Makalah Teknologi Multiple Akses

INSTITUTE SAINS DAN TEKNOLOGI NASIONAL

TEKNOLOGI MULTIPLE AKSES

TUGAS PERBAIKAN SISTEM KOMUNIKASI BERGERAK

Oki Angga Pratama 10 223 845

2013

Institute Sains dan Teknologi Nasional

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Masalah

Saat ini kebutuhan akan teknologi, baik itu teknologi informasi maupun telekomunikasi sangat tinggi dari mulai golongan menengah kebawah dan golongan menengah ke atas. Perkembangan teknologi yang saat ini sangat cepat adalah teknologi telekomunikasi, yang menghadirkan beragam pilihan bentuk teknologi dan kecanggihannya. Saat ini terjadi persaingan yang ketat antara

2

teknologi

komunikasi

yaitu

Komunikasi

Bergerak

( Mobile

Communication) dan FWA ( Fixed Wireless Access). Adapun perkembangan teknologi komunikasi terutama teknologi selular sudah di mulai sejak pertengahan tahun 90 an dengan mengusung teknologi 1G (Generasi Pertama ) dengan menggunakan teknologi AMPS (Advance Mobile Phone Sistem). Dimana teknologi AMPS ini pertama kali dipergunakan oleh pihak militer di Amerika Serikat. Dalam kurun waktu 10 tahun sejak lahirnya AMPS sudah terjadi perkembangan yang sangat pesat dengan berbagai penemuan atau inovasi teknologi komunikasi dan

, akhir tahun 90 an muncullah teknologi 2G

(Generasi Kedua). perbedaan utama dari teknologi G1 dan G2 adalah G1 masih menggunakan sistem Analog sedangkan G2 sudah menggunakan sistem Digital. Teknologi 2G dapat dibagi ke dalam dua kelompok besar, yaitu TDMA (Time Division Multiple Access) dan CDMA (Code Division Multiple Access). TDMA sendiri berkembang ke dalam beberapa versi, yaitu GSM di Eropa, IDEN di Amerika, PDC di Jepang. Sedangkan CDMA berkembang pesat di AS dan Kanada. Kemampuan mencolok teknologi 2G adalah tidak hanya dapat digunakan untuk telpon,(voice) tetapi juga untuk mengirim SMS (Short Message Service) yaitu mengirim pesan singkat dengan menggunakan text. Dengan adanya kehadiran teknologi generasi kedua, maka muncul lah telnologi selular yg baru yaitu, GSM (Global Sistem for Mobile communications) suatu

Oki Angga Pratama, 10 223 845 Sistem Komunikasi Bergerak

2


sistim komunikasi bergerak 2G. Frekuensi yang dapat digunakan dalam GSM adalah 850MHz, 900MHz, 1800MHz dan 1900MHz. Melihat begitu pesatnya perkembangan telekomunikasi maka, sudah seharusnya untuk kita mengetahui perkembangan tersebut. Sebab tidak dapat di pungkiri lagi kita sangat membutuhkan teknologi komunikasi tersebut dalam kehidupan sehari – hari. Oleh karena itu, didalam makalah ini akan dibahas perkembangan beberapa Teknologi Multiple Akses yang di gunakan pada sistem komunikasi bergerak.

1.2

Tujuan

Tujuan dari penulisan makalah ini diantaranya : 1. Mengenal dan memahami konsep metode akses yang ada pada sistem telekomunikasi. 2. Memahami prinsip kerja dari masing-masing teknologi multiple akses baik TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA ( Frequency Division Multiple Access), dan CDMA (Code Division Multiple Access). 3. Memahami kelebihan dan kekurang dari masing-masing teknologi multiple akses. 4. Mengetahui aplikasi dari masing-masing teknologi multiple akses.


