Teknik Multiplexing

    O     R     T     K     E     L     E     K     I     N     K     E     T     N     A     S     U     R     U     J

    A     T     A     D     I     S     A     K     I     N     U     M     O     K

   1    1    0    2

MAKALAH TEKNIK MULTIPLEXING Muhammad Heikal Hamdani 2210100058 Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember

KATA PENGANTAR

Rasa syukur yang dalam ke hadiran Tuhan Yang Maha Pemurah, karena berkat kemurahanNya makalah ini dapat diselesaikan sesuai dengan yang diharapkan. Makalah ini disusun dengan suatu harapan agar dapat memberi pengatahuan lebih kepada masyarakat luas mengenai teknik multiplexing disamping pelaksanaan kewajiban terhadap tugas mata kuliah komunikasi data. Makalah ini terdiri dari beberapa informasi mengenai teknik-teknik multiplexing dalam kehidupan seharihari. Makalah ini masihlah jauh dari sempurna oleh sebab itu berbagai saran dan kritik  demi penyempurnaan sangat diharapkan. Terima kasih kepada berbagai pihak  yang telah membantu penyusunan makalah ini. Semoga makalah ini dapat berguna dikemudian hari dan menambah pengetahuan masyarakat banyak, khususnya kalangan sesama mahasiswa. Amin.

Surabaya, 5 Mei 2011

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR............................................................................................... DAFTAR ISI.............................................................................................................. BAB I

PENDAHULUAN.................................................................................

BAB II

PEMBAHASAN................................................................................... 2.1 Pengertian Multipleksing 2.2 Teknik Multipleksing (Time Division Multiplexing (TDM)) 2.3 Teknik Multipleksing (Frequency Division Multiplexing (FDM)) 2.4 Teknik Multipleksing (Code Division Multiplexing (CDM))

BAB III

KESIMPULAN.....................................................................................

DAFTAR PUSTAKA................................................................................................

BAB I

PENDAHULUAN

Dalam elektronik, telekomunikasi, dan jaringan komputer, multipleksing adalah istilah yang digunakan untuk menunjuk ke sebuah proses di mana beberapa sinyal pesan analog atau aliran data digital digabungkan menjadi satu sinyal. Tujuannya adalah untuk berbagi sumber daya yang mahal. Contohnya, dalam elektronik, multipleksing mengijinkan beberapa sinyal analog untuk diproses oleh satu analog-to-digital converter (ADC), dan dalam telekomunikasi, beberapa panggilan telepon dapat disalurkan menggunakan satu kabel. Dalam komunikasi, sinyal yang telah dimultipleks disalurkan ke sebuah saluran komunikasi, yang mungkn juga merupakan medium transmisi fisik. Multipleksing membagi kapasitas saluran komunikasi tingkat-rendah menjadi beberapa saluran logik tingkat-tinggi, masing-masing satu untuk setiap sinyal pesan atau aliran data yang

ingin

disalurkan.

Sebuah

proses

kebalikannya,

dikenal

dengan

demultipleksing, dapat mengubah data asli di sisi penerima. Sebuah alat yang melakukan multipleksing disebut multiplekser ( MUX) dan alat yang melakukan proses yang berlawanan disebut demultiplekser, (DEMUX). Bentuk paling dasar dari multipleksing adalah time-division multipleksing (TDM) dan frequencydivision multiplexing (FDM). Dalam komunikasi optik, FDM sering disebut sebagai wavelength-division multiplexing (WDM).

