Jaringan telepon tumbuh dan lalu lintas meningkat, sirkuit tambahan diperlukan untuk memenuhi pertumbuhan tersebut. Namun, ada batas fisik untuk jumlah kabel yang dapat dilakukan overhead pada tiang atau ditempatkan pada saluran bawah tanah. Terlihat jelas bahwa lebih dari satu sirkuit suara harus dilakukan atas fasilitas yang sama pada saat yang sama. Akibatnya, teknik yang baru dikembangkan yang disebut transmisi carrier. Teknik ini memungkinkan frekuensi suara yang asli (300 Hz sampai 3.400 Hz) akan bergeser ke frekuensi yang lebih tinggi dengan proses yang disebut modulasi. Hal ini memungkinkan sejumlah saluran suara akan dikirim melalui jalur yang sama. Multiplexing mencapai hal ini dengan penggunaan bandwidth yang jauh lebih besar dari salah satu saluran individu. Menggunakan salah satu dari dua teknik-teknik khusus yang mungkin: frekuensi division multiplexing (FDM) atau time division multiplexing (TDM).
Frekuensi Division Multiplexing (FDM)
FDM adalah metode penumpukan saluran, dengan masing-masing saluran menempati porsi yang berbeda dari spektrum frekuensi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. FDM telah menjadi teknik dasar penggabungan sinyal untuk sistem carrier analog untuk 50 tahun terakhir, namun tidak lagi digunakan dalam jaringan digital saat ini.
Gambar 1, Frequency Division Multiplexing (FDM)
Untuk mencapai pemisahan frekuensi menggunakan FDM, masing-masing saluran memodulasi amplitudo frekuensi carrier yang berbeda. Dua belas 4-kHz kanal suara membentuk kelompok dengan rentang frekuensi 60 kHz sampai 108 kHz. Lima kelompok tersebut kemudian dikombinasikan untuk menciptakan supergrup dengan rentang frekuensi dari 312 kHz sampai 552 kHz. Namun, sistem carrier analog telah digantikan oleh sistem pembawa digital menggunakan TDM.
Time Division Multiplexing (TDM)
Gambar 2, Time Division Multiplexing (TDM)
TDM menggunakan metode membagi waktu menjadi irisan-irisan yang lebih sempit. Sinyal input adalah sampel satu demi satu dengan kecepatan tinggi, 8.000 kali per detik. Hanya satu sampel dari sinyal tertentu menempati saluran pada waktu tertentu. Gambar 2 menunjukkan pengaturan disederhanakan dengan tiga sinyal analog menjadi sampel dan ditransmisikan melalui satu jalur transmisi.
Pulse-Code Modulation
Pulse-code modulation ( PCM ) dikombinasikan dengan TDM adalah metode yang paling banyak digunakan transmisi sinyal analog melalui fasilitas transmisi digital.
Untuk memfasilitasi transmisi digital perlu untuk mengubah informasi utama menjadi informasi digital untuk transmisi dan mengubah kembali informasi digital kembali ke bentuk utama pada penerima. Ini adalah fungsi dari peralatan terminal.
Gambar 3, Pulse Amplitude Modulation (PAM)
Ada tiga langkah untuk PCM: (1) sampling, (2) kuantisasi dan (3) pengkodean. Pengambilan sampel harus dilakukan pada tingkat minimal dua kali frekuensi tertinggi sedang dikirim. Oleh karena itu, pengambilan sampel dilakukan pada 8 kHz, dan karena kata 8-bit ditugaskan untuk setiap sampel, data rate adalah 8 X 8 atau 64 kb/s, yang dikenal sebagai tingkat DS-0. Setiap saluran suara sampel 8.000 kali per detik, dan sampel dari 24 saluran yang disisipkan (multiplexing) dalam waktu untuk membentuk pulsa amplitudo modulation (PAM) frame seperti terlihat pada Gambar 3. Setiap frame terdiri dari 24 sampel amplitudo, satu dari setiap saluran, dan frame terjadi pada tingkat 8.000 kali per detik. Bingkai PAM terkuantisasi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3 dengan mengambil sampel pada interval tertentu. Sinyal tersebut kemudian dikodekan dengan mengubah setiap sampel amplitudo menjadi sebuah kata kode yang terdiri dari delapan bit (0 atau 1) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Delapan bit dari kata kode dapat mewakili salah satu dari 28 = 256 nilai amplitudo yang berbeda, dan proses encoding mendekati sampel amplitudo dengan menentukan nilai kode terdekat yang tersedia. Semua delapan bit digunakan untuk encoding informasi pada lima dari enam frame. Dalam setiap frame keenam, bit kedelapan, yang disebut least significant bit membawa sinyal informasi. Setelah setiap urutan 24 8-bit, bit framing tambahan dimasukkan untuk memberikan informasi sinkronisasi diperlukan untuk terminal penerima. Jadi, setiap frame PCM terdiri dari (24 X 8) + 1 = 193 bit seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Karena frame terjadi 8.000 kali per detik, kecepatan bit terminal 193 X 8.000 = 1.544.000 bit per detik, (atau 1,544 megabit per detik).
Gambar 4, Quantizing PAM
Gambar 5, Encoding ke PCM
Aliran bit ini (1,544 Mb/s) ditransmisikan antara terminal melalui saluran rentang repeatered yang menggunakan satu pasang kabel untuk setiap arah transmisi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7. Repeater regeneratif diberi jarak kira-kira setiap 6.000 kaki. Sebagai aliran bit melewati setiap titik repeater, pulsa yang bersih baru direkonstruksi dan diregenerasi. Proses ini sebagian besar mengatasi masalah noise, hilangnya interferensi, dan distorsi. Untuk aplikasi jarak pendek dari 9.000 sampai 12.000 kaki 1,544 Mb/s bit stream dapat ditransmisikan dengan menggunakan high bit rate digital subscriber line (HDSL).
Gambar 6, PCM Frame
Gambar 7, PCM Carrier
[box type=”info”]
Banyak sirkuit suara dapat multiplexing bersamaan melalui media transmisi tunggal. Ada dua pendekatan untuk multiplexing: analog requency division multiplexing (FDM), dan digital ime division multiplexing (TDM). Dalam FDM, sejumlah sirkuit suara digabungkan, dan setiap rangkaian diberi ruang yang unik dalam spektrum frekuensi. TDM menggunakan metode membagi waktu menjadi irisan sempit. Dikombinasikan dengan pulse-code modulation (PCM), yang mengkodekan sinyal ke dalam digit biner, adalah metode yang paling banyak digunakan dari multiplexing sinyal analog melalui fasilitas transmisi digital.
[/box]
aellyas 