William Stallings Data and Computer Communications

1. William StallingsData and Computer Communications Chapter 8 Multiplexing

2. Multiplexing

3. Frequency Division Multiplexing • FDM • Bandwidth yang bisa digunakan dari suatu media melebihi bandwidth yang diperlukan dari suatu channel • Setiap sinyal dimodulasi menjadi frekuensi carrier yang berbeda • Frekuensi carrier dipisah sehingga sinyal-sinyal tidak saling bertumpang-tindih (guard bands) • Contoh; broadcast radio • Channel dialokasikan walaupun tidak ada data

4. Diagram Frequency Division Multiplexing

5. Sistem FDM

6. FDM Tiga Sinyal Voiceband

7. Sistem Carrier Analog • AT&T (USA) • Herarki skema FDM • Group • 12 voice channel (masing-masing 4kHz) = 48kHz • Jangkauan 60kHz sampai 108kHz • Supergroup • 60 channel • FDM 5 sinyal group pada carrier antara 420kHz dan 612 kHz • Mastergroup • 10 supergroup

8. Synchronous Time Division Multiplexing • Data rate media melebihi data rate sinyal digital yang akan ditransmisikan • Banyak sinyal digital “interleaved” dalam waktu • Mungkin pada level block • Time slots sebelumnya diberi nilai ke source dan di-”fix”-kan • Time slots dialokasikan walaupun tidak ada data • Time slots tidak harus selalu disebarkan ke source

9. Time Division Multiplexing

10. Sistem TDM

11. TDM Link Control • Tidak ada header dan tailer • Data link control protocol tidak diperlukan • Flow control • Data rate dari jalur yang dimultiplex di-fix-kan • Jika satu channel receiver tidak dapat menerima data, yang lain harus berlanjut • Source yang bersesuaian harus di “quenched” • Hal ini akan menghasilkan “empty slots” • Error control • Error dideteksi dan ditangani oleh sistem channel individual

12. Data Link Control pada TDM

13. Framing • Tidak ada flag atau character SYNC yang mengurung (bracket) frame TDM • Harus menyediakan mekanisme sinkronisasi • Ditambahkan digit framing • Satu control bit ditambahkan ke setiap frame TDM • Tampak seperti channel lain - “control channel” • Bit pattern yang dapat diidentifikasi digunakan pada control channel • Contoh; bergantiannya 01010101… tidak seperti pada data channel • Bisa membandingkan masuknya bit pattern pada setiap channel dengan sync pattern

14. Pulse Stuffing • Masalah - Sinkronisasi data source • Clock didalan source yang berbeda me-”drifting” • Data rate dari source yang berbeda tidak dihubungkan dengan angka rasional sederhana • Solusi - Pulse Stuffing • Data rate keluar (tanpa framing bit) lebih tinggi daripada jumlah data rate masuk • Stuff extra dummy bits or pulses into each incoming signal until it matches local clock • Stuffed pulse dimasukkan pada lokasi yang fix didalam frame dan dibuang pada demultiplexer

15. TDM dari Source Analog dan Digital

16. Sistem Carrier Digital • Herarki TDM • USA/Canada/Japan menggunakan satu sistem • ITU-T menggunakan sistem yang mirip (tapi berbeda) • Sistem US berdasarkan pada format DS-1 • Multiplex 24 channel • Setiap frame memiliki 8 bit per channel plus satu bit framing • 193 bit per frame

17. Sistem Carrier Digital (2) • Untuk voice setiap channel mengandung satu word data digital (PCM, 8000 cuplik per detik) • Data rate 8000x193 = 1.544Mbps • Lima sampai enam frame mempunyai cuplik 8 bit PCM • Frame ke-enam 7 bit PCM word plus “signaling bit” • Bentuk deretan data signaling bit untuk setiap channel mengandung control dan routing info • Format yang sama untuk data digital • 23 channel data • 7 bit per frame plus indicator bit untuk data atau system control • Channel ke-24 adalah sync

18. Data Tercampur • DS-1 bisa membawa campuran sinyal voice dan data • 24 channel digunakan • Tidak ada byte sync • Bisa juga interleave channel DS-1 • Ds-2 adalah empat DS-1 yang menghasilkan 6.312Mbps

