Jadi PE tidak pakai satuan SI – Bisa dinyatakan juga dengan BER (bit error rate) : jumlah error bit persatuan waktu transmisi. – Misal BER = 1 kbps , berarti setiap transmisi data selama 1 detik kemungkinan akan ada error bit sebanyak 1 k = 1000 bit. Jartel, Sukiswo
15
Data Transmission Basic (3) Macam-macam coding: – Information Code : mengkodekan informasi menjadi sejumlah sinyal biner atau non biner – Line code : merepresentasikan information code dalam bentuk sinyal elektrik – Error control Code : penyusunan informasi yg sudah terkode (information code) ke dalam suatu susunan data biner tertentu , yg umumnya dengan menambahkan sejumlah bit pada posisi tertentu. Tujuan untuk mengantisipasi error. – dll Jartel, Sukiswo
16
Data Transmission Basic (4) Information Code • Character code. Mengkodekan semua karakter (alphabet , tanda baca , bilangan dll) dalam bentuk sinyal biner maupun non-biner. • Yg termasuk non biner : Morse Code dan Baudot code. Termasuk binary : ASCII (alphabet IA5 : setiap karekter dikodekan menjadi 7 bit) dan EBCDIC (8 bit character code) • Pictorial and Graphical images code , terdapat pada scanner facsimile (dan di printing equipmet facsimile tersebut terdapat dekoder). • Teknologi awal untuk image black/white , kemudian dikembangkan untuk colour image. • Video Code : merupakan pengembangan pictorial & graphical images code. Ada syarat 30 frame per second yg menyebabkan kebutuhan bit rate lebih besar. Format 30 frame tidak semuanya berisi information code. Jartel, Sukiswo
17
Data Transmission Basic (5) Contoh Pictorial and Graphical images code : – Standar scanner facsimile untuk PSTN : kertas ukuran A4 dibagi menjadi 1728 picture elements represent one scan of horizantal row of the grid, some 215 mm in length. – Ada sekitar 64 kotak setiap mm persegi. – Setiap kotak (picture element) hasil scanner ditandai sebagai black(B) atau white(W). – Kemudian setiap picture element dikodekan menjadi bit 1 atau 0 tergantung hasil scanning. – Urutan bit yang merupakan information code adalah dimulai (most significant bit) dari picture element pada baris paling atas sebelah kiri , diikuti picture element sebelah kanan pada baris sama , dan seterusnya sampai picture element terkanan pada baris pertama. Lalu diikuti picture element terkiri pada baris kedua dan seterusnya , least significant bit merupakan code dari picture element yang ada di baris terbawah di posisi paling kanan. Jartel, Sukiswo
18
Dasar Transmisi Data (6) Line Coding – Proses berikutnya seteleh diperoleh information code yg berupa urutan biner dengan code tertentu yanh disepakati oleh protokol jaringan , adalah melakukan line coding. – Line coding pada prinsipnya adalah merupakan representasi dari information code yg berupa data biner menjadi tegangan listrik di saluran. – Line coding yang paling konvensional sistem NRZ (non return to Zero) dan RZ(return to Zero). • Sistem NRZ unipolar adalah menafsirkan bit 0 menjadi tegangan v volt di saluran dan menafsirkan bit 1 menjadi tegangan 0 volt di saluran. • Sistem unipolar RZ : bit 1 = tegangan 0 volt dengan perioda T detik di saluran dan bit 0 = tegangan v volt ber perioda ½ T diikuti tegangan 0 volt perioda ½ T . Jartel, Sukiswo
19
Dasar Transmisi Data (6)
Line Coding • Sistem polar NRZ : bit 1 = tegangan – V volt periode T dan bit 0 = tegangan + V volt periode T – Sekarang ada ratusan jenis line coding. Variasi pada line code terletak pada tegangan (tidak hanya 0 , V dan – V saja) , tetapi juga tergantung sequence information code.Teknik line coding masih berkembang terus , karena ternyata line coding yang paling baik sangat tergantung pada jenis saluran atau kanal radio , kecepatan transmisi , jenis informasi serta faktor baru lain
Jartel, Sukiswo
20
Dasar Transmisi Data (7) Error Handling Code – Untuk antisipasi terhadap probabilitas error (PE) yang terjadi di saluran / kanal transmisi perlu dilakukan error handling code. • ARQ (automatic Repeat Request) merupakan error detecting code. • Prinsipnya adalah menambahkan satu bit untuk setiap block informasi (message atau packet = synchronous atau character = asynchronous) agar block information selalu terjaga dalam kondisi jumlah bit 1 nya adalah genap atau ganjil, • Harus ada perjanjian dulu kita mau pakai yg mana. Jika kontrak sistem menggunakan prinsip jumlah bit 1 pada satu block data adalah genap, maka sinyal yg diterima dianggap benar jika ternyata jumlah bit 1 yg diterima dalam block data tetap genap Jartel, Sukiswo
21
Dasar Transmisi Data (7) Error Handling Code • Jika ada error maka penerima data mengirim sinyal unacknowlegment , sebagai petunjuk bagi pengirim data untuk mengulangi lagi pengiriman data. • Ada beberapa teknik ARQ , tergantung mana saja yg harus ulang kirim , apakah message yg salah saja, atau beberapa block sekaligus. • Jadi harus pelajari dulu jangan sampai PE lebih dari 1 bit per message/packet/character.
