Dokumen tersebut membahas tentang multiplexing, yaitu proses menggabungkan beberapa sinyal pesan atau aliran data menjadi satu sinyal untuk menghemat sumber daya transmisi. Dibahas pula beberapa teknik multiplexing seperti FDM yang menggunakan frekuensi, WDM yang menggunakan panjang gelombang cahaya, dan TDM yang menggunakan waktu. Diberikan contoh-contoh penerapan berbagai teknik multiplexing beserta il

1. BAB 7 MULTIPLEXING
Dosen pengampu= Agus Purnomo, S.Si
D3 TI FMIPA UNS
2013

2. PERNGERTIAN
Multipleksing adalah istilah yang digunakan untuk menunjuk ke sebuah proses
di mana beberapa sinyal pesan analog atau aliran data digital digabungkan
menjadi satu sinyal.
Tujuan utamanya adalah untuk menghemat jumlah saluran fisik misalnya
kabel, pemancar & penerima (transceiver), atau kabel optik. 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
Sebuah alat yang melakukan multipleksing disebut Multiplekser (MUX) dan
alat yang melakukan proses yang berlawanan disebut
Demultiplekser, (DEMUX).
Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Multipleksing

3. Gambar 6.1 Pembagian suatu link menjadi kanal-kanal

4. Gambar 6.2 Kategori Multipleks

5. 6.1 FDM (Frequency Division Multiplexing)
Proses Multipleks
Proses Demultipleks
Hierarki Analog
Aplikasi-aplikasi lain FDM
Implementasi

6. Gambar 6.3 FDM
FDM adalah teknik menggabungkan banyak saluran input menjadi sebuah
saluran output berdasarkan frekuensi. Jadi total bandwith dari keseluruhan
saluran dibagi menjadi sub-sub saluran oleh frekuensi.
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.

7. Gambar 6.4 Proses FDM process
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).

8. Gambar 6.5 Contoh demultipleks FDM

9. Contoh 1
Anggap bahwa suatu kanal voice memerlukan bandwidth
4 KHz. Diperlukan untuk mengkombinasikan 3 kanal
voice tersebut kedalam suatu link dengan yang memiliki
bandwidth of 12 KHz, dari 20 sd. 32 KHz. Tunjukan
konfigurasi(alokasi) berdasar frequency domain anggap
tanpa band penjaga (guard bands).
Penyelesaian
Translasi (Shift) (sinyal termodulasi) tiap-tiap kanal
voice ketiganya berbeda bandwidth, seperti ditunjukan
Gambar 6.6.

10. Gambar 6.6 Contoh 1

11. Contoh 2
Lima kanal, yang masing-masing memiliki bandwidth
100-KHz, akan dimultipleks (multiplexed) bersama.
Berapakah bandwidth minimum suatu link yang
dibutuhkan, jika diperlukan diantaranya disisipkan band
pemisah (guard band) 10 KHz , untuk mencegah
terjadinya interferensi?
Penyelesaian
Untuk lima kanal, kita perlukan empat band pemisah
(penjaga). Maka bandwidth yang diperlukan paling
minimum dalah
5 x 100 + 4 x 10 = 540 KHz,
Seperti yang ditunjukan Gambar 6.7

12. Gambar 6.7 Contoh 2

13. Contoh 3
Empat kanal data (digital), masing-masing
mentransmisikan data pada laju data 1
Mbps, menggunakan suatu kanal satelit 1 MHz.
Rancanglah suatu konfigurasi yang tepat berdasar FDM
Penyelesaian
Kanal satelit adalah kanal analog. Dapat dibagi menjadi
empat kanal, masing-masing kanal memiliki bandwidth
250-KHz. Tiap kanal digital 1 Mbps dimodulasi dengan
16-QAM. Seperti ditunjukan pada Gambar 6.8.

