Multiplexing dalam jaringan telekomunikasi dan komputer adalah jenis teknik yang digunakan untuk menggabungkan & mengirimkan banyak sinyal data melalui satu media. Dalam multipleks metode, multiplekser Perangkat keras (MUX) memainkan peran penting dalam mencapai multiplexing dengan menggabungkan jalur masukan 'n' untuk menghasilkan satu jalur keluaran. Jadi metode ini terutama mengikuti konsep banyak-ke-satu yang berarti n jalur masukan dan jalur keluaran tunggal. Ada berbagai jenis teknik multiplexing seperti; FDM, TDM, CDM , SDM & OFDM. Artikel ini memberikan informasi singkat tentang salah satu jenis teknik multiplexing seperti; multiplexing divisi ruang atau SDM.

Apa itu Space Division Multiplexing (SDM)?

Sebuah teknik multiplexing dalam nirkabel sistem komunikasi digunakan untuk meningkatkan kapasitas sistem hanya dengan mengeksploitasi pemisahan fisik pengguna yang dikenal sebagai multiplexing pembagian ruang atau multiplexing pembagian spasial (SDM). Dalam teknik multiplexing ini, beberapa antena digunakan di kedua ujung pemancar & penerima untuk membuat saluran komunikasi paralel. Saluran komunikasi ini tidak bergantung satu sama lain, yang memungkinkan beberapa pengguna mengirimkan data secara bersamaan dalam pita frekuensi yang sama kecuali untuk gangguan.

“saklar lemparan tunggal dua kutub ”

Kapasitas sistem komunikasi nirkabel dapat ditingkatkan hanya dengan memasukkan lebih banyak antena untuk membentuk saluran yang lebih independen. Teknik multiplexing ini umumnya digunakan dalam sistem komunikasi nirkabel seperti; Wifi, sistem komunikasi satelit & jaringan seluler.

Contoh SDM pada Kabel Optik Bawah Laut

Space Division Multiplexing pada aplikasi kabel optik bawah laut dibagi menjadi tiga sistem transmisi; serat C-band inti tunggal, serat C+L-band inti tunggal & transmisi serat C-band multi-inti. Diagram jalur lampu tiga sistem transmisi ditunjukkan di bawah ini.

Fiber C-band inti tunggal dalam sistem transmisi kabel optik bawah laut hanya dilengkapi dengan peralatan EDFA untuk meningkatkan sinyal. EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) merupakan salah satu jenis OFA yang merupakan penguat optik melalui ion erbium yang termasuk dalam inti serat optik. EDFA memiliki beberapa fitur seperti; kebisingan rendah, gain tinggi & independen polarisasi. Ini memperkuat sinyal optik dalam pita 1,55 μm (atau) 1,58 μm.

SDM di Kabel Optik Bawah Laut

Sistem transmisi pita C+L inti tunggal memerlukan dua EDFA untuk meningkatkan sinyal dua pita secara bersamaan. Sistem transmisi serat C-band multi-inti sangat rumit dan memerlukan penyebaran setiap inti serat & memasukkannya ke penguat sinyal, dan setelah itu memasukkan sinyal penguat ke dalam kabel serat multi-inti.

Kapanpun rasio signal-to-noise dari sistem transmisi 3 saluran adalah sekitar 9,5dB, maka sistem transmisi pita C+L serat inti tunggal memerlukan 37 pasang serat optik untuk mencapai kemampuan transmisi kabel optik maksimum.

Sistem transmisi serat C-band multicore membutuhkan 19 hingga 20 pasang serat untuk mencapai kemampuan transmisi tertinggi. Sistem transmisi pita serat C+L inti tunggal hanya memerlukan tiga belas pasang kabel serat untuk menyebarkan kapasitas tertinggi; namun, kapasitas tertingginya adalah 70% dari transmisi serat C-band single-core saja.

“semikonduktor tipe p dan n ”

Dalam teknologi SDM, jarak setiap kabel optik bawah laut diatur menjadi 60 km untuk menghitung tegangan yang dibutuhkan oleh ketiga sistem transmisi. C-band & C+L-band inti tunggal memerlukan tegangan yang lebih rendah hingga tegangan maksimum 15 kV. Dibandingkan dengan sistem transmisi FOC multi-saluran, tegangannya lebih rendah karena sistem transmisi serat multi-inti memerlukan amplifier tambahan untuk menyelesaikan transmisi.

Dalam tiga sistem transmisi multiplexing divisi ruang, kemampuan transmisi serat C+L-band inti tunggal & C-band multi-inti lebih kecil dibandingkan dengan transmisi serat C-band inti tunggal. Sistem gelombang C-band & gelombang C+L serat inti tunggal dapat memanfaatkan tegangan & pemanfaatan daya yang lebih rendah dibandingkan dengan sistem multi-inti jika kapasitas serupa dapat dicapai melalui multi-inti.

