1.2 Hirarki Jaringan Analog
1.2.7 Wideband Tranemission Media
Kawat pasang dalam kabel multipair memiliki bandwidth yang dapat digunakan yang berkisar dari sedikit di bawah I MHz sampai sekitar 4 MHz tergantung panjangnya, gauge kawat, dan tipe dari isolasi u $ ed pada pasangan. Transmisi multiplexing pada pasangan kawat ini akibatnya memiliki kapasitas yang berkisar dari 4 saluran (pada pembawa N3 analog atau digital Tl sistem) sampai 96 saluran (pada sistem pengangkut T2 digital usang).
Gambar 1.21 LMX group bank multiplexer
Sebaliknya, Sistem kabel koaksial L5E analog dikembangkan untuk membawa 13.200 kanal suara. Sistem serat optik telah dikembangkan yang membawa kelebihan 100.000 saluran suara anak dengan panjang gelombang tunggal. Karena pemancar optik dioda pemancar (LED) dan laser berfungsi paling baik dalam mode operasi berdenyut, sistem serat terutama bersifat digital. Sistem transmisi serat optik digital dijelaskan pada Bab 8. Bagian ini membahas kabel koaksial dan sistem radio gelombang radio point-to-point.
Kabel Koaksial
Sistem kabel koaksial digunakan terutama untuk memenuhi persyaratan lama jaringan tol. Sistem komersil pertama dipasang pada tahun l94l untuk penerimaan hans dari 480 sirkuit suara di atas trotoar 200 mil antara Minneapolis, Minnesota, dan Stevens Poin, Wisconsin [7].
Untuk mengatasi redaman, amplifier penguat terpasang pada interval 5,5 mil. Mempertimbangkan kapasitas maksimal l2 sirkuit suara. pada kabel terbuka atau kabel pada saat itu, pengenalan "coax" adalah pengembangan yang signifikan. Setelah kapasitas kabel koaksial pemasangan pertama terus meningkat (l) dengan menggunakan kabel berdiameter lebih besar (0,375 in) untuk reducet redaman (2) menentukan jarak antara repeater dan (3) memperbaiki angka kebisingan, linearitas, dan bandwidth penguat pengulang.
Sebuah sumnrary dari sistem kabel koaksial analog yang digunakan dalam Sistem Bell disediakan pada Tabel1.6. Tidak disebutkan bahwa masing-masing sistem menyediakan satu pasang tabung sebagai suku cadang jika terjadi kegagalan, sebuah pertimbangan yang sangat
penting karena setiap tabung membawa volume lalu lintas tinggi. Karena serat optik memiliki bandwidth yang lebih lebar, redaman yang lebih lambat, perawatan yang lebih rendah, dan biaya yang lebih rendah, sistem koaksial sudah usang.
Microwave Radio
Sebagian besar dorongan untuk sistem radio gelombang mikro terestrial berasal dari kebutuhan mendistribusikan sinyal televisi ke seluruh negeri. Seiring volume lalu lintas jarak jauh meningkat, sistem radio juga menjadi alat yang paling ekonomis dalam mendistribusikan sirkuit suara di jaringan jarak jauh. Mulai tahun 1948, ketika sistem pertama dipasang antara New York dan Boston , jumlah sistem radio gelombang mikro tumbuh untuk memasok 607 mil sirkuit suara di jaringan tol A.S. pada tahun 1980 [7}. Syarat Baru beberapa tahun setelah itu serat optik mulai mengambil alih untuk high-density rute interoffice dan akhirnya untuk jaringan secara keseluruhan
TABLE 1.6 Coaxial Cable Systems in the Bell Network System
*The number of pairs are shown as working/total
Sistem radio microwave memerlukan transmisi garis-garis dengan jarak pengulang biasanya jarak 26 mil. Keuntungan utama dari sistem radio adalah kontinyu Cara yang tepat tidak diperlukan-hanya petak-petak kecil yang jaraknya berjarak 20-30 mil menara dan tempat penampungan peralatan. Biaya utama transmisi terpandu, misalnya kawat pasang, coax, atau fiber, adalah biaya yang tepat. Di banyak wilayah metropolitan, microwave Rute menjadi sangat padat dan tidak dapat diperluas dengan pita frekuensi pembawa biasa. Dalam situasi ini, menemukan jalan yang
benar untuk membujuk atau akhirnya sistem serat optik adalah satu-satunya pilihan untuk transmisi kapasitas tinggi.
Band frekuensi yang dialokasikan oleh FCC untuk penggunaan common-carrier di Negara-negara tercantum dalam Tabel 1.7. Dari band-band ini, 4 dan 6 GHz telah menjadi yang paling populer.Band 2 GHz belum digunakan secara luas karena bandwidth saluran yang dialokasikan relatif sempit tidak memungkinkan penerapan sejumlah ekonomis sirkuit suara. Kelemahan mendasar dari band 11-GHz adalah kerentanannya terhadap redaman hujan. Namun, radio 11 GHz telah digunakan dalam beberapa aplikasi jarak pendek.