3


BAB II PEMBAHASAN

Teknologi wireless menggunakan frekuensi sebagai media penghubung. Keterbatasan

frekuensi

menyebabkan

lahirnya

sebuah

teknologi

yang

memungkinkan pengguna seluler untuk berbagi frekuensi agar dapat melakukan komunikasi maka teknologi ini disebut Multiple Access Sistem. Sistem tersebut sangat penting, karena dapat mendukung pemakai dengan jumlah banyak dan simultan. Dengan kata lain, pemakai dengan jumlah yang besar saling berbagi ruang pada kanal radio dan sembarang pemakai dapat memperoleh akses ke sembarang kanal (tiap pemakai tidak selalu mendapat kanal yang sama). Kanal yang dimaksud adalah berupa bagian dari sumber radio yang terbatas, yang sementara dialokasikan untuk tujuan tertentu. Metode Multiple Access menjelaskan bagaimana spektrum radio dibagi ke dalam kanalkanal dan bagaimana kanal-kanal tersebut dialokasikan ke banyak pemakai. Akses jamak adalah suatu cara pengaksesan beberapa sumber daya secara bersama-sama oleh lebih dari satu pemakai pada kanal radio. Digunakannya akses jamak karena banyaknya pemakai yang ingin menggunakan kanal radio melalui saluran yang terbatas dipakai bersama-sama baik dalam domain frekuensi, waktu, waktu dan frekuensi secara serempak. Tiga teknik akses jamak yang sering digunakan adalah : 1. Teknik akses jamak pembagian frekuensi ( Frequency Division Multiple Access). 2. Teknik akses jamak pembagian waktu (Time Division Multiple Access). 3. Teknik akses jamak pembagian sandi (Code Division Multiple Access).

Gambar 2.1 Tipe Metode Akses Jamak


4


OPERASI

FDMA

TDMA

CDMA

Pita Teralokasi

12.5 MHz

12.5 MHz

12.5 MHz

Bandwidth Per Kanal

0,03 MHz

0,03 MHz

1,25 MHz

12,5/0,03=416

12,5/0,03=416

12,5/1,25=10

416/7=59

416/7=59

12,5/1,25=10

Kanal Kendali/ Sel

2

2

2

Kanal Dipakai/ Sel

57

57

58

Panggilan per Kanal RF

1

4*

40**

57x1=57

57x4=228

8x40=320

3

3

3

57/3=19

228/3=76

320

1

1

16.8

Jumlah Kanal RF Kanal/ Sel

Kanal Suara/ Sel Sektor/ Sel Panggilan Voice/Sektor Kapasitas dibanding FDMA Note :

* Tergantung jumlah slot ** Tergantung pada jumlah ragam sandi

Tabel 2.1 Perbandingan Operasi Metode Akses Jamak

2.1

FDMA (F r equency Di vision M ul ti ple Accsess ) a. Pengertian

FDMA ( Frequency Division Multiple Access) melakukan pembagian spektrum gelombang dalam beberapa kanal frekuensi. Setiap panggilan hubungan akan memperoleh kanal tersendiri. Metode FDMA paling tidak efisien dan umumnya digunakan pada jaringan analog seperti AMPS. FDMA merupakan suatu teknik pengaksesan yang menggunakan frekuensi sebagai media perantaranya. Sistem ini digunakan BTS pada saat memancar/transmit dengan

menggunakan

frekuensi

down

link

dan

pada

saat

BTS

menerima/receive dengan menggunakan frekuensi uplink. Penggunaan frekuensi downlink dan uplink diatur sedemikian rupa sehingga tidak saling menggangu frekuensi yang lainnya. Jika frekuensi ini tidak tepat pengaturannya maka antara satu BTS dengan BTS yang lain frekuensinya akan saling menganggu (interference) yang akan berakibat dengan kualitas suara yang kurang baik, drop call (komuniksai tiba-tiba putus), sulit melakukan panggilan atau tidak bias melakukan panggilan sama sekali.


5


Untuk memahami FDMA, bisa dianalogikan tentang station radio mengirimkan sinyalnya pada frekuensi yang berbeda pada kanal yang tersedia kepada tiap-tiap pengguna ponsel. FDMA digunakan sebagian besar untuk transmisi analog. Saat untuk membawa informasi digital, FDMA sudah tidak efesien lagi. Dalam FDMA frekuensi dibagi menjadi beberapa kanal frekuensi yang lebih sempit. Tiap pengguna akan mendapatkan kanal frekuensi

yang

berbeda

untuk

berkomunikasi

secara

bersamaan.

