Data and Computer Communications

1. Data and Computer
Communications
ILKOM FMIPA UNLAM

2. Multiplexing

3. Multiplexing
Salah satu karakter transmisi adalah pada saat
tertentu trafic pada transmisi mencapai puncak
sehingga terjadi kemacetan (bottle neck),
namun pada saat tersebut, jalur lain lengang.
Penanganan dengan cara menambah kapasitas
merupakan tindakan yang kurang tepat sebab
Untuk itu digunakan metode multiplexing
dengan perangkat multiplexer.
Multiplexing : is the set of techniques that
allows the simultaneous transmission of
multiple signal across a single data link.

4. Multiplexing
If the bandwidth of a link is greater than the
bandwidth needs of the devices connected
to it, the bandwidth is wasted.
N lines direct transmission stream to
multiplexer (MUX), which combine into a
single stream (many-to-one). At the
receiving end, that stream is fed into
demultiplexer (DEMUX), which separates
the stream back into its component
transmission (on-to-many)

5. Multiplexing
Multiplexing memungkinkan beberapa
sumber transmisi membagi kapasitas
transmisi menjadi lebih besar.
Dua bentuk umum multiplexing yaitu :
Frequency Division Multiplexing (FDM)
Time Division Multiplexing (TDM)

6. Frequency Division Multiplexing
FDM can used with analog signal
(transmitted across).
A number of signals are carried
simultaneously on the same medium by
allocating to each signal a different
frequency band.
Modulation equipment is needed.
FDM is possible when the useful bandwidth
of the transmission medium exceeds the
required bandwidth of signal to be
transmitted.

7. Frequency Division Multiplexing
pembagian bandwidth saluran transmisi
atas sejumlah kanal (dengan lebar pita
frekuensi yang sama atau berbeda) dimana
masing-masing kanal dialokasikan ke
pasangan entitas yang berkomunikasi.
Contoh aplikasi FDM ini yang polpuler pada
saat ini adalah Jaringan Komunikasi
Seluler, seperti GSM (Global System
Mobile) yang dapat menjangkau jarak 100
m s/d 35 km

8. Frequency Division Multiplexing
Useful bandwidth of medium exceeds required
bandwidth of channel
Each signal is modulated to a different carrier
frequency
Carrier frequencies separated so signals do
not overlap (guard bands), strip of unused
bandwidth.
Kanal dialokasikan meskipun tidak ada data
Contoh metoda multiplexer ini dapat dilihat
pada kabel coaxial TV, dimana beberapa
channel TV terdapat beberapa chanel, dan kita
hanya perlu tunner (pengatur channel) untuk
gelombang yang dikehendaki.

9. Frequency Division Multiplexing
FDM dimungkinkan bila lebar pita media
transmisi yang digunakan melebihi lebar
pita yang diperlukan dari sinyal-sinyal yang
ditransmisikan.
Sejumlah sinyal dapat dibawa secara
simultan bila masing-masing sinyal
dimodulasikan ke frekuensi yang berlainan.
Utk mencegah interferensi di gunakan
guard band, spektrum yang tdk digunakan.

10. Frequency Division Multiplexing

11. Frequency Division Multiplexing
First-generation: Analog cellular systems (450-900
MHz)
Frequency shift keying for signaling
FDMA for spectrum sharing
NMT (Europe), AMPS (US)
Second-generation: Digital cellular systems (900,
1800 MHz)
TDMA/CDMA for spectrum sharing
Circuit switching
GSM (Europe), IS-136 (US), PDC (Japan)

12. Frequency Division Multiplexing
2.5G: Packet switching extensions
Digital: GSM to GPRS
Analog: AMPS to CDPD
3G
High speed, data and Internet services
IMT-2000

13. Frequency Division Multiplexing
Setiap analog/ digital dimodulasikan ke
frekuensi pembawa, dimodulasikan
menjadi baseband campuran. Dan
ditransmitter menjadi FDM.
Pada ujung penerima, sinyal FDM,
dimodulasikan agar memperoleh modulasi
baseband campuran, kemudian dibawa
oleh masing filterband pass utk
memperoleh frekuensi pembawa. Baru di
modulasikan menjadi frekuensi yang asli.

14. Wavelength-division multiplexing
Designed to use the high-data-rate
capability of fiber optic.
Conceptually FDM, WDM multiplexing dan
demultiplexing involve optical signal
transmitted through fiber-optic channels.
Technology very complex, basic very
simple.
Combine multiple light source into one
single light, en splitting into different signal
and frequency. (prism)

15. Synchronous Time Division
Multiplexing
TDM is possible when the achievable Data
rate of medium exceeds data rate of digital
signal to be transmitted
Multiple digital signals interleaved in time
Time slots preassigned to sources and
fixed
Time slots do not have to be evenly
distributed amongst sources

16. Synchronous Time Division
Multiplexing
TDM is a digital process that allows several
connections to share the high bandwidth of
link.
Time is share.
Each connection occupies a portion of time
in the link.

17. Synchronous Time Division
Multiplexing
Synchronous TDM memungkinkan bila rate
data dari suatu media bisa melebihi rate
data dari sinyal-sinyal digital yang
ditransmisikan.
Sinyal multiple dibawa dengan interleaving
pada bit-bit dan blok-blok dalam jumlah
besar.

18. Synchronous Time Division
Multiplexing

19. Synchronous Time Division
Multiplexing
Data disusunkan ke dalam frame.
Disesuaikan dengan jatah waktu untuk
setiap sumber data. Laju data medium
mencapai laju data dari sinyal digital yang
yang akan dikirimkan.
Rangkaian jatah waktu utk satu sumber
masing-masing frame disebut chanell
Beberapa sinyal digital disisipkan
berdasarkan waktu dalam level bit per
bloknya.

