FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING (FDM)

I. TUJUAN PERCOBAAN. Mengetahui dan memahami cara kerja setiap blok dari rangkaian modem FDM Mengetahui bentuk input output dari setiap blok rangkaian modem FDM

II. ALAT ALAT YANG DIGUNAKAN. Kit praktikum modem FDM Audio Generator Oscilloscope Jumper

III. TEORI DASAR.Why Multiplexing ?Semakin tinggi laju data, semakin cost effective fasilitas transmisi. Kebanyakan perangkat komunikasi data membutuhkan dukungan laju data relatif tidak terlalu besar.What is Multiplexing ?Pemakaian bersama kapasitas link oleh beberapa stasiun dengan cara menggabungkan data dari semua stasiun tersebut.Fungsi MultiplexingTerdapat n input multiplekser dan 1 output dengan kapasitas link yang lebih tinggi. Sebaliknya, demultiplekser menerima aliran data hasil penggabungan tersebut, kemudian memisah-misahkannya lagi menjadi n output. Aplikasi multiplexing yang paling umum adalah komunikasi jarak jauh (long-haul / SLJJ). Contoh media transmisi pada jarigan long-haul adalah serat optik, koaksial, gelombang mikro, dll. Tipe multipleksing yang akan dibahas : Frequency Divison Multiplexing (FDM) paling banyak digunakan pada siaran radio dan televisi.PengertianFrequency Division Multiplexing (FDM) adalah sistem pengiriman data menggunakan multiplexer dengan cara mencampur data berdasarkan frekuensi. Sandi yang diberikan pada data tidak berpengaruh sehingga FDM disebut code transparent.

Gambar ilustrasi Frequency Division Multiplexing (FDM)Frequency Divison Multiplexing (FDM) dimungkinkan jika bandwidth media transmisi jauh lebih besar daripada required BW sinyal yang akan dikirim. Contoh : sistem siaran televisi, CATV, AMPS analog, FDM sejumlah sinyal analog atau digital [mi(t); i=1,..n] dimultipleks pada media transmisi yang sama.

IV. PROSEDUR PERCOBAAN.4.1. Mengukur Frekuensi Osilator.1. Menghidupkan rangkaian osilator, mengukur dengan menggunakan osiloskop. Mencatat dan menggambar sinyal outputnya.

4.2. Modulator FDM.A. Mengamati Sinyal AM-DSB-SC.1. Menghubungkan setiap output osilator ke input osilator pada BM.2. Memberikan setiap input BM masing masing dengan frekuensi 900 Hz dan 1 kHz. Mencatat dan menggambar sinyal outputnya.B. Mengamati Sinyal USB.1. Menghubungkan setiap output BM ke BPF. Mencatat dan menggambar sinyal outputnya.C. Mengamati Sinyal FDM.1. Menghubungkan setiap output BPF ke CC. Mencatat dan menggambar sinyal outputnya.

4.3. Demodulator FDM.A. Mengamati Output BPF.1. Menghubungkan setiap output CC ke BPF (input tunggal). Mencatat dan menggambar sinyal outputnya.B. Mengamati Output BM.1. Menghubungkan setiap output BPF ke BM. Mencatat dan menggambar sinyal outputnya.C. Mengamati Output LPF.1. Menghubungkan setiap output BPF ke CC. Mencatat dan menggambar sinyal outputnya.

V. DATA PENGAMATAN

1. Sinyal input 1%parameter sinyalfs = 6000000;Aaa = 2;Aab = 3;Aac = 4;Aca = 1;Acb = 2;Acc = 3;faa = 6000;fab = 4000;fac = 8000;fca = 12000;fcb = 16000;fcc = 20000;t = 0:(1/fs):0.0006;waa = 2*pi*faa;wab = 2*pi*fab;wac = 2*pi*fac;wca = 2*pi*fca;wcb = 2*pi*fcb;wcc = 2*pi*fcc;%tampilkan sinyalSaa = (Aaa)* sin (waa*t);Sab = (Aab)* sin (wab*t);Sac = (Aac)* sin (wac*t);Sca = (Aca)* sin (wca*t);Scb = (Acb)* sin (wcb*t);Scc = (Acc)* sin (wcc*t);ya = (Saa).*(Sca);%plot sinyalsubplot(3,1,1);plot(t,Saa);subplot(3,1,2);plot(t,Sca);subplot( 3,1,3);plot(t,ya);

2. Sinyal Input 2%parameter sinyalfs = 6000000;Aaa = 2;Aab = 3;Aac = 4;Aca = 1;Acb = 2;Acc = 3;faa = 6000;fab = 4000;fac = 8000;fca = 12000;fcb = 16000;fcc = 20000;t = 0:(1/fs):0.0006;waa = 2*pi*faa;wab = 2*pi*fab;wac = 2*pi*fac;wca = 2*pi*fca;wcb = 2*pi*fcb;wcc = 2*pi*fcc;%tampilkan sinyalSaa = (Aaa)* sin (waa*t);Sab = (Aab)* sin (wab*t);Sac = (Aac)* sin (wac*t);Sca = (Aca)* sin (wca*t);Scb = (Acb)* sin (wcb*t);Scc = (Acc)* sin (wcc*t);yb = (Sab).*(Scb);%plot sinyalsubplot(3,1,1);plot(t,Sab);subplot(3,1,2);plot(t,Scb);subplot( 3,1,3);plot(t,yb);

