Bab IV

Teknik Multiplexing Analog dan Digital

4.1. Pendahuluan

Agar penggunaan saluran telekomunikasi menjadi lebih efisien digunakan teknik

multiplexing. Dengan multiplexing memungkinkan beberapa kanal informasi berbagi dalam satu

kanal transmisi kapasitas besar. Dua bentuk yang sering digunakan adalah yaitu FDM frequency

Division Multiplexing dan TDM Time Division Multiplexing.TDM dilihat dari sifatnya ada

menjadi Statistical Time Division Multiplexing (STDM) Aplikasi multiplexing umumnya pada

komunikasi jarak jauh atau long haul dengan media transmisi yang digunakan disesuaikan

dengan kapasitas yang akan dibawa dan jarak jangkau antara transmitter dan receiver.

4.2. Teknik multiplexing berbasis frekuensi FDM

Multiplexing merupakan mekanisme untuk menggunakan kanal bersama atau circuit

dengan dua atau lebih peralatan. Multiplexing meminimalkan jumlah saluran transmisi yang

dibutuhkan untuk menghubungkan peralatan komunikasi. Menggunakan kanal bersama

digambarkan seperti pada gambar 4.1.

Gambar 4.1. Multiplexer -demultiplexer

Multiplexing yaitu proses penggabungan beberapa kanal input yang dikirim dengan frekuensi

komposit dengan frekuensi didalamnya yang berbeda-beda dengan waktu yang bersamaa

(gambar 4.2.a) Untuk itu perlu pembagian bandwith dari sebuah jalur data diantara berbagai

macam jenis komunikasi. Pembagian kanal berkaitan dengan spectrum gelombang yaitu range

dari frekuensi dari gelombang elektromagnetik. Pembagian sebuah jalur kanal komunikasi

menjadi beberapa sub-kanal komunikasi. Seperti pada gamba4.2.b. pada waktu bersamaan akan

dikirim N kanal dengan pembagian kanal berdasarkan frekuensi.

Teknik Tranmisi PNJ 51

(a) (b)

Gambar 4.2. (a) konsep FDM (b) Pembentukan FDM

FDM frequency Division Multiplexing adalah gabungan dari beberapa kanal input

menjadi sebuah kanal output berdasarkan frekuensi. Dalam penggabungan ada yang tidak

menggunakan guardband (penjagaan antar kanal) dan yang menggunakan guardbands secara

teknis total bandwith dari keseluruhan kanal dibagi menjadi sub-sub kanal oleh frekuensi

FDM adalah teknik transmisi analog broadband. Setiap sinyal data dimodulasikan kedalam satu

karier dengan frekuensi yang berbeda dan semua sinyal berjalan secara simultan melalui kanal

bersama.

Sejumlah kanal N (gambar 4.3) di umpankan kedalam multiplexer. Multiplexer

memodulasi setiap kanal kedalam frekuensi yang berbeda . Setiap sinyal yang dimodulasi

membutuhkan bandwidth tertentu. Titik tengah dari frekuensi merupakan frekuensi carrier dan

dijadikan dasar dari kanal. Sinyal yang telah dimodulasi akan dijumlahkan untuk menghasilkan

sinyal yang berlawanan.

Gambar 4.3. Multiplexer N kanal

Teknik Tranmisi PNJ 52

Sinyal komposit ditransmisikan melalui medium analog. Sinyal input dapat berupa sinyal

analog maupun digital. Sinyal digital harus dilalukan dalam modem . Untuk mencegah

interferensi, kanal kanal dipisahkan dengan adanya penjagaan kanal (guardband) pada bagian

spectrum yang tidak digunakan, seperti ditunjukan pada gambar 4.4.

Gambar 4.4. Multiplexing dengan adanya guardband

Demultiplexing

Demultiplexing ada dibagian penerima. Pada ujung penerima, sinyal komposit

dilewatkan melalui sejumlah N BPF (gambar 4.5). Setiap filter dipusatkan pada bandwidth

masing-masing kanal dengan frekuensi carrier seperti yang dikirim. Setiap komponen

selanjutnya didemodulasi untuk mendapatkan sinyal aslinya.