Multiplexing Divisi Luar Angkasa Bekerja

Space Division Multiplexing (SDM) bekerja dengan memanfaatkan dimensi spasial untuk mengirimkan beberapa aliran data independen secara bersamaan. Berikut penjelasan sederhana tentang cara kerjanya:

Pemisahan Spasial : SDM mengandalkan pemisahan fisik jalur transmisi untuk aliran data yang berbeda. Pemisahan ini dapat dicapai dengan menggunakan berbagai teknik tergantung pada media transmisi, seperti menggunakan serat optik, elemen antena, atau jalur akustik yang berbeda.
Banyak Saluran : Setiap jalur yang terpisah secara spasial mewakili saluran komunikasi yang berbeda. Saluran-saluran ini dapat digunakan untuk mengirimkan aliran data independen secara bersamaan tanpa mengganggu satu sama lain.
Pengkodean dan Modulasi Data : Sebelum transmisi, data yang dimaksudkan untuk setiap saluran menjalani teknik pengkodean dan modulasi untuk mengubahnya menjadi format yang sesuai untuk transmisi melalui media yang dipilih. Hal ini biasanya melibatkan konversi data digital menjadi sinyal analog yang dimodulasi pada frekuensi tertentu atau properti lain yang sesuai untuk media transmisi.
Transmisi Serentak : Setelah data dikodekan dan dimodulasi, data tersebut ditransmisikan secara bersamaan melalui saluran yang terpisah secara spasial. Transmisi simultan ini memungkinkan peningkatan throughput data dan pemanfaatan sumber daya komunikasi yang tersedia secara efisien.
Dekode Penerima : Di sisi penerima, sinyal dari semua saluran spasial diterima dan diproses secara terpisah. Setiap saluran didemodulasi dan didekodekan untuk memulihkan aliran data asli. Karena saluran-saluran tersebut terpisah secara spasial, terdapat sedikit interferensi di antara saluran-saluran tersebut, sehingga pemulihan data dapat diandalkan.
Integrasi Aliran Data : Terakhir, aliran data yang dipulihkan dari semua saluran diintegrasikan untuk merekonstruksi data asli yang dikirimkan. Proses integrasi ini bergantung pada aplikasi spesifik dan mungkin melibatkan tugas seperti koreksi kesalahan, sinkronisasi, dan agregasi data.

Secara keseluruhan, multiplexing pembagian ruang memungkinkan transmisi simultan beberapa aliran data independen dengan memanfaatkan pemisahan spasial, sehingga meningkatkan kapasitas dan efisiensi komunikasi. Ini biasa digunakan dalam berbagai sistem komunikasi, termasuk jaringan serat optik, komunikasi nirkabel, komunikasi satelit, dan komunikasi akustik bawah air.

Contoh Multiplexing Divisi Luar Angkasa

Contoh pertama dari SDM adalah komunikasi seluler karena dalam komunikasi ini rangkaian frekuensi pembawa yang sama digunakan kembali dalam sel yang tidak berdekatan satu sama lain.

Komunikasi Serat Optik : Dalam sistem komunikasi serat optik, beberapa saluran dapat ditransmisikan secara bersamaan melalui serat yang sama dengan menggunakan jalur spasial yang berbeda. Setiap jalur spasial dapat mewakili panjang gelombang yang berbeda (Wavelength Division Multiplexing – WDM) atau keadaan polarisasi yang berbeda (Polarization Division Multiplexing – PDM). Hal ini memungkinkan peningkatan kapasitas transmisi data tanpa harus memasang kabel fiber fisik tambahan.
Sistem Antena Berganda : Dalam komunikasi nirkabel, sistem multiple-input multiple-output (MIMO) menggunakan banyak antena pada pemancar dan penerima untuk meningkatkan efisiensi spektral. Setiap pasangan antena membentuk saluran spasial, dan data ditransmisikan melalui saluran ini secara bersamaan, sehingga secara efektif meningkatkan kapasitas link nirkabel.
Komunikasi Satelit : Sistem komunikasi satelit sering kali menggunakan teknik SDM untuk mengirimkan banyak sinyal secara bersamaan menggunakan pita frekuensi atau jalur spasial yang berbeda. Hal ini memungkinkan pemanfaatan sumber daya satelit secara lebih efisien dan peningkatan keluaran data untuk aplikasi seperti penyiaran, layanan internet, dan penginderaan jauh.
Komunikasi Akustik Bawah Air : Di lingkungan bawah air, gelombang akustik digunakan untuk komunikasi karena kemampuannya untuk menempuh jarak yang jauh. SDM dapat digunakan dengan menggunakan beberapa hidrofon dan pemancar untuk membuat saluran yang terpisah secara spasial, memungkinkan transmisi beberapa aliran data secara bersamaan dan meningkatkan kapasitas komunikasi secara keseluruhan.
Interkoneksi Sirkuit Terpadu : Dalam perangkat elektronik, seperti prosesor komputer atau peralatan jaringan, teknik multiplexing divisi ruang dapat diterapkan untuk menghubungkan beberapa komponen atau inti pada sebuah chip. Dengan merutekan sinyal melalui jalur fisik yang berbeda, data dapat dikirim secara bersamaan antara berbagai unit pemrosesan, sehingga meningkatkan kinerja dan throughput sistem secara keseluruhan.