Jartel, Sukiswo
22
Dasar Transmisi Data (7) Error Handling Code • Forward error control merupakan error detecting & correction code. • Prinsipnya adalah menambah beberapa bit pada posisi tertentu dengan kombinasi tertentu dan cara tertentu pada setiap block informasi. • Dengan teknik FEC ini , di receiver bisa dikenali apakah data yg diterima adalah benar atau salah , dan kalau ada error bisa langsung dicari pada posisi bit yg mana , untuk kemudian diperbaiki sendiri. • Saat ini teknik FEC masih berkembang terus Jartel, Sukiswo
23
Dasar Transmisi Data (8) Synchronous Vs Asynchronous Transmission – Ini merupakan definisi peninggalan dulu , sekarang sebenarnya kurang relevan – Dulu : asynchronous tranmission didefinisikan adanya suatu transmisi sinyal di mana setiap karakter ditambah sinyal start dan stop ; asynchronous transmission adalah bila tidak ada lagi tambahan sinyal start dan sinyal stop , tetapi pada setiap data frame diawali dan diakhiri oleh unique field yg disebut flag. – Saat ini ada teknik ATM (asynchronous Transfer Mode) tetapi tidak ada tambahan sinyal start dan sinyal stop di setiap karakternya, tetapi juga tidak ada flag. Setiap cell ATM langsung diawali suatu header.
Jartel, Sukiswo
24
Dasar Transmisi Data (9) Bit = binary digit ; jadi satuan transmisi data yg menggunakan bit per
second (BPS) sebenarnya mengacu pada transfer data rate , yakni kecepatan data terminal equipment mentransfer atau menerima data. Misal periode satu bit = 52,08 mikro detik , maka bit rate = 19,2 kbps. Kecepatan transmisi data di media transmisi , yaitu yg diterima atau
dikirim oleh data communication equipment dinyatakan dalam baud. Satu baud adalah satu sinyal per detik , hubungan bps dan baud adalah tergantung pada line coding dan modulasi. Bila line coding menggunakan RZ polar , di mana setiap bit direpresentasikan oleh dua sinyal tegangan , bila transfer bit = A bps , kecepatan transmisi = 2 A baud (misal periode satu bit = periode satu sinyal line code).
Jartel, Sukiswo
25
Media Transmisi Data Transmisi data (digital) bisa lewat media: – Via kanal analog : • Butuh modem (modulasi FSK , PSK , QAM dll) • Kapasitas kanal analog melewatkan data tergantung teknik modulasi dan S/N. • Menurut Shannon C<= W.log2(1+S/N) , dengan W = bandwidth kanal analog dlm satuan Hz dan S/N tanpa satuan (bukan dB). • Menurut Nyquist R= 2.W.simbol/sinyal ; besaran simbol/sinyal tergantung teknik modulasi , misal pada FSK , di mana setiap bit direpresentasikan oleh satu sinyal , maka R akan = 2.W ; tetapi dengan menggunakan modulasi QPSK , di mana satu sinyal merepresentasikan 2 bit (simbol) , maka R akan = 4.W
– Via digital network. Misal PCM DS1 (=E1) dengan standar 1,544 Mbps. PCM DS0 (=E0) dengan standar 64 kbps dll Jartel, Sukiswo
26
Soal 1.
Komunikasi data lewat PSTN dengan modem 56 Kbps dan S/N = 26 dB, mendownload file 1 Mbyte. Berapa waktu yang dibutuhkan ?
Sel dikirim dari A menuju B selama 16 µs sbb : Dikirim A : 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 Diterima B : 1 1 0 1 1 1 1 0 1 00 1 1 Dari data di atas hitungalh bit rate, cell delay, error rate, probability of error, jitter rate.
