7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
1/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI
MULTIPLE ACCESS
1. FDMA
2. TDMA
3. CDMA
4. Random Access
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
2/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 2
Obyektif Perkuliahan
Mahasiswa memahami berbagai macam tipe multipleaccess yang digunakan dalam sistem komunikasi
satelit
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
3/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 3
Routing Trafik
Andaikan ada 3 stasiunA, B, dan C akanberkomunikasi
Kapasitas saluransatelit CXY
Metoda
Satu carrier per link diperlukan N(N-1)carrier
Satu carrier perstasiun diperlukanN carrier memanfaatkan sifatpancarluas satelit
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
4/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 4
FDMA
Konsep Sistem FDMA
f1f2
fN
f1 f2 fN
Bandwidth transponder
Guard band
Carrier
bandwidth
Power
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
5/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 5
FDMA
Konfigurasitransmisi FDMA FDM/FM/FDMA
Sumbersinyal :analog
1 carrier per
stasiun TDM/PSK/FDMA
Sumbersinyal :digital
1 carrier perstasiun
SCPC/FDMA Sumber
sinyal:Analog ataudigital
1 carrier perlink
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
6/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 6
FDMA
Setiap carrier dapatmenggunakan baik
modulasi analog (FM)
ataupun modulasi digital
(PSK)
Masalah : munculnyaintermodulasi
Jumlah carrier berkerja dekat
saturasi agar downlink
thermal noise kemungkinan terjadiintermodulasi lebih
besar
1
1
0 0o
10o
20o
Single-carrier
amplitude transfer
characteristic
Saturation
Single-carrier
phase transfer
characteristic
Input voltage normalized to
input saturation voltage
ou
tputvoltagenor
malized
tooutputsaturationvoltage
outputphase
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
7/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 7
FDMA
Teknik FDMA yang digunakan di satelit : FDM-FM-FDMA (MCPC Multi Channel Per
Carrier)
SCPC (Single Channel Per Carrier)
FM-FDMA untuk Televisi
Companded FDM-FM-FDMA dan SSB-AM-
FDMA
Pembahasan teknik ini l ihat lagi modul III
!!!
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
8/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 8
FDMA
Adjacent ChannelInterference
Lebar pita tiap saluran
tumpang tindih dengan
saluran lainnya
Guard band terlalu
lebar boros
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
9/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 9
FDMA
Intermodulasi
Terjadi akibat penguatantransponder yang nonlinier
Hanya orde ke-3 dankadang-kadang orde ke-5 yang signifikan
Sinyal dengan amplitudayang sama menghasilkanlevel IM yang sama padafrek tinggi dan rendah
Sinyal dengan amplitudaberbeda memberikan
level IM yang berbedapula
Untuk mencegahintermodulasi,transponder dioperasikanpada penguatan bukan-maksimum
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
10/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 10
FDMA
Intermodulasi
Komp. Orde 1 :
diharapkan linier
Komp. Orde 2 : frek 2 diredam oleh filter
Komp. Orde 3 : frek 3 diredam dengan filter
Penguat
Non-linier
tB
tAv
B
Ai
cos
cos
3
2
i
iio
cv
bvavv
Yang bermasalah :
Komponen yang lain
amplituda kecil
ABBA
2,2
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
11/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 11
FDMA
Karakteristiktransponder pada
transmisi
multicarrier
Konsep IBO
(Input Back Off)
Konsep OBO
(Output Back
Off)
i
Sa tS
EIRP
EIRPIBO
,
o
Sa t
EIRP
EIRPOBO
EIRPS,SATEIRPI
EIRPO
EIRPSAT
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
12/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 12
FDMA
Variasi C/N0 akibat jumlah carrier
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
13/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI 13
FDMA
Variasi C/N0 akibatpengaruh IBO
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
IMACIUTOT
N
C
N
C
N
C
N
C
N
C
D
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
14/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI14
FDMA
ThroughputFDMA
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
15/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI15
FDMA