Gambar 4.5. Demultiplexing N kanal

Contoh : transmisi sinyal 3 kanal voice

Teknik Tranmisi PNJ 53

Besar bandwidth setiap kanal voice ditentukan sebesar 4 KHz dengan spectrum efektif mulai dari

300 -3400 Hz

Jika sinyal menggunakan modulasi AM dengan frekuensi carrier 64 KHz, spectrum

gelombang termodulasi mempunyai bandwidth 8 KHz dimulai dari 60 sampai 68 KHz.

Untuk membuat efisiensi penggunaan bandwidth, maka yang digunakan hanya satu side band

yaitu lower side band. Jika tiga kanal voice dimodulasi dengan frekuensi carrier 64, 68 dan

72 KHz, maka spektrumnya dimulai dari 60 KHz sampai dengan 72 KHz seperti tampak

pada gambar …

Permasalahan pada FDM

Teknik Tranmisi PNJ 54

– Crosstalk, terjadi overlap dari komponen sinyal yang bersebelahan atau adanya noise

intermodulasi

Pada link yang panjang, efek nonlinear dari amplifier dimana sinya dari satu kanal dapat

menghasilkan komponen frekuensi pada kanal yang lain

4.3. Hirarki FDM

Sistem Pembawa (carrier) analog

System pembawa jarak jauh dirancang untuk mentransmit sinyal sinyal band suara

dengan kapasitas transmisi yang tinggi melalui link transmisi seperti menggunakan kabel

koaksial dan system microwave. Di Amerika Utara AT&T merancang hirarki skema FDM yang

memuat system transmisi dari berbagai kapasitas yang diadopsi dari ITU-T.

Level pertama hirarki adalah group yang berisi 12 kanal voice dengan bandwidth 48 KHz

dimulai dari 60 sampai dengan 108 KHz. Dengan pola pembentukan group yang sama, akan

digabung 5 group dengan jumlah saluran menjadi 60 kanal dan besar bandwidth 240 KHz. Setiap

group akan diberikan frekuensi carrier yang berbeda, misalkan gropu satu pada 312 KHz, maka

group kedua frekuensi carriernya 360 KHz dst, sehingga terbentuk supergroup dengan spectrum

mulai dari 312 -552 KHz.

Pembentukan Mastergroup versi ITU-T adalah penggabungan 5 supergroup dimana

setiap supergroup akan dimodulasi dengan besar spectrum dimulai dari 812 KHz sampai 2044

KHZ. Antar supergroup diberikan guardband sebesar 8 KHz (812 +240x5+8x4=2044KHz).

Mastergroup menurut standard AT&T dimulai dari 564 sampai 3084 KHz, terdiri dari 10

supergroup, dengan masing-masing supergroup dimulai dari 312 -552 KHz.

Jumlah

kanal suara

Lebar Pita Spektrum AT&T ITU-T

12 48 KHz 60-108 KHz Group Group

60 240 KHz 312-552 KHz Super group Supergroup

300 1.323 MHz 812-2044 KHz Mastergroup

600 2.52 MHz 564- 3084 KHz Master group Mastergroup

900 3.872 MHz 8.516 – 12.388 KHz Supermaster group

Teknik Tranmisi PNJ 55

Nx600 Mastergroup

multiplies

3.600 16.984 MHz 8.516-12.388 KHz Jumbogroup

10.000 57.442 MHz Jumbogroup

multiplexer

4.4. Teknik Multiplexing berbasis waktu TDM

Prinsip kerjanya berkebalikan dengan FDM, Pembagian kanal-kanal menjadi sebuah keseluruhan

output berdasarkan waktu. Mempunyai Time Slot

TDM adalah teknik baseband dari rangkaian individual yang diidentifikasi dengan oleh posisi

dari stream. Input analog di digitalisasi menggunakan PCM dan informasi didigitalisasi

disisipkan kedalam timing yang tetap yang disebut time slot

Teknik Tranmisi PNJ 56

Cara Kerja

Bit-Interleaved Multiplexing

Byte-Interleaved Multiplexing

Bit-Interleaved Multiplexing

Masukan bit tunggal dari port I/O merupakan keseluruhan output pada semua kanal

Ada Time Slice

Mebutuhkan sedikit buffer pada terminal

Byte-Interleaved Multiplexing

Model pengirimannya berdasar byte (words)

Besarnya keseluruhan bandwith total dalam pengiriman bisa berlebih

STDM (Statistical TDM)