2.
Jartel, Sukiswo
27
Soal Komunikasi data lewat PSTN dengan modem 56 Kbps dan S/N = 26 dB, mendownload file 1 Mbyte. Berapa waktu minimum yang dibutuhkan ? Jawab : S/N = 26 dB 26 = 20 log(S/N) S/N = 19,95 B = 3400 – 300 = 3100 Hz C ≤ B log2 (1 + S/N) C ≤ 3100 log2 (1 +19,95) C ≤ 3100 log (1 +19,95)/log2 C ≤ 3100 log20,5/log2 C ≤ 3100 .(1.32/0,30) C ≤ 13640 bps (1) R = 56 kbps (2) (modem) Dengan melihat syarat 1 dan 2 maka yang memenuhi adalah syarat 1 sehingga bit rate kanal R= 13640 bps. Waktu yang dibutuhkan untuk mendownload = 8.106/R = 587,97 detik 1.
Jartel, Sukiswo
28
Soal Sel dikirim dari A menuju B selama 16 µs sbb : Dikirim A : 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 Diterima B : 1 1 0 1 1 1 1 0 1 00 1 1 Dari data di atas hitungalh bit rate, cell delay, error rate, probability of error, jitter rate. Jawab : Bit rate = jumlah bit dikirim/perioda pengamatan = (12)/ (16 µs) = 750 kbps Cell delay = 3 x (16µs/12) = 4 µs Error rate = jumlah bit error/perioda pengamatan = 1/ (16 µs) = 0,0625.106 bps Jitter rate = jumlah jitter bit/ perioda pengamatan = 1/ (16 µs) = 0,0625.106 bps Pe = jumlah bit error/ jumlah bit total = 1/12 = 0,083 2.
Jartel, Sukiswo
29
Soal 3.
Misal pelanggan PSTN no 2500962 terhubung dengan sentral A melalui kabel local loop dengan redaman sebesar 7 dB , pelanggan PSTN no 7101234 terhubung dengan sentral B melalui kabel local loop dengan redaman sebesar 3,5 dB dan pelanggan 2134567 terhubung dengan sentral C. Asumsikan bahwa OTLP adalah di setiap sentral masing-masing. Hitung daya absolute (dBm) dan daya sistem (dBmO maupun dBr) di titik pelanggan 2500962 , 7101234 dan 2134567 , bila diketahui daya dBmO di jaringan lokal sentral A = - 11,5 dBmO , daya absolute di sentral B = - 9 dBm dan daya sistem relatif di pelanggan no 2134567 = - 6,5 dBr.
Jartel, Sukiswo
30
Soal Soal (B/S) 1. Salah satu beda PSTN dan ISDN adalah jaringan lokal PSTN masih analog , pada ISDN sudah digital. 2. BORSCHT adalah konsep dasar interface B pada sentral digital 3. Standar di Indonesia : PRA (akses makro) = 2048 kbps dan BRA(akses mikro)=144 kbps. 4. Tujuan penerapan konsep copper-centre pada jarlokab agar sentral berada persis di tengah kota. 5. Yang termasuk unsur Outside plant-Jarlokab , antara lain : Saluran primer , saluran sekunder , saluran penanggal , saluran rumah , tiang telepon, distribution point dan rumah kabel 6. VoIP tidak bisa diterapkan dalam suatu LAN. 7.Maksud MEA (multi exchange area) adanya sentral dengan berbagai macam teknologi 8..Pelanggan dalam jam sibuk rata-rata melakukan call sebanyak 5 kali @ 2 menit , berarti trafik = 100 mili erlang.
Jartel, Sukiswo
31
Soal Soal (B/S) 9.Jaringan junction local digunakan untuk hubungan intralokal 10.Workstation digunakan untuk pengiriman data sebanyak 1000 packet/detik @ 1 kbit/packet dengan kecepatan 5 Mbps , trafik = 0,2 Erlang 11.Konsep sentral PSTN sudah mencakup switch dan router pada jaringan komputer 12. Sentral telepon selalu circuit switching , switch pada jaringan komputer selalu packet switch 13.Transmission limit pada perencanaan jaringan local akses kabel tembaga tergantung SCRE 14.Signalling limit pada perencanaan jaringan local PSTN tergantung arus catu sentral 15.Keterbatasan system penomoran PSTN karena standar terminalnya terlanjur menggunakan 12 keypad saja.
Jartel, Sukiswo
32