3. Sinyal input 3%parameter sinyalfs = 6000000;Aaa = 2;Aab = 3;Aac = 4;Aca = 1;Acb = 2;Acc = 3;faa = 6000;fab = 4000;fac = 8000;fca = 12000;fcb = 16000;fcc = 20000;t = 0:(1/fs):0.0006;waa = 2*pi*faa;wab = 2*pi*fab;wac = 2*pi*fac;wca = 2*pi*fca;wcb = 2*pi*fcb;wcc = 2*pi*fcc;%tampilkan sinyalSaa = (Aaa)* sin (waa*t);Sab = (Aab)* sin (wab*t);Sac = (Aac)* sin (wac*t);Sca = (Aca)* sin (wca*t);Scb = (Acb)* sin (wcb*t);Scc = (Acc)* sin (wcc*t);yc = (Sac).*(Scc);%plot sinyalsubplot(3,1,1);plot(t,Sac);subplot(3,1,2);plot(t,Scc);subplot( 3,1,3);plot(t,yc);

4. Sinyal output CC%parameter sinyalfs = 6000000;Aaa = 2;Aab = 3;Aac = 4;Aca = 1;Acb = 2;Acc = 3;faa = 6000;fab = 4000;fac = 8000;fca = 12000;fcb = 16000;fcc = 20000;t = 0:(1/fs):0.0006;waa = 2*pi*faa;wab = 2*pi*fab;wac = 2*pi*fac;wca = 2*pi*fca;wcb = 2*pi*fcb;wcc = 2*pi*fcc;%tampilkan sinyalSaa = (Aaa)* sin (waa*t);Sab = (Aab)* sin (wab*t);Sac = (Aac)* sin (wac*t);Sca = (Aca)* sin (wca*t);Scb = (Acb)* sin (wcb*t);Scc = (Acc)* sin (wcc*t);ya = (Saa).*(Sca);yb = (Sab).*(Scb);yc = (Sac).*(Scc);y = ya+yb+yc;%plot sinyalplot(t,y);

VI. Tugas AkhirSoal1. Jelaskan prinsip kerja dari blok FDM pada kit!

BPF CCLPFBPFBMBM

LPFBMLPFBMBPFBPFBMBM

2. Jelaskan fungsi dan prinsip kerja dari: Balance modulator Band Pass Filter (BPF) Low Pass Filter (LPF) CC (Combine Circuit)3. Aplikasi dari FDM dan keuntungan dan kerugian!4. Bandingkan antara TDM, OFDM dan FDM! Jelaskan perbedaannya!

Jawab:1. Pada bagian transmitternya terdapat tiga buah input dengan satu buah output. Dibagian input terdapat tiga buah balance modulator dimana fungsinya untuk mengalikan dua buah sinyal yaitu sinyal informasi dan sinyal carrier yang keduanya berupa sinyal analog. Hasil output dari balance modulator adalah seperti DSB-SC, yang dilewatkan hanyalah USB dan LSBnya. Kemudian sinyal output dari BM tersebut kemudian masuk ke bandpass filter (BPF) dimana pada BPF akan memilah sinyal yang berfrekuensi tinggi dan yang berfrekuensi rendah. Kemudian output dari ketiga BPF tersebut akan digabungkan pada combine circuit menjadi satu sinyal gabungan yang berupa sinyal baseband. Kemudian sinyal baseband tersebut ditransmisikan.Pada bagian receiver akan terjadi proses sebaliknya yaitu penguraian kembali dari sinyal FDM menjadi sinyal informasi sesuai dengan pengiriman. Sinyal yang ditransmisikan kemudian ditangkap oleh BPF, output dari BPF tersebut akan dikalikan dengan sinyal carrier menggunakan balance modulator, agar menghilangkan bagian carriernya. Output dari balance modulator tersebut kemudian akan masuk ke rangkaian low pass filter (LPF), dimana output dari low pass filgter ini yang akan dilewatkan hanyalah bagian LSBnya. Karena bagian LSB tersebut tidak rentan terhadap pengaruh noise.2. Fungsi dari balance modulator adalah mengalikan antara sinyal informasi dengan sinyal analog.Fungsi BPF adalah untuk melewatkan frekuensi yang berada diantara dua buah frekuensi cut off tertentu.Fungsi LPF adalah meneruskan sinyal input yang frekuensinya berada dibawah frekuensi tertentu, diatas frekuensi tersebut (frekuensi cut off) sinyal akan diredam. Sehingga yang dilewatkan hanyalah bagian LSBnya saja.Fungsi combine circuit adalah menggabungkan tiga buah sinyal output dari BPF pada transmitter menjadi satu buah sinyal gabungan yang berupa sinyal base band.3. Aplikasi FDM adalah pada televisi kabel dan jaringan komunikasi seluler, seperti GSM ( Global System Mobile) yang dapat menjangkau jarak 100 m s/d 35 km.Contoh Penggunaan FDMPada penyiaran radio yang menggunakan gelombang FM, frekuensi mulai dari 88 MHz s/d 108 MHz digunakan untuk penyiaran radio FM komersil. Frekuensi 88-108 MHz dibagi ke sub-band 200 KHz. Bandwidth dengan frekuensi 200 KHz sudah mencukupi untuk penyiaran radio FM dengan kualitas yang tinggi. Stasiun radio dapat dikenali dengan frekuensi pusat dari saluran masing-masing (ex: 91.5 MHz, 103.7 MHz). Sistem ini dapat memungkinkan pendengar radio mendengar sekitar 100 stasiun radio yang berlainan. Contoh lain dari penggunaan FDM: pada jaringan telepon analog dan jaringan satelit analog. Selain itu ide dasar FDM digunakan dalam teknologi saluran pelanggan digital yang dikenal dengan modem ADSL (Asymetric Digital Subcriber Loop ).