Pengalokasian frekuensi pada FDMA bersipat eksklusif karena kanal frekuensi yang telah digunakan oleh seorang pengguna tidak dapat digunakan oleh pengguna yang lain. Antar kanal dipisahkan dengan bidang frkuensi yang lebih sempit lagi ( guard band ) untuk menghindari interferensi antar kanal yang berdekatan (adjacent channel ) agar menempati alokasi frekuensi yang diberikan. FDMA membagi bandwidth menjadi 124 buah frekuensi pembawa (carrier frequency) yang masing-masing menjadi daerah fekuensi daerah selebar 200 kHz. Satu atau lebih frekuensi pembawa dialamatkan pada masing-masing BTS ( Base Transceiver Station) yang tersedia. Dalam sistem yang menggunakan frekuensi division multiple access ini frekuensi yang digunakan adalah berbeda-beda dengan sistem time division multiple access pada sistem tersebut frekuensi sinyal yang digunakan adalah sama untuk menghindari adanya interfrensi pada saat pentransmisian sinyal maka sistem ini mentransmisikan sinyal dengan pengaturan waktu yang berbeda-beda namun frekuensi yang digunakan adalah sama. b. Kelebihan dan Kekurangan

Beberapa kelemahan dari sistem frekuensi multiple access adalah : Pada saat pentransmisian sinyal jika antara BTS terdapat kanal yang sama maka akan terjadi interfrensi yang menyebabkan kerusakan sinyal, Sulitnya melakukan panggilan. Dengan kata lain sistem ini dapat terjadi interfrensi dari sesama BTS yang berdekatan.


6


Daya tahan terhadap gangguan baik noise maupun jarak tempuh lebih lemah dari pada komunikasi yang telah menggunakan sistem digital. Dalam komunikasi ini juga harus memperhatikan beberapa hal seperti: line of sight dan topologi bumi sehingga sinyal dapat berjalan baik ke receiver . Fleksibilitas rendah: kalau ada rekonfigurasi kapasitas (sama dengan lebar pita) modifikasi diperlukan di TRX (untuk saluran tersebut, untuk saluran bertetangga, filter dan peralatan lain mungkin perlu diubah). Kapasitas berkurang drastic sejalan dengan penambahan jumlah carrier akibat noise intermodulasi dan back-off . Perlunya pemerataan daya tiap saluran di TXR untuk menghindari capture effect (harus real time mengantisipasi pelemahan akibat hujan, awan tebal, dsb) Keunggulan : Sistem keseluruhan sederhana: pengoperasian mudah, peralatan murah dan terbukti handal. Dimensioning stasiun bumi kecil Mengurangi informasi bit rate dan efisien menggunakan kode digital yang dapat memperkecil kapasitas kapasitas. Transmisi berjalan, sistem melakukan secara kontinyu (jadi apabila terjadi kesalahan di tengah proses tidak mengulang dari awal) dan mengurangi jumlah bit yang di butuh kan.

2.2

TDMA (Ti me Division M ul tiple Access ) a. Pengertian

Merupakan transmisi teknologi digital yang memungkinkan sejumlah user untuk mengakses sebuah channel frekuensi radio tanpa interfer ensi dengan cara mengalokasikan slot waktu yang unik bagi tiap user dalam setiap channel. Pada metode akses jamak pembagian waktu atau Time Division Multiple Access


7


(TDMA), tiap pemakai akan menggunakan seluruh spektrum frekuensi tertentu yang disediakan dalam waktu yang singkat yang disebut slot waktu (time slot). Tiap pengguna mendapatkan sebuah slot waktu yang berulang secara periodik dan hanya diijinkan mengirimkan informasi pada slot waktu tersebut. Antar slot waktu diberi jeda waktu untuk menghindari interferensi antar pengguna. Jika slot waktu dalam frekuensi yang diberikan sedang digunakan semua, maka pengguna berikutnya harus diberikan slot waktu dengan frekuensi yang berbeda.