Keuntungan Sistem keseluruhan Sederhana: pengoperasian mudah,
peralatan murah dan terbukti handal
Dimensioning stasiun bumi kecil
Kerugian
Fleksibilitas rendah : kalau ada rekonfigurasi kapasitas(=lebar pita) modifikasi diperlukan di TXR dan RXR (untuksaluran tersebut, untuk saluran bertetangga, filter danperalatan lain mungkin perlu diubah)
Kapasitas berkurang drastis sejalan dengan penambahanjumlah carrier akibat noise intermodulasi dan back-off
Perlunya pemerataan daya tiap saluran di TXR untukmenghindari capture effect (pd FM sinyal lemah dgn freksama tdk dimodulasi) harus real time mengantisipasipelemahan akibat hujan, awan tebal, dsb
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
16/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI16
TDMA
Konsep TDMARB2
Traffic
burst
TDMA frame
Guard time
RB1
Tf
Traffic
burstRB1
Power
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
17/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI17
TDMA
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
18/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI18
TDMA
Tda : Reference burst, data burst, & guard time
Reference burst tda : header dan nilai tundaan Data burst tda : header dan traffic field
Keterangan
carrier & timing recovery : agar demodulator di rx dapatmengkalibrasi clock penerima sehingga dapat mengenalicarrier (untuk sinkronisasi dan penentuan fasa)
uw : unique word, identifikasi burst
tty : teletype, untuk pensinyalan telepon dan telex
sc : service channel, untuk keperluan informasi manajemenjaringan
vow : voice order wire, untuk komunikasi antar stabum
cdc : control & delay channel, untuk nilai tundaan (waktupropagasi sinyal dari stabum ke satelit)
traffic data : data (muatan)
Tiap stabum harus ditempatkan burst-nya pada selang waktu tttdari RB
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
19/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI19
TDMA
KonfigurasitransmisiTDMA Burst
generation
To A To Bto
C
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
20/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI20
TDMA
Konfigurasi transmisi TDMA
Burst reception Setelah burst untuknya
dapat ditentukan, stabummengekstrak datanya
Data yang diterimadisimpan dalam bufferdan dikeluarkan dg
kecepatan yangdiinginkan
Masalah :
uw tidak terdeteksi turun
BER turun
Ambang korelasiturun
Pjg uw turun
uw salah deteksi
Panjang uw naik
Ambang korelasi naik
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
21/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI21
TDMA
Satelit bergerak relatifdalam ukuran kotak
75x75x85 km
Variasi waktu propagasi
570 s (waktu 1 frameintelsat = 2ms) memerlukan koreksi
Kecepatan relatif satelit :
10 km/j efek doppler :
geser waktu burst 20 ns/s Jika guard time = 1 s,
dalam jangka waktu 25 s
clock harus dikoreksi lagi
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
22/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI22
TDMA
Synchronization
SOTF = Start OfTransmit Frame =waktu universalreference burst
TIap stabum harustahu SOTF ini dan
menghitungtundaan dn agardatanya tepat dislot bagiannya
Sinkronisasi =masalah untuk
mengetahui SOTFini
SInkronisasidilakukan padasaat suatu stabummasuk jaringan Burst time plan
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
23/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI23
TDMA
Hubungan antara
SOTFn dan SORFn SOTFn SORFn =
Dn = mTF 2 Rn/c
m = 14 untuk TF =20 ms
SORF = start ofreceive frame
Yang diketahui olehrx adalah SORF
Untuk mengetahuiSOTF harusdiketahui Dn
Ada 2 cara :
Close loop
Open loop
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
24/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI24
TDMA
Close loopsynchronization Dn sudah
ditentukan olehnet admin (padasaatberlangganan)
Perkirakan Dn,lalu tx test burst
ke satelit, lalu rxtest burst tsb danukur selangwaktunya dari ref.burst diperolehselisih (eror)
Koreksi Dn
dengan selisihtsb
Untuk mencegahcollision, testburst di txdengan dayarendahdimodulasi PRS
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
25/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI25
TDMA
Open loop
synchronization Dn ditentukan oleh
stabum pengendali,dihitung dari jaraksatelit ke stabum
terkait Rn, dikirim difield CDC
Posisi satelitdihitung dgtriangulasi (3 pers.