20. Synchronous Time Division
Multiplexing
Secara umum TDM menerapkan prinsip
penggiliran waktu pemakaian saluran transmisi
dengan mengalokasikan satu slot waktu (time
slot) bagi setiap pemakai saluran (user).
Biasanya waktu tersebut cukup digunakan
untuk menghantar satu bit (kadang-kadang
dipanggil bit interleaving) dari setiap channel
secara bergiliran atau cukup untuk
menghantar satu karakter (kadang-kadang
dipanggil character interleaving atau byte
interleaving).

21. Time Slot and frame
Each input connection  n time slot in 1
frame

22. Interleaving
Menggunakan metoda character interleaving,
multiplexer akan mengambil satu karakter
(jajaran bitnya) dari setiap channel secara
bergiliran dan meletakkan pada kabel yang
dipakai bersama-sama sehingga sampai ke
ujung multiplexer untuk dipisahkan kembali
melalui port masing-masing. Menggunakan
metoda bit interleaving, multiplexer akan
mengambil satu bit dari setiap channel secara
bergiliran dan meletakkan pada kabel yang
dipakai sehingga sampai ke ujung multiplexer
untuk dipisahkan kembali melalui port masing-
masing.

23. Synchronous
Hubungan antara sisi pengirim dan sisi penerima
dalam komunikasi data yang menerapkan teknik
Synchronous TDM
Visualization as two fast-rotation switches.
Switch are synchronized and rotate at the same
speed, but in opposite direction.

24. Empty slot
Jika ada channel yang tidak ada data untuk
dihantar, TDM tetap menggunakan waktu
untuk channel yang ada (tidak ada data
yang dihantar), ini merugikan penggunaan
kabel secara maksimun.
Kelebihanya adalah karena teknik ini tidak
memerlukan guardband jadi bandwidth
dapat digunakan sepenuhnya dan
perlaksanaan teknik ini tidak sekompleks
teknik FDM

25. Asynchronous Time Division
Multiplexing
Untuk mengoptimalkan penggunaan saluran
dengan cara menghindari adanya slot waktu
yang kosong akibat tidak adanya data (atau
tidak aktif-nya pengguna) pada saat sampling
setiap input line, maka pada Asynchronous
TDM proses sampling hanya dilakukan untuk
input line yang aktif saja.
Konsekuensi dari hal tersebut adalah perlunya
menambahkan informasi kepemilikan data
pada setiap slot waktu berupa identitas
pengguna atau identitas input line yang
bersangkutan

26. Frame synchronizing
Syncronization between the multiplexer and
demultiplexer is major issue.
Add bits in front or the beginning of each
frame.

27. Stat TDM
Make addressing
Jatah waktu setiap line sesuai permintaan
Rate data lebih kecil

28. Code Division Multiplexing
Code Division Multiplexing (CDM) dirancang untuk
menanggulangi kelemahankelemahan yang
dimiliki oleh teknik multiplexing sebelumnya, yakni
TDM dan FDM. Contoh aplikasinya pada saat ini
adalah jaringan komunikasi seluler CDMA.
Kepada setiap entitas pengguna diberikan suatu
kode unik (dengan panjang 64 bit) yang disebut
chip spreading code
Untuk pengiriman bit ‘1’, digunakan representasi
kode (chip spreading code) tersebut
Sedangkan untuk pengiriman bit ‘0’, yang
digunakan adalah inverse dari kode tersebut

29. Code Division Multiplexing
Pada saluran transmisi, kode-kode unik yang
dikirim oleh sejumlah pengguna akan
ditransmisikan dalam bentuk hasil
penjumlahan (sum) dari kode-kode tersebut
Di sisi penerima, sinyal hasil penjumlahan
kode-kode tersebut akan dikalikan dengan
kode unik dari si pengirim (chip spreading
code) untuk diinterpretasikan. Selanjutnya :
jika jumlah hasil perkalian mendekati nilai +64
berarti bit ‘1’
jika jumlahnya mendekati –64 dinyatakan
sebagai bit ‘0’

30. Wavelength Division Multiplexing
(WDM)
Multiplexing pada frekuensi cahaya dikenal
sebagai WDM (Wave Division Multiplexing)
dan DWDM (Dense Wave Division
Multiplexing).
Beberapa berkas sinar pada frekuensi yang
berbeda dibawa oleh serat optik. Setiap warna
sinar (panjang gelombang) membawa kanal
data yang terpisah
Dikembangkan oleh Bell Lab tahun 1997
dengan 100 berkas sinar, masing-masing 10
Gbps, menghasilkan 1 terabit per detik (Tbps)

31. Wavelength Division Multiplexing
(WDM)
Teknik multiplexing ini digunakan pada
transmisi data melalui serat optik (optical
fiber) dimana sinyal yang ditransmisikan
berupa sinar. Pada WDM prinsip yang
diterapkan mirip seperti pada FDM, hanya
dengan cara pembedaan panjang
gelombang (wavelength) sinar.
Sejumlah berkas sinar dengan panjang
gelombang berbeda ditransmisikan secara
simultan melalui serat optik yang sama
(dari jenis Multi mode optical fiber)

32. Multilevel multiplexing
Two input lines can be multiplexed together
to provide a data rate equal to last three
lines.

33. multiple-slot allocation
Insert a serial-parallel converter in the line
to make two inputs out of one.

34. pulse stufing
Add dummy bits to the input lines with
lower rates.