Cara kerja sistem TDMA TDMA bergantung pada sinyal audio yang telah didigitalisasi yang kemudian dibagi menjadi sejumlah paket berukuran milidetik. TDMA mengalokasikan sebuah channel frekuensi untuk waktu yang singkat dan kemudian dipindahkan ke channel lain. Sampel digital dari sebuah transmitter menempati slot waktu yang berbeda dalam beberapa band dalam waktu yang sama.

Gambar 2.2 Time Division Multiple Access

Teknik akses yang digunakan dalam TDMA adalah dengan membagi carrier pembawa frekuensi 30kHz untuk 3 user. TDMA juga merupakan teknik akses yang dipakai dalam GSM (standar digital Eropa) dan PDC (standar digital Jepang). Alasan pemilihan TDMA pada standar-standar tersebut adalah karena TDMA memungkinkan beberapa layanan penting untuk sistem operasi dalam sebuah ponsel atau PCS.


8


Untuk mengilustrasikan proses dalam TDMA, perhatikan gambar berikut dimana empat percakapan berbeda terjadi secara bersamaan

Gambar 2.3 Cara kerja Time Division Multiple Access

Pada TDMA beberapa pemakai dapat menggunakan kanal frekuensi yang sama, tetapi setiap kanal hanya dapat digunakan untuk waktu yang sanga singkat. Setiap pemakai diberikan slot waktu dan hanya dapat mengirimkan informasi pada waktu yang telah ditentukan. Analoginya seperti sebuah ruangan yang sebelumnya telah dibagi menjadi beberapa ruang yang lebih kecil dan selanjutnya setiap ruang kecil tersebut digunkan oleh beberapa pasang pemakai untuk melakukan komunikasi. Tetapi untuk menghindari interferensi, pada satu waktu hanya dua orang saja yang dapat menggunakan ruang kecil tersebut. Setiap pasang diberi slot waktu sehingga jika waktunya habis harus segera meninggalkan ruangan dan bergantian dengan pasangan yang lain. Jadi pada TDMA, beberapa pasang pemakai dapat secara bergantian menggunakan ruang yang sama. Dengan cara tersebut, TDMA mampu menampung lebih banyak orang dibandingkan FDMA. b. Kelebihan dan kekurangan

Keunggulan TDMA: 

Meningkatkan efisiensi transmisi.



Dapat dengan mudah diadaptasi pada transmisi data sebagaimana pada transmisi suara.


9




User tidak akan mengalami interferensi selama transmisi.



Memperpanjang masa pakai baterai dan talktime.



Menghemat biaya peralatan, ruang dan pemeliharaan.



Teknologi paling cost-effective untuk mengupgrade sistem analog yang ada ke digital.



Layanannya compatible untuk ponsel dual-mode.

Kekurangan TDMA

2.3



Pemborosan bandwidth.



User telah memiliki slot waktu yang telah ditentukan sebelumnya.



Multipath distortion.

CDMA (Code Di vision M ul ti ple Access ) a. Pengertian

CDMA merupakan singkatan dari Code Division Multiple Access yaitu teknik akses jamak (multiple access) yang memisahkan percakapan dalam domain kode. CDMA merupakan teknologi digital tanpa kabel yang pertama kali dibuat oleh perusahaan Amerika. Teknologi CDMA dikembangkan pertama kali oleh militer di awal tahun 1960. CDMA merupakan penggunaan dari berbagai spektrum frekuensi yang sama tanpa ada permbicaraan ganda. Dalam bentuk pemultipleksan (bukan sebuah skema pemodulasian) dan sebuah metode akses secara bersama yang membagi kanal tidak berdasarkan waktu (seperti pada TDMA) atau frekuensi (seperti pada FDMA), namun dengan cara mengkodekan data dengan sebuah kode khusus yang diasosiasikan dengan tiap kanal yang ada dan menggunakan sifat-sifat interferensi konstruktif dari kode-kode khusus itu untuk melakukan pemultipleksan. Hal ini menyebabkan CDMA lebih tahan terhadap interferensi dan noise. Untuk menandai pemakai yang memakai spektrum frekuensi yang sama, CDMA menggunakan kode yang unik yaitu PRCS ( Pseudo Random Code Sequence). Berbeda dengan FDMA ( Frequency Division Multiple Access) dan TDMA (Time Division Multiple Access), maka CDMA menggunakan


10


waktu dan frekuensi yang

sama dalam akses masing-masing pemakai.