BAB II

PEMBAHASAN

Multiplexing adalah suatu teknik mengirimkan lebih dari satu (banyak) informasi melalui satu saluran. Istilah ini adalah istilah dalam dunia telekomunikasi. Tujuan utamanya adalah untuk menghemat jumlah saluran fisik misalnya kabel, pemancar & penerima (transceiver), atau kabel optik. Multiplexing merupakan Teknik menggabungkan beberapa sinyal untuk  dikirimkan secara bersamaan pada suatu kanal transmisi. Dimana perangkat yang melakukan Multiplexing disebut Multiplexer atau disebut juga dengan istilah Transceiver / Mux. Dan untuk di sisi penerima, gabungan sinyal  – sinyal itu akan kembali di pisahkan sesuai dengan tujuan masing  –  masing. Proses ini disebut dengan Demultiplexing. Contoh aplikasi dari teknik multiplexing ini adalah pada jaringan transmisi jarak    jauh, baik yang menggunakan kabel maupun yang menggunakan media udara (wireless atau radio). Sebagai contoh, satu helai kabel optik Surabaya-Jakarta bisa dipakai untuk menyalurkan ribuan percakapan telepon. Idenya adalah bagaimana menggabungkan ribuan informasi percakapan (voice) yang berasal dari ribuan pelanggan telepon tanpa saling bercampur satu sama lain. Teknik multiplexing ada beberapa cara. Yang pertama, multiplexing dengan cara menata tiap informasi (suara percakapan 1 pelanggan) sedemikian rupa sehingga menempati satu alokasi frekuensi selebar sekitar 4 kHz. Teknik ini dinamakan Frequency Division Multiplexing (FDM). Teknologi ini digunakan di Indonesia hingga tahun 90-an pada jaringan telepon analog dan sistem satelit analog sebelum digantikan dengan teknologi digital. Pada tahun 2000-an ini, ide dasar FDM digunakan dalam teknologi saluran pelanggan digital yang dikenal dengan modem ADSL (asymetric digital subscriber loop). Yang kedua adalah multiplexing dengan cara tiap pelanggan menggunakan saluran secara bergantian. Teknik ini dinamakan Time Division Multiplexing (TDM). Tiap pelanggan diberi jatah waktu (time slot) tertentu

sedemikian rupa sehingga semua informasi percakapan bisa dikirim melalui satu saluran secara bersama-sama tanpa disadari oleh pelanggan bahwa mereka sebenarnya bergantian menggunakan saluran. Kenapa si pelanggan tidak  merasakan pergantian itu? Karena pergantiannya terjadi setiap 125 microsecond; berapapun jumlah pelanggan atau informasi yang ingin di-multiplex, setiap pelanggan akan mendapatkan giliran setiap 125 microsecond, hanya jatah waktunya semakin cepat. Teknik multiplexing yang ketiga adalah Code Division Multiplexing (CDM) yang dirancang untuk menanggulangi kelemahan-kelemahan yang dimiliki oleh teknik  multipleksing sebelumnya, yaitu TDM dan FDM. Berikut adalah beberapa poin tentang multipleksing yang meliputi tujuan, keuntungan, alasan penggunaan,  jenis, dan fungsinya.

A. Tujuan dan Keuntungan Multiplexing Tujuan penggunaan teknik multiplesksing adalah meningkatkan effisiensi penggunaan bandwidth / kapasitas saluran transmisi dengan cara berbagi akses bersama. Keuntungan : 

Komputer host hanya butuh satu port I/O untuk banyak terminal



Hanya satu line transmisi yang dibutuhkan

B. Beberapa alasan penggunan multiplex: 

Menghemat biaya penggunaan saluran komunikasi



Memanfaatkan sumber daya seefisien mungkin



Kapasitas terbatas dari saluran telekomunikasi digunakan semaksimum mungkin



Karakteristik permintaan komunikasi pada umumnya memerlukan penyaluran data dari beberapa terminal ke titik yang sama

C. Secara umum fungsi multiplex adalah sebagai berikut : 

Membantu berbagai koneksi pada sebuah mesin



Memetakan banyak koneksi pada sebuah tingkatan antara sebuah koneksi dengan lainnya

D. Jenis Teknik Multiplexing Teknik Multiplexing yang umum digunakan adalah : a) Time Division Multiplexing (TDM) : - Synchronous TDM - Asynchronous TDM b) Frequency Division Multiplexing (FDM) c) Code Division Multiplexing (CDM) Berikut adalah penjelasan lebih lanjut mengenai TDM (Time Division Multiplexing), FDM (Frequency Division Multiplexing) dan CDM (Code Division Multiplexing). Yang pertama adalah TDM. A. Time Division Multiplexing (TDM)

Secara umum TDM menerapkan prinsip pemnggiliran waktu pemakaian saluran transmisi dengan mengalokasikan satu slot waktu (time slot) bagi setiap pemakai saluran (user). TDM yaitu Terminal atau channel pemakaian bersama-sama kabel yang

cepat dengan setiap channel membutuhkan waktu tertentu secara bergiliran (round-robin time-slicing). Biasanya waktu tersebut cukup digunakan untuk menghantar satu bit (kadang-kadang dipanggil bit interleaving) dari setiap channel secara bergiliran atau cukup untuk menghantar satu karakter