19. ISDN User Network Interface • ISDN membolehkan adanya multiplexing peralatan melalui jalur ISDN tunggal • Dua interface • Basic ISDN Interface • Primary ISDN Interface

20. Basic ISDN Interface (1) • Data digital dipertukarkan antara subscriber dan NTE - Full Duplex • Memisahkan jalur fisik untuk setiap arah • Skema pengkodean Pseudoternary • 1=tidak ada tegangan, 0=positif atau negatif 750mV +/-10% • Data rate 192kbps • Basic access adalah dua 64kbps channel B dan satu 16kbps channel D • Hal ini menghasilkan 144kbps termultiplex melalui 192kbps • Sisa kapasitasnya digunakan untuk framing dan sync

21. Basic ISDN Interface (2) • Channel B adalah basic iser channel • Data • PCM voice • Memisahkan koneksi-koneksi logikal 64kbps ke tujuan • Channel D digunakan untuk control atau data • Frame LAPD • Setiap frame panjangnya 48 bit • Satu frame setiap 250dt

22. Struktur Frame

23. Primary ISDN • Point to point • Biasanya mendukung PBX • 1.544Mbps • Berdasarkan pada US DS-1 • Digunakan pada layanan T1 • 23 B plus satu channel D • 2.048Mbps • Berdasarkan pada standar European • 30 B plus satu channel D • Pengkodean jalurnya adalah AMI menggunakan HDB3

24. Format Frame Primary ISDN

25. Sonet/SDH • Synchronous Optical Network (ANSI) • Synchronous Digital Hierarchy (ITU-T) • Kompatibilitas • Hirarki Sinyal • Synchronous Transport Signal level 1 (STS-1) atau Optical Carrier level 1 (OC-1) • 51.84Mbps • Membawa DS-3 atau group sinyal yang lebih rendah kecepatannya (DS1 DS1C DS2) plus kecepatan ITU-T (Contoh; 2.048Mbps) • Banyak STS-1 dikombinasikan kedalam sinyal STS-N • Kecepatan ITU-T paling rendahadalah 155.52Mbps (STM-1)

26. Format Frame SONET

27. SONET STS-1 Overhead Octets

28. Statistical TDM • Dalam Synchronous TDM banyak slot terbuang tidak berguna • Statistical TDM mengalokasikan time slot secara dinamis berdasarkan permintaan • Multiplexer memindai (scan) jalur input dan mengumpulkan data sampai frame penuh • Data rate pada jalur lebih rendah daripada gabungan kecepatan jalur input

29. Format Frame Statistical TDM

30. Kinerja • Output data rate kurang dari gabungan input data rate • Bisa menyebabkan masalah selama periode puncak • Input-input buffer • Jaga ukuran buffer ke minimum untuk mengurangi delay

31. Ukuran Buffer dan Delay

32. Asymmetrical Digital Subscriber Line • ADSL • Hubungan antara subscriber dan network • Local loop • Menggunakan kabel twisted pair yang saat ini digunakan • Bisa membawa spektrum broader • 1 MHz atau lebih

33. Disain ADSL • Asymmetric • Kapasitas downstream lebih besar daripada upstreamnya • Frequency division multiplexing • Paling rendah 25kHz untuk voice • Plain Old Telephone Service (POTS) • Menggunakan “echo cancellation” atau FDM untuk menghasilkan dua band • Menggunakan FDM didalam band • Jangkauan 5.5km

34. Konfigurasi Channel ADSL

35. Discrete Multitone • DMT • Banyak sinyal carrier pada frekuensi yang berbeda • Beberapa bit pada setiap channel • 4kHz subchannel • Mengirim sinyal test dan menggunakan subchannel dengan signal to noise ratio (SNR) yang lebih baik • 256 downstream subchannel pada 4kHz (60kbps) • 15.36MHz • Impairments menghasilkan penurunan ke 1.5Mbps sampai 9Mbps

36. Transmitter DMT

37. xDSL • Data rate DSL kecepatan tinggi • DSL jalur tunggal • Data rate DSL kecepatan sangat tinggi

38. Required Reading • Stallings BAB 8 • Web sites pada • ADSL • SONET