TDM yang bekerja seperti FDM

Mengurangi/menghapus alokasi “idle time” pada terminal yang tak aktif

Menghapus/mengurangi blok-blok kosong dalam blok-blok pesan campuran

Teknik Tranmisi PNJ 57

4.5. Pembentukan PCM dan hirarkinya

Bentuk lain dari modulasi pulsa

• Pulse-duration modulation (PDM), yang juga didasarkan pada pulse-width modulation

• Pulse-position modulation (PPM)

Pulse-Code Modulation (PCM)

Pada PCM, sinyal pesan digambarkan dengan sederetan pulsa-pulsa kode, dimana pulsa

tersebut dipenuhi dengan sinyal yang menggambarkan dalam bentuk diskret dalam ordo waktu

Teknik Tranmisi PNJ 58

dan amplitude. Bentuk operasi dibentuk pada transmitter system PCM adalah sampling,

quantizing dan coding.

Regeneration

Basic function of a regenerative repeater

1. Equalization

2. Timing

3. Decision making

T1 System

Frekuensi sampling 8 KHz yang merupakan rate sampling pada teleponi. Frame dari

multiplexing memenuhi periode 125 μs. setiap frame berisi 24 kanal dengan jumlah bit (24

kanalx 8bits per kanal)+1 = 193 bit. Durasi setiap bit adalah 0,647μs. transmission rate 1.544

Mb/s. setiap 7 frame, bit yang terakhir dari kanal voice digantikan dengan bit signaling. Pola

pemotongan mendekati pola μ-law (15 segment linear ) yang digambarkan sebagai 255 level

yaitu 31+(14x16)

Teknik Tranmisi PNJ 59

Digital Multiplexers

Hirarki digital pola Amerika Utara

Level Klasifikasi Jumlah kanal Kapasitas

DS0 1 kanal 64 kb/s

1 DS1 24 kanal DS0 1.544 Mb/s

2 DS2 4 DS1 6.312 Mb/s

3 DS3 7 DS2 44.736 Mb/s

4 DS4 6 DS3 274.176 Mb/s.

5 DS5 2DS2 560.160 Mb/s.

Keuntungan dan pembatasan dari PCM

Keuntungan:

1. kanal tahan terhadap noise dan interferensi

2. efisiensi dari regenerasi sinyal kode sepanjang jalur transmisi

Teknik Tranmisi PNJ 60

3. efisiensi pertukaran dari peningkatan bandwidth kanal ntuk memperbaiki S/N agar

memenuhi hokum ekponsial.

4. Format yang seragam (uniform) dari transmisi untuk sinyal baseband yang berbeda

macam, hal ini membuat system dapat saling berintergrasi dengan bentuk lain dari data

digital pada jaringan bersama

5. Sumber berita dapat dengan mudah diturunkan atau disisipkan dibandingkan

6. Komunikasi lebih aman karena menggunakan enskripsi.

Kerugian:

1. Kompleksitas system meningkat

2. Bandwith kanal meningkat

4.6. Asymmetric Digital Subscriber Line ADSL

ADSL atau Asymmetric Digital Subscriber Line adalah salah satu bentuk dari teknologi

DSL. Ciri khas ADSL adalah sifatnya yang asimetrik, yaitu bahwa data ditransferkan dalam

kecepatan yang berbeda dari satu sisi ke sisi yang lain.

Untuk mengakses internet dulu terkenal dengan system yang disebut dial up. Sistem ini

menggunakan sambungan kabel telepon sebagai jaringan penghubung dengan Internet Service

Provider (ISP). Dalam penggunaannya, dial-up memiliki beberapa kekurangan. seperti

rendahnya kecepatan dalam mengakses internet, terlebih di jam-jam tertentu yang merupakan

waktu sibuk atau office hour. Selain itu, karena menggunakan sambungan telepon, maka telepon

tidak bisa digunakan bila sedang melakukan koneksi internet. Penggunaan sambungan telepon

juga memungkinkan tingginya tingkat gangguan atau noise bila sedang menggunakan internet.

Kekurangan lainnya adalah sistem penghitungan dial-up yang masih berdasarkan waktu dan

masih dirasakan sangat mahal.

Teknik Tranmisi PNJ 61