(kadang-kadang dipanggil character interleaving atau byte interleaving). Menggunakan metoda character interleaving, multiplexer akan mengambil satu karakter (jajaran bitnya) dari setiap channel secara bergiliran dan meletakkan pada kabel yang dipakai bersama-sama sehingga sampai ke ujung multiplexer untuk dipisahkan kembali melalui port masing-masing. Menggunakan metoda bit interleaving, multiplexer akan mengambil satu bit dari setiap channel secara bergiliran dan meletakkan pada kabel yang dipakai sehingga sampai ke ujung multiplexer untuk dipisahkan kembali melalui port masing-masing. Jika ada channel yang tidak ada data untuk  dihantar, TDM tetap menggunakan waktu untuk channel yang ada (tidak  ada data yang dihantar), ini merugikan penggunaan kabel secara maksimun. Kelebihanya adalah karena teknik ini tidak memerlukan guardband jadi bandwidth dapat digunakan sepenuhnya dan perlaksanaan teknik ini tidak sekompleks teknik FDM. Pengiriman data menggunakan TDM dilakukan dengan mencampur data berdasarkan waktu sinyal data tsb dikirimkan. TDM digunakan untuk  transmisi sinyal digital. Bit data dari terminal secara bergantian diselipkan diantara bit data dari terminal lain. Pemancar dan penerima harus sinkron supaya masing – masing penerima data yang ditujukan kepadanya. Misalkan 4 buah terminal akan mengirimkan data ke penerima dengan kecepatan 300 bps, dengan teknik TDM, satu saluran komunikasi dapat menyalurkan data dari ke empat terminal tadi sekaligus dengan kecepatan 1200 bps. Akibatnya diperlukan saluran berkualitas tinggi yang dapat mengirimkan data dengan kecepatan tinggi antara multiplexer pengirim dan penerima. Antara pengirim atau penerima dengan multiplexer dapat digunakan saluran berkualitas rendah, sehingga jumlah kecepatan semua saluran tersebut harus lebih rendah atau sama dengan kecepatan saluran antara ke2 multiplexer.

Pada contoh berikut ini saluran antara ke-2 multiplexer digunakan saluran yang memiliki kecepatan 1200 bps, sedangkan saluran dari pengirim ke multiplexer digunakan saluran berkualitas lebih rendah, misalnya masingmasing 300 bps (jumlah ke-4 saluran tersebut 1200 bps). Dengan TDM, urutan data sinyal lebih diperhatikan. TDM hanya digunakan untuk komunikasi dari titik ke titik. Teknik TDM terdiri atas : 

Synchronous TDM

Hubungan antara sisi pengirim dan sisi penerima dalam komunikasi data yang menerapkan teknik Synchronous TDM .

Gambar Synchronous TDM 

Asynchronous TDM

Untuk

mengoptimalkan

penggunaan

saluran

dengan

cara

menghindari adanya slot waktu yang kosong akibat tidak adanya data ( atau tidak aktif-nya pengguna) pada saat sampling setiap input line, maka pada Asynchronous TDM proses sampling hanya dilakukan untuk input line yang aktif saja. Konsekuensi dari hal tersebut adalah perlunya menambahkan informasi kepemilikan data pada setiap slot waktu berupa identitas pengguna atau identitas input line yang bersangkutan. Penambahan informasi pada setiap slot waktu yang dikirim merupakan overhead pada Asynchronous TDM.

Gambar Frame pada Asysnchronous TDM B. Frequency Division Multiplexing (FDM) 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.

Contoh aplikasi FDM ini yang polpuler pada saat ini adalah Jaringan Komunikasi Seluler, seperti GSM ( Global System Mobile) yang dapat menjangkau jarak 100 m s/d 35 km. Tingkatan generasi GSM adalah sebagai berikut. First-generation (Analog cellular systems (450-900 MHz)): 

Frequency shift keying for signaling



FDMA for spectrum sharing



NMT (Europe), AMPS (US)

Second-generation (Digital cellular systems (900, 1800 MHz)): 

TDMA/CDMA for spectrum sharing



Circuit switching



GSM (Europe), IS-136 (US), PDC (Japan)

2.5G (Packet switching extensions): 

Digital: GSM to GPRS



Analog: AMPS to CDPD

3G: 