Keuntungan dari FDM adalah: FDM tidak sensitif terhadap perambatan /perkembangan keterlambatan. Tehnik persamaan saluran (channel equalization) yang diperlukan untuk sistem FDM tidak sekompleks seperti yang digunakan pada sistem TDM. Masalah kebisingan unutk komunikasi analog memeiliki efek yang lebih sedikit. Frekuensi sinyal dipisah sehingga tidak terjasi overlap (guard bands).

Kerugian dari FDM adalah: Adanya kebutuhan untuk memfilter bandpass, yang harganya relatif mahal dan rumit untuk dibangun (penggunaan filter tersebut biasanya digunakan dalam transmitter dan receiver). Penguat tenaga (power amplifier) di transmitter yang digunakan memiliki karakteristik nonlinear (penguat linear lebih komplek untuk dibuat), dan amplifikasi nonlinear mengarah kepada pembuatan komponen spektral out-of-band yang dapat mengganggu saluran FDM yang lain. Dalam sistem FDM, setiap pengguna membutuhkan frekuensi pembawa yang tepat.

4. TDM (Time Division Multiplexing) merupakan sebuah proses pentransmisian beberapa sinyal informasi yang hanya melalui satu kanal transmisi dengan masing-masing sinyal ditransmisikan pada periode waktu tertentu.Prinsip TDM Menerapkan prinsip penggiliran waktu pemakaian saluran transmisi dengan mengalokasikan satu slot waktu (time slot) bagi setiap pemakai saluran (user). TDM biasanya digunakan untuk komunikasi point to point. Pada TDM, penambahan peralatan pengiriman data lebih mudahdilakukan. TDM lebih efisien daripada FDM.

OFDM(Orthagonal Frequency Division Multiplexing)

FDM (Frequency Division Multiplexing)Prinsip dari FDM adalah 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.

VII. AnalisaPada percobaan yang dilakukan kali ini menggunakan software MATLAB 2008 maka hasil output yang dihasilkan sudah sesuai dengan teori(literature).Bila melihat hasil sinyal output dari balance modulator, merupakan hasil dari perkalian dari sinyal informasi dengan sinyal pembawanya. Berikut adalah persamaannya

Penggunaan matlab ini berbeda dengan kit praktikum, Pada kit praktikum setelah keluar dari balance modulator kemudian difilter menggunakan BPF kemudian masuk ke Combine Circuit. Sedangkan pada simulasi matlab, program yang dibuat tidak melalui BPF melainkan langsung di gabungkan (dijumlahkan)

VIII. Kesimpulan1. Cara kerja dari modem FDM ini adalah pada bagian modulator FDM terdapat tiga buah balance modulator, tiga buah BPF, dan combine circuit. Dimana pada bagian balance modulator terjadi proses pengalian sinyal antara sinyal informasi dengan sinyal carriernya, yang kemudian masuk ke BPF sehingga menghasilkan satu buah side band dari tiap BPF. Kemudian output dari ketiga BPF digabungkan oleh combine circuit menjadi satu gabungan sinyal. 2. Pada bagian demodulator FDM terdapat satu buah BPF, tiga buah balance modulator, dan tiga buah LPF. Setelah sinyal ditangkap oleh BPF, kemudian sinyal tersebut dikalikan kembali dengan sinyal carrier oleh balance modulator, sehingga sinyal carriernya saling menghilangkan. Sinyal output dari BM kemudian masuk ke LPF, pada LPF hanya melewatkan bagian LSBnya saja.3. Sinyal input dan output yang didapatkan pada paktikum melalui simulasi matlab.

IX.Daftar PustakaModul Sistem Transmisi Telekomunikasi.2010.Bandung:Institut Teknologi Nasional Bandung