3 var) Waktu sinkronisasi
= 3 x ranging +hitung + 1 x bcast =beberapa detik
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
26/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI26
TDMA
Throuput TDMA
Overhead berupa :
header & guard time
Efisiensi :
TF lama, buffer harus
besar
Guard time singkat,
sinkronisasi harus teliti
Header diperpendek,
penerima harus canggihF
i
T
t1
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
27/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI27
TDMA
Keuntungan Setiap saat hanya ada satu carrier pada satu transponder
Tidak ada intermodulasi sehingga penguatan dapat maksimum
Tidak ada capture effect
Tidak perlu pemerataan daya carrier
Throughput tinggi meski jumlah akses banyak Penalaan mudah, karena stabum tx dan rx pada frekuensi
yang sama
Pengolahan digital
Kerugian
Perlu sinkronisasi Stabum dirancang untuk throughput tinggi (ukuran tetap
karena daya transponder max)
Peralatan rumit dan mahal (tetapi biaya terkompensasi dithroughput
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
28/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI28
CDMA
Power
CDMA
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
29/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI29
CDMA
DS-CDMA Sinyal interferensi,
multipath, ataujamming akan ikuttersebar pada saatpengalian oleh
kode (pada saatpengkorelasian)
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
30/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI30
CDMA
FH-CDMA Synthesizer
frek carrier
dikendalikan
oleh kode
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
31/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI31
CDMA
Efisiensi Contoh :
BN= 36 MHz = 1 bit/sHz Rb = 64 Kbps
Rc = 36/1 Mbps = 36000 Kbps
Spreading ratio = 36000/64=563
Eb/N0 = 10,5 dB
Nmax = 51 = 9 %
0
max
max
1N
E
R
R
N
BR
R
RN
b
b
c
N
c
c
b
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
32/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI32
CDMA
Keuntungan Pengoperasian cukup sederhana
Handal terhadap interferensi, multipath,
jamming
Kerugian
Throughput rendah
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
33/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI33
Perbandingan Throughput
TDMA
CDMA
FDMA
100
50
0
1 20 40 60
Number of Access
Througput %
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
34/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI34
Kombinasi Multiple Akses
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
35/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI
35
Fixed & Demand Assignment
Masalah pada FA Sering terjadi suatu saluran kosong, sementara
saluran lain blocking
Dengan DA, penggunaan saluran dapat dioptimasi
DA sejauh ini hanya dilakukan pada FDMA & TDMA
Pendudukan saluran dilakukan dengan pemesanan
Implisit : sekali duduk terus duduk : reservationALOHA
Eksplisit : pesan dulu : R TDMA, C-PODA
(Contention based Priority Oriented DA), SPADE (ScpcPcm mA Da Equipment)
Contoh layanan DA di FDMA
SPADE intelsat
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
36/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI
36
Fixed & Demand Assignment
SPADE (FDMA-DA) Pada intelsat BW = 36 MHz, Rb = 64 kbps, QPSK, 800
saluran, signaling pada saluran khusus CCS secaraTDMA
Prinsipnya seperti penggunaan saluran trunking padaSLJJ
Pemanggil menggunakan saluran signaling untukmenduduki saluran yang tersedia (sepasang)
Jika permohonan sambungan dikabulkan penerima,pendudukan sepasang saluran tadi dikonfirmasi
Setelah selesai, sepasang saluran tadi dikembalikan
Perbandingan FDMA 336 420 saluran
SPADE 800 saluran
Konsekuensi Peralatan lebih rumit dan mahal
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
37/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI
37
Random Access
ALOHA (protokol asinkronus)
Througput = 18 %
Tanpa tabrakan
Dengan tabrakan
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
38/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI
38
Random Access
SREJ ALOHA (Selective Reject ALOHA) Frame dibagi menjadi beberapa subframe
Jika terjadi tabrakan, hanya subframe yang
rusak yang dikirim lagi
Efisiensi maksimum 30 %
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
39/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI
39
Random Access
Slotted ALOHA (protokol dengan sinkronisasi)
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
40/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI
40
Random Access
Efisiensi transmisi
Waktu transmisi rata-rata
7/22/2019 Bab v Multiple Akses_final
41/41
FAKULTAS ELEKTRO & KOMUNIKASI
41
Kesimpulan
Pemilihan MA ditentukan oleh faktor ekonomi danteknologi
Kompromi antara efisiensi (keuntungan) denganteknologi/kompleksitas dan investasi
Indikasi Umum
Trafik yang kontinyu (telepon, TV, video) : FDMA,TDMA, CDMA
Trafik per stabum besar dan jumlah stabum kecil :FDMA
Jumlah akses banyak : TDMA
Komunikasi bergerak dan lingkungan terinterferensi :CDMA
Trafik yang jarang, pendek, acak : random multipleaccess