Sistem radio gelombang mikro dari jaringan Bell analog tercantum dalam tabte 1.8. Perhatikan bahwa setiap sistem radio dirancang untuk membawa salah satu hierarki multipleks yang dijelaskan sebelumnya.
Semua radio ini kecuali AR-6A menggunakan frekuensi indeks rendah modulasi (FM) dari sinyal yang dihasilkan oleh peralatan multiplexer FDM. Demikian, radio FM mentransmisikan sinyal SSB FDM sebagai sinyal baseband dengan bandwidth sebagai ditunjukkan pada Tabel 1.5.
Modulasi FM dipilih untuk mengizinkan penggunaan nonlinier amplifier daya di pemancar dan untuk mengambil keuntungan dari rasio kinerja signal-to-noise FM.
Pemeriksaan Tabel 1.7ans 1.8 menunjukkan bahwa bandwidth sebesar 13,3 kHz digunakan per sirkuit suara di radio TD-2 dan 14,3 kHz di radio TH-3. Dengan demikian, penggunaan FM. memperkenalkan peningkatan yang signifikan pada bandwidth 4 kHz dari rangkaian suara SSB individu. Sebaliknya, radio SSB AR-6A yang diperkenalkan pada tahun 1981 menyediakan 6000 sirkuit suara pada saluran 30-MHz pada 6 GHz. Karena sejumlah besar sirkuit suara dibawa oleh masing-masing channe radio, microwave sistem biasanya mencakup peralatan tambahan dan saluran ekstra untuk mempertahankan layanan meskipun terjadi padam yang mungkin timbul dari hal-hal berikut:
1. Atmospheric-induced multipath fading 2. Kegagalan peralatan
3. Pemeliharaan
Pada beberapa rute, sumber pemadaman yang paling sering terjadi pada sistem radio gelombang mikro muncul dari multipath fading Gambar 1.22 menggambarkan model sederhana lingkungan multipath timbul akibat pembiasan atmosfer. Seperti yang ditunjukkan, modelnya melibatkan dua sinar: sinar primer dan sinar sekunder tertunda. Jika sinar sekunder keluar
dari fase sehubungan dengan sinar primer, sinyal utama dibatalkan secara efektif.
Tabel 1.7 Microwave Frequencies Allocated fot Common-Carier Use in the United States
Band (MHz) Total Bandwidth
(MHz)
Jumlah pembatalan tergantung pada besarnya dan fase sinar sekunder. Cukup sering hanya jumlah nominal fading yang terjadi dan dapat ditampung oleh kekuatan sinyal berlebih dalam pemancar, yang disebut fade margin. Namun, dalam beberapa kasus, sinyal yang diterima dikurangi secara efektif menjadi nol, yang menyiratkan bahwa saluran sementara tidak berfungsi.
Diverelty Frekuensi
Untungnya, fade yang dalam biasanya hanya mempengaruhi satu saluran (frekuensi pembawa) pada suatu waktu. Dengan demikian, saluran cadangan termasuk pemancar cadangan dan penerima cadangan dapat digunakan untuk itu membawa lalu lintas saluran primer yang pudar.
Pemilihan dan beralih ke saluran cadangan dilakukan secara otomatis tanpa kehilangan layanan. Obat untuk multipath fading ini disebut sebagai keragaman frekuensi. Perhatikan bahwa keragaman frekuensi juga menyediakan cadangan perangkat keras untuk kerusakan peralatan.
Sistem radio TD-3 yang terisi penuh menggunakan 12 saluran:
10 saluran utama dan 2 saluran cadangan untuk perlindungan. Ini adalah Lefe-rred untuk berbagai sebagai 2-untuk-10, 1.Q - by12 'atau 10 X 2 perlindungan switching. Beberapa sistem jarak pendek menggunakan l-for-l switching switching karena sederhana ft-d implement. Namun, karena hanya setengah dari bandwidth yang diperlukan benar-benar membawa lalu lintas, sistem dengan perlindungan l-untuk-l hanya diizinkan di lingkungan yang tidak tercemar
Tabel 1.8 Bell System Analog Microwave Radios
System Band (GHz) Voice Circuits Application
TD-2 4 500-1500 Long haul
TD-3 4 1200 Long haul
TH-1 6 1800 Short/long haul
TH-3 6 2100 Short/long haul
TM-1 11 600-900 Short/long haul
TJ 11 600 Short haul
TL-1 11 240 Short haul
TL-2 11 600-900 Short haul
AR-6A 6 6000 Long haul (SSB)
Gambar 1.22 Two-ray model of multipath propagation.