Penggunaan frekuensi dan waktu yang sama menyebabkan CDMA kritis terhadap interferensi. Semakin besar interferensi yang terjadi maka kapasitas CDMA semakin kecil. CDMA membawa manfaat yang besar dan berada di atas teknologi serupa yang lain untuk saat ini. CDMA menawarkan kapasitas jaringan yang terbesar untuk melayani lebih banyak pelanggan dengan biaya infrastruktur yang sama.

Cara kerja sistem CDMA CDMA menawarkan kecepatan transmisi data paling tinggi diantara yang lain. Setiap pemakai diberi dengan bilangan biner yang dinamakan DCS ( Direct Code Sequence) ketika terjadi panggilan. DCS adalah signal yang dibangkitkan oleh linier modulation dengan wideband PN ( Pseudorandom Noise), sehingga Direct Code Sequence CDMA menggunakan lebar sinyal daripada FDMA maupun TDMA. Wideband signal berfungsi untuk mengurangi interferensi. Seluruh pengguna ada bersama-sama dalam jarak spektrum frekuensi radio. Kode-kode dibagi pada MS ( Mobile Station) dan BS ( Base Station) yang disebut Pseudorandom Code Sequence (PCS). Masing-masing

kode

pemakai

secara

berlapis

dan

berkelanjutan

ditransmisikan ke seluruh carrier. Unik dari CDMA adalah jumlah panggilan telepon yang dapat ditangkap oleh carrier tentunya terbatas dan jumlahnya tidak pasti. Kanal trafik dibuat dengan penentuan masing-masing pengguna kode dengan carrier. Teknik CDMA pada awalnya disebut dengan CDMA One yang merupakan teknologi generasi kedua (2G). Versi revisinya IS-95 yang menjadi basis sistem komersial CDMA 2G seluruh dunia. Dengan kecepatan koneksi 14,4 kbps. Kemudian CDMA merevisi stándar menjadi IS95B. sistem CDMA 2,5 G ini menawarkan kecepatan 64 kbps. Ada 2 jenis teknik yang digunakan dalam sistem spektrum tersebar yakni : F r equency H oppin g : gelombang radio FHSS akan memancar dan melompat

/ hopping pada frekuensi tertentu berdasarkan sebuah algoritma tertentu, yang dapat random atau direncanakan.


11


Pada spektrum tersebar lompatan frekuensi ( frequency hopping spread spectrum, FHSS), frekuensi pembawa yang memodulasi isyarat informasi tidaklah konstan melainkan berubah secara periodis. Selama interval waktu tertentu frekuensi pembawanya tetap, tetapi setelah itu pembawa melompat ke frekuensi lain (atau mungkin juga ke frekuensi yang sama). Pola lompatan atau perpindahan frekuensi pembawa ini ditentukan oleh runtun PN. Sebuah set frekuensi yang dapat digunakan pembawa disebut set lompatan (hop set ).

Gambar 2.4 Diagram blok frequency hopping

Isyarat data termodulasi bidang-dasar. Dengan menggunakan penyintesa frekuensi cepat ( fast frequency synthesizer ) yang dikendalikan runtun PN, frekuensi pembawa dikonversinaik ke frekuensi transmisi.Proses sebaliknya terjadi di penerima. Dengan menggunakan runtun PN lokal,isyarat diterima dikonversi turun ke bidang-dasar. Data dipulihkan setelah demodulasi bidangdasar.

Rangkaian

sinkronisasi

menjamin

bahwa

lompatan

frekuensi

yangdilakukan pembawa lokal sinkron dengan di pengirim sehingga pengawa-sebaran yang benar dapat dilakukan. Sistem lompatan frekuensi dibagi berdasarkan pesat lompatannya Direct Sequence : adalah salah satu dari pendekatan modulasi spread

spectrum untuk pengiriman data digital kecepatan tinggi melalui radio.