High speed, data and Internet services



IMT-2000

Gambar Pemakaian Frekwensi pada GSM FDM yaitu pemakaian secara bersama kabel yang mempunyai bandwidth

yang

tinggi

terhadap

beberapa

frekuensi

(setiap

channel

akan

menggunakan frekuensi yang berbeda). Contoh metoda multiplexer ini dapat dilihat pada kabel coaxial TV, dimana beberapa channel TV terdapat beberapa chanel, dan kita hanya perlu tunner (pengatur channel) untuk  gelombang yang dikehendaki. Pada teknik FDM, tidak perlu ada MODEM karena multiplexer juga bertindak sebagai modem (membuat permodulatan terhadap data digital). Kelemahan Modem disatukan dengan multiplexer adalah sulitnya mengupgrade ke komponen yang lebih maju dan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi (seperti teknik permodulatan modem yang begitu cepat meningkat). Kelemahannya adalah jika ada channel (terminal) yang tidak menghantar data, frekuensi yang dikhususkan untuk membawa data pada channel

tersebut tidak tergunakan dan ini merugikandan juga harganya agak mahal dari segi pemakaian (terutama dibandingkan dengan TDM) kerana setiap channel harus disediakan frekuensinya. Kelemahan lain adalah kerana bandwidth jalur atau media yang dipakai bersama-sama tidak dapat digunakan sepenuhnya, kerana sebagian dari frekuensi terpaksa digunakan untuk memisahkan antara frekuensi channelchannel yang ada. Frekuensi pemisah ini dipanggil guardband. System ini menumpuk sinyal pada bidang frekuensi. Data yang dikirim akan dicampur berdasarkan frekuensinya. FDM merupakan sinyal analog yang digunakan sebagai media pengiriman sinyal digital (0&1) dalam system computer. Misalkan diketahui kanal komunikasi suara berupa kabel voice grade mempunyai lebar frekuensi 300  –  3000 Hz. Dengan multiplexing FDM bias menggunakan lebih dari 1 terminal. Untuk keperluan ini digunakan 4 pembawa, misalnya 600, 1200, 1800, 2400 Hz. Ini berarti data dari 4 buah sumber dapat dikirimkan ke tujuan secara bersamaan hanya dengan menggunakan sebuah saluran voice grade. Bilangan biner “1” diwakili oleh sinyal 800, 1400, 2000, 2600 Hz, sedangkan biner “0” diwakili oleh sinyal 400, 1000, 1600, 2200 Hz. Untuk  mencegah interferensi, tiap2 band dipisahkan oleh jalur selebar 200 Hz. Jadi penerima akan memisahkan sinyal yang diterima berdasarkan frekuensinya, lalu disalurkan ke tempat tujuan yang dikehendaki.

Gambar Frequency Division Multiplexing (FDM)

FDM tidak hanya digunakan untuk pengiriman dari titik ke titik, tapi dapat   juga dengan cara multidrop. Dengan cara ini, setiap penerima hanya mengambil sinyal data sesuai dengan frekuensi yang sudah ditentukan dan data yang lain diteruskan ke tujuan yang bersangkutan. Tiap kanal telah diberikan pada terminal tertentu. Jika terminal tersebut tidak mengirimkan data, maka kanal itu tidak berfungsi. C. Code Division Multiplexing (CDM) Code Division Multiplexing (CDM) dirancang untuk menanggulangi

kelemahankelemahan yang dimiliki oleh teknik multiplexing sebelumnya, yakni TDM dan FDM. Contoh aplikasinya pada saat ini adalah jaringan komunikasi seluler CDMA (Flexi). Prinsip kerja dari CDM adalah sebagai berikut: 1. Kepada setiap entitas pengguna diberikan suatu kode unik (dengan panjang 64 bit) yangdisebut chip spreading code. 2. Untuk    pengiriman bit „1‟, digunakan representasi kode (chip spreading code) tersebut. 3. Sedangkan untuk pengiriman bit „0‟, yang digunakan adalah inverse dari kode tersebut. 4. Pada saluran transmisi, kode-kode unik yang dikirim oleh sejumlah pengguna akan ditransmisikan dalam bentuk hasil penjumlahan (sum) dari kode-kode tersebut. 5. Di sisi penerima, sinyal hasil penjumlahan kode-kode tersebut akan dikalikan dengan kode unik dari si pengirim (chip spreading code) untuk diinterpretasikan selanjutnya jika jumlah hasil perkalian mendekati nilai +64 berarti bit „1‟, sedangkan   jika jumlahnya mendekati –64 dinyatakan sebagai bit „0‟. Contoh penerapan CDM untuk 3 pengguna (A,B dan C) menggunakan panjang kode 8 bit (8-chip spreading code) dijelaskan sebagai berikut:

a) Pengalokasian kode unik (8-chip spreading code) bagi ketiga pengguna : 

kode untuk A : 10111001



kode untuk B : 0110111



kode untuk C : 11001101

b) Misalkan pengguna A mengirim bit 1, pengguna B mengirim bit 0 dan pengguna C mengirim bit 1. Maka pada saluran transmisi akan dikirimkan kode berikut : 