Keuntungan Kerugian

Itu keuntungan dari multiplexing pembagian ruang termasuk yang berikut ini.

Teknik SDM meningkatkan kepadatan spasial serat optik dalam satuan penampang.
Hal ini meningkatkan jumlah saluran transmisi spasial dalam kelongsong umum.
SDM adalah kombinasi FDM atau multiplexing divisi frekuensi & TDM atau multiplexing pembagian waktu .
Ini mentransmisikan pesan dengan pemanfaatan frekuensi tertentu, sehingga saluran tertentu dapat dimanfaatkan terhadap pita frekuensi tertentu untuk beberapa waktu.
Teknik multiplexing ini memungkinkan serat optik untuk mengirimkan beberapa sinyal yang dikirim pada berbagai panjang gelombang tanpa mengganggu satu sama lain.
SDM mengembangkan efisiensi energi & secara signifikan memungkinkan biaya yang lebih rendah untuk setiap bit.
Teknik SDM meningkatkan efisiensi spektral untuk setiap serat hanya dengan melipatgandakan sinyal dalam mode LP ortogonal dalam FMF (serat beberapa mode) & serat multi-inti.
Pengembangannya cukup sederhana & tidak diperlukan komponen optik baru yang mendasar.
Penggunaan Bandwidth terbaik.
Frekuensi tetap dapat digunakan kembali dalam SDM.
SDM dapat diimplementasikan dalam kabel optik murni.
Throughputnya sangat tinggi karena kabel optik.
Penggunaan frekuensi terbaik karena beberapa teknik multiplexing & serat optik.

Itu kelemahan multiplexing pembagian ruang termasuk yang berikut ini.

Biaya SDM masih meningkat secara signifikan karena bertambahnya jumlah saluran transmisi.
Multiplexing menggunakan algoritma & protokol yang kompleks untuk menggabungkan dan membagi berbagai sinyal yang disiarkan. Jadi ini meningkatkan kesulitan jaringan & membuatnya lebih sulit untuk dipelihara & dipecahkan.
Multiplexing menyebabkan interferensi antar sinyal yang disiarkan, sehingga dapat merusak nilai data yang dikirimkan.
Teknik multiplexing ini memerlukan sejumlah bandwidth tertentu untuk prosedur multiplexing, yang dapat mengurangi jumlah bandwidth yang tersedia untuk transmisi data sebenarnya.
Menerapkan & memelihara multiplexing ini mahal karena kerumitannya & memerlukan peralatan khusus.
Multiplexing ini mempersulit penyimpanan data yang dikirimkan karena beberapa sinyal dikirim melalui saluran yang sama.
Di SDM, inferensi mungkin terjadi.
SDM menghadapi kerugian inferensi yang tinggi.
Dalam SDM, rangkaian frekuensi yang sama atau rangkaian sinyal TDM yang sama digunakan di dua tempat berbeda

Aplikasi Multiplexing Divisi Luar Angkasa

Itu penerapan multiplexing pembagian ruang termasuk yang berikut ini.

Multiplexing pembagian ruang digunakan dalam jaringan terestrial melalui dua metode berbeda; Komponen yang kompatibel dengan SDM diatur dalam infrastruktur transmisi & switching (atau) implementasi SDM hanya dalam arsitektur switching.
Teknik multiplexing pembagian ruang dalam komunikasi nirkabel MIMO dan serat optik komunikasi digunakan untuk menyiarkan saluran independen yang dipisahkan dalam ruang.
SDM digunakan dalam jaringan seluler dalam bentuk teknologi Multiple Input Multiple Output, yang menggunakan beberapa antena di kedua ujung pemancar & penerima untuk meningkatkan nilai serta kemampuan tautan komunikasi.
SDM mengacu pada metode untuk memahami multiplexing serat optik dengan pembagian ruang.
Teknik SDM digunakan untuk transmisi data optik dimanapun beberapa saluran spasial digunakan seperti pada serat multi-inti.
Teknik multiplexing pembagian spasial untuk transmisi serat optik membantu mengatasi batas kemampuan WDM.
SDM digunakan dalam teknologi GSM.

Jadi, ini adalah gambaran umum multiplexing pembagian ruang , cara kerja, contoh, kelebihan, kekurangan, dan penerapannya. Teknologi SDM sesuai dengan tren pertumbuhan OFC atau komunikasi serat optik. Teknik multiplexing ini merupakan inovasi besar & cara pengembangan teknologi OFC. Ini pertanyaan buat anda, apa itu time Division multiplexing atau TDM?