12


Gambar 2.5 Spectrum pada sistem direct sequence

Dalam sistem Direct Sequence CDMA (DS-CDMA), bandwidth dari sinyal informasi dilebarkan dengan mengalikan sinyal dengan pseudo-random atau dalam sistem spread spectrum (Gambar 2.1) dikenal dengan sebutan pseudonoise (PN), yang memiliki bandwidth jauh lebih lebar dari pada sinyal informasi. Dalam DS-CDMA, setiap user memiliki PN sequence yang dibangkitkan secara unik dan orthogonal atau bisa dikatakan memilki crosscorelation yang tepat, sehingga penerima dapat membedakan setiap sinyal dari user yang berbeda. Dengan begitu, berbagai user dapat memancarkan secara serentak dengan menggunakan bandwidth yang sama . Saat melewati kanal radio, terdapat banyak pantulan dan hamburan sinyal yang disebabkan oleh objek yang terdapat pada lingkungan propagasi. Efek dari kanal ini disebut dispersive multipath propagation, dimana efek tersebut dapat menyebabkan hancurnya orthogonalitas diantara kode penebar sehingga nilai cross-corelation antara user meningkat dan mengakibatkan munculnya intersymbol

interference

(ISI)

yang

menyebabkan

menurunnya

performansi sistem. b. Kelebihan dan kekurangan Keunggulan CDMA 

CDMA selain mengacak juga mentransmisikan suara dalam kode-kode sehingga sama sekali tidak bisa disadap.



Dalam layanan CDMA, frekuensi yang dipancarkan seluruhnya ini menjamin pembicaraan tidak terputus.


13




Dapat mengirimkan informasi dengan daya yang kecil sehingga memungkinkan daya baterai yang lebih tahan lama.



Kapasitas pelanggan per BTS CDMA dapat mencapai 6000 (10 kali GSM). Hal ini disebabkan CDMA lebih irit dalam pemakaian frekuensi.



CDMA tarifnya akan jauh berada dibawah GSM karena biaya investasinya sangat murah.

Kekurangan CDMA 

Jika keluar kota harus melapor ke provider terlebih dahulu.



Kemampuan roaming. Handphone GSM jauh lebih variatif dari segi model dan harga. Sedangkan CDMA masih sedikit.



Kecepatan uploadnya lebih lambat dari kecepatan downloadnya.



Cakupan dari CDMA itu sendiri,GSM berapapun pelanggannya pada suatu area tertentu, maka luas cakupannya adalah sama. Sedangkan dalam CDMA luas cakupan dari BTS itu sendiri tergantung dari jumlah pelanggannya


14


BAB III PENUTUP 3.1

Kesimpulan

Kesimpulan yang di peroleh dari penulisan makalah ini yaitu terdapat beberapa teknik multiple akses yang digunakan pada sistem komunikasi bergerak. FDMA merupakan suatu teknik pengaksesan yang menggunakan frekuensi sebagai media perantaranya. Base Tranceiver Station (BTS) mengandung transceiver radio yang menangani sebuah cell dan hubungan dengan mobile station dan jumlahnya lebih banyak. Pada TDMA beberapa pemakai dapat menggunakan kanal frekuensi yang sama, tetapi setiap kanal hanya dapat digunakan untuk waktu yang sangat singkat. Setiap pemakai diberikan slot waktu dan hanya dapat mengirimkan informasi pada waktu yang telah ditentukan. Tidak seperti FDMA dan TDMA, pada sistem CDMA user menggunakan code yang unik dalam mengakses kanal yang terdapat dalam sistem. CDMA selain mengacak juga mentransmisikan suara dalam kode-kode sehingga sama sekali tidak bisa disadap. CDMA memiliki keunggulan anti jamming (penyadapan) karena kode-kode yang di transmisikan sangat sulit dilacak karena bersifat acak.

3.2

Referensi

[1] Renno, Reymond, Jaringan Telekomunikasi. Pusat Pengembangan Bahan Ajar-UM. Universitas Mercu Buana. [2] http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/543/jbptunikompp-gdl-dedenugrah27130-6-babii.pdf [3] http://www.elektro.undip.ac.id/sukiswo/?download=TTS_04_Teknik%20M ultiple%20Access.pdf


15

Makalah Teknologi Multiple Akses

Recommend Documents