A mengirim bit 1 : 10111001 atau + - + + + - - +



B mengirim bit 0 : 10010001 atau + - - + - - - +



C mengirim bit 1 : 11001101 atau + + - - + + - +

hasil penjumlahan (sum) = +3, -1, -1, +1, +1, -1, -3, +3 c) Pasangan dari A akan menginterpretasi kode yang diterima dengan cara : 

Sinyal yang diterima : +3 – 1 – 1 +1 +1 – 1 – 3 +3



Kode milik A : +1 – 1 +1 +1 +1 -1 – 1 +1

Hasil perkalian (product) : +3 +1 – 1 +1 +1 +1 +3 +3 = 12  Nilai +12 akan diinterpretasi sebagai bit „1‟ karena mendekati nilai +8. d) Pasangan dari pengguna B akan melakukan interpretasi sebagai berikut : 

sinyal yang diterima : +3 – 1 – 1 +1 +1 – 1 – 3 +



kode milik B : – 1 +1 +1 – 1 +1 +1 +1 – 1



 jumlah hasil perkalian : – 3 – 1 – 1 – 1 +1 – 1 – 3 – 3 = -12

berarti bit yang diterima adalah bit „0‟, karena mendekati nilai – 8

BAB III

KESIMPULAN

Multiplexing adalah suatu teknik mengirimkan lebih dari satu (banyak) informasi melalui satu saluran. Istilah ini adalah istilah dalam dunia telekomunikasi. Tujuan utamanya adalah untuk menghemat jumlah saluran fisik misalnya kabel, pemancar & penerima (transceiver), atau kabel optik. Teknik Multiplexing yang umum digunakan adalah : a) Time Division Multiplexing (TDM) : 

Synchronous TDM



Asynchronous TDM

b) Frequency Division Multiplexing (FDM) c) Code Division Multiplexing (CDM) TDM yaitu Terminal atau channel pemakaian bersama-sama kabel yang cepat

dengan setiap channel membutuhkan waktu tertentu secara bergiliran (round-robin time-slicing). Biasanya waktu tersebut cukup digunakan untuk menghantar satu bit (kadang-kadang dipanggil bit interleaving) dari setiap channel secara bergiliran atau cukup untuk menghantar satu karakter (kadang-kadang dipanggil character interleaving atau byte interleaving). Menggunakan metoda character interleaving, multiplexer akan mengambil satu karakter (jajaran bitnya) dari setiap channel secara bergiliran dan meletakkan pada kabel yang dipakai bersama-sama sehingga sampai ke ujung multiplexer untuk dipisahkan kembali melalui port masingmasing. Teknik TDM terdiri atas : Synchronous TDM Hubungan antara sisi pengirim dan sisi penerima dalam

komunikasi data yang menerapkan teknik Synchronous TDM dijelaskan secara skematik pada gambar Asynchronous TDM Untuk mengoptimalkan penggunaan saluran dengan cara

menghindari adanya slot waktu yang kosong akibat tidak adanya data ( atau tidak 

aktif-nya pengguna) pada saat

sampling setiap input line, maka pada

Asynchronous TDM proses sampling hanya dilakukan untuk input line yang aktif  saja. Konsekuensi dari hal tersebut adalah perlunya menambahkan informasi kepemilikan data pada setiap slot waktu berupa identitas pengguna atau identitas input line yang bersangkutan. FDM yaitu pemakaian secara bersama kabel yang mempunyai bandwidth yang

tinggi terhadap beberapa frekuensi (setiap channel akan menggunakan frekuensi yang berbeda). Contoh metoda multiplexer ini dapat dilihat pada kabel coaxial TV, dimana beberapa channel TV terdapat beberapa chanel, dan kita hanya perlu tunner (pengatur channel) untuk gelombang yang dikehendaki. Code

Division

Multiplexing

(CDM) dirancang

untuk

menanggulangi

kelemahankelemahan yang dimiliki oleh teknik multiplexing sebelumnya, yakni TDM dan FDM.

DAFTAR PUSTAKA 

www.wikipedia.com



www.google.com



Ariyus Doni & K.R. Andri Rum,

Komunikasi Data,

Andi offset, 2008