Kecuali dalam situasi pemeliharaan, penggantian proteksi harus otomatis untuk menjaga kontinuitas layanan. Tujuan tipikal adalah mengembalikan layanan dalam 30 msec untuk meminimalkan efek yang terlihat dalam pesan haffic. Persyaratan yang lebih penting adalah mengembalikan layanan sebelum kehilangan sinyal ditafsirkan oleh beberapa skema pensinyalan sebagai pemutus sirkuit. Pemutusan yang tidak sengaja terjadi jika pemadaman listrik berlangsung lebih dari 1-2 detik.
Keragaman ruang
Sejak memudar dalam hanya terjadi ketika sinar sekunder tiba persis keluar dari fase sehubungan dengan sinar primer, tidak mungkin bahwa dua jalur dengan panjang yang berbeda mengalami memudar secara bersamaan. Gambar 1.23 teknik epik, yang disebut keragaman ruang, menggunakan panjang jalur yang berbeda untuk memberikan prorecrion
terhadap multipath fading. Seperti yang ditunjukkan, satu pemancar menyinari dua antena penerima yang dipisahkan oleh jarak tertentu pada menara. Meskipun perbedaan panjang lintasan mungkin kurang dari satu meter, perbedaan ini cukup pada frekuensi gelombang mikro, yang memiliki panjang gelombang pada urutan sepersepuluh meter. Hujan adalah sumber lain dari pemudaran gelombang mikro. Seperti yang telah disebutkan, redaman hujan adalah mosfly concem di radio frekuensi yang lebih tinggi (l I GHz ke atas). Sayangnya keanekaragaman frekuensi (pada frekuensi tinggi) maupun keragaman ruang tidak memberikan perlindungan terhadap hujan yang memudar.
Satelit
Menyusul peluncuran satelit komunikasi domestik Molniya di Uni Soviet pada bulan April 1965 dan satelit komunikasi internasional pertama, INTELSAT I, penggunaan satelit untuk lalu lintas telepon internasional tumbuh secara fenomenal. 1g70-an dan awal 1980-an juga menghasilkan penggunaan satelit secara signifikan di Amerika Serikat untuk distribusi program televisi dan untuk jaringan suara dan data perusahaan
Gambar 1.23 Space diversity
Sistem dometik pertama di Amerika Utara adalah Canadian Arik A pada tahun 1972 diikuti oleh sistem Westar Union Westem untuk layanan A.S pada tahun 1974 [8].
Di satu sisi sistem satelit adalah sistem radio microwave dengan hanya satu repeater: transponder di luar angkasa. Bahkan, beberapa sistem satelit menggunakan pita frekuensi 4- dan 6GHz yang sama dengan yang digunakan oleh radio gelombang mikro tenestrial. Namun, dalam arti lain, sifat siaran tautan bawah menawarkan peluang tambahan untuk layanan baru yang tidak tersedia dari sistem terestrial point-to-point. Distribusi pemrograman jaringan televisi adalah salah satu aplikasi yang sangat cocok untuk sifat siaran satelit. Transmisi satelit siaran langsung (DBS) ke penerima rumah yang hanya menerima adalah contoh utama. * Dua contoh
utama sistem DBS adalah sistem DVB-T Eropa 9l Eropa dan sistem $ ystem (DSS) satelit digital Amerika Utara yang dikembangkan oleh Hughes Elechonics Systems (HES).
Aplikasi lain yang sangat cocok untuk satelit adalah komunikasi dengan stasiun seluler. Sistem satelit maritim internasional (INMARSAT), misalnya, mulai mendukung industri maritim pada tahun 1982 dan ditambah dengan Skyphone digital 10] untuk layanan telepon aeronautika pada tahun 1989.
Satu kekurangan untuk komunikasi satelit adalah penundaan propagasi inheren dari jalur transmisi yang panjang. Untuk $ satelit stasioner, penundaan ini (tidak termasuk tautan ground) adalah 250 msec atas dan ke bawah. Sirkuit lengkap dengan tautan satelit untuk kedua arah perjalanan karenanya menyiratkan waktu propagasi bolak-balik lebih besar dari satu setengah detik. Penundaan sebesar ini terlihat dalam percakapan suara tetapi tidak menghalangi. Efek dari keterlambatan propagasi dapat dikurangi dengan memasangkan setiap sirkuit satelit dengan sirkuit berbasis darat di arah yang berlawanan. Dengan demikian, keterlambatan pulang-pergi hanya melibatkan satu tautan satelit.
Seperti halnya dengan radio gelombang mikro point-to-point, transmisi serat optik telah menggantikan penggunaan satelit untuk komunikasi telepon kepadatan tinggi, domestik dan internasional. Oleh karena itu penggunaan satelit terutama diarahkan pada telepon dan aplikasi data rute-tipis, beberapa sistem seluler, dan aplikasi siaran.