14. Gambar 6.8 Contoh 3

15. Gambar 6.9 Hierarki Analog

16. Contoh 4
Pada teknologi AMPS (Advanced Mobile Phone System)
menggunakan dua band. Band yang pertama, dari 824 sd.
849 MHz, digunakan untuk pengirim; dan dari 869 sd.
894 MHz digunakan untuk penerima. Jika tiap-tiap
pengguna (user) memiliki bandwidth 30 KHz untuk tiap
arahnya. Sinyal voice dengan bandwidth 3-KHz
dimodulasi dengan FM, memerlukan 30 KHz untuk
menyalurkan sinyal termodulasi tersebut. Berapa orang
(user) yang dapat menggunakan telefon cellularnya secara
simultan?
Penyelesaian
Jika tiap band-nya adalah 25 MHz. Maka bandwidth 25
MHz jika dibagi 30 KHz, akan diperoleh 833.33. Pada
praktisnya (In reality), band tersebut dibagi 832 kanal.

17. Kelebihan:
FDM tidak sensitif terhadap perambatan /keterlambatan Perambatan. Tehnik
persamaan saluran (channel equalization) yang diperlukan untuk sistem FDM
tidak sekompleks seperti yang digunakan pada sistem TDM.
Kekurangan:
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.

19. 6.2 WDM(Wave Division Multiplexing )
Wave Division Multiplexing

20. Gambar 6.10 WDM
Digunakan dalam saluran kabel optik, yaitu satu kabel optik dipakai untuk
menyalurkan lebih dari satu sumber sinar dimana satu sinar dengan lamda
tertentu mewakili satu sumber informasi.

21. WDM merupakan teknik multipleks
analog untuk mengkombinasikan
sinyal-sinyal optis.
Catatan:

22. Gambar 6.11 Proses multiplexing dan demultiplexing pada WDM dapat diwakili
dengan prisma
sinyal informasi yang berbeda pada satu serat optik dengan menggunakan
panjang gelombang (warna) cahaya laser yang berbeda

23. 6.3 TDM
Time Slots dan Frames
Interleaving
Sinkronisasi (Synchronizing)
Penambahan Bit (Bit Padding)
Layanan Digital Signal (DS)
T Lines
Invers TDM
Aplikasi-aplikasi TDM

24. TDM adalah suatu teknik synchronous yang ditemukan sejak Perang Dunia II
untuk meghubungkan percakapan antara Churchill dan Roosevelt yang
terpisahkan oleh samudera atlantik. Pada awal tahun 1960-an, seorang ilmuwan
dari Laboratorium Graham Bell telah mengembangkan sitem T1 yang pertama
pada Saluran Bank yang mengkombinasikan 24 suara digital dalam
membacakan daftar hadir melalui suatu 4 buah batang tembaga yang terletak di
antara saklar analog pada kantor pusat milik G.Bell. Sebuah saluran bank memili
kecepatan 1.544 Mbits/s sinyal digital. Setiap sinyalnya terdiri dari 24 byte dan
setiap byte mewakili sebuah telepon tunggal dengan sinyal rata-rata 64 Kbits/s.
Saluran suatu bank menggunakan beberapa byte dengan posisi yang telah
ditentukan untuk menentukan suara yang mana termasuk ke dalamnya.
SEJARAH
Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/TDM

25. Gambar 6.12 TDM
TDM menerapkan prinsip penggiliran waktu pemakaian saluran transmisi
dengan mengalokasikan satu slot waktu (time slot) bagi setiap pemakai saluran
(user). Artinya bandwidth yang ada dipisahkan menjadi channel-channel kecil
(baseband) berdasarkan waktunya.

26. TDM adalah suatu teknik multipleks
digital untuk mengkombinasikan data
Catatan:

27. Gambar 6.13 Frame TDM

28. Contoh 5
Empat koneksi masing-masing 1-Kbps dimultipleks bersama. Dalam satuan(unit)
1 bit. Berapa:
(1) durasi 1 bit sebelum multipleks,
(2) Laju transmisi saluran multipleks,
(3) durasi time slot-nya, dan
(4) durasi suatu frame?
Penyelesaian
Maka:
1. Durasi tiap 1 bit adalah 1/1 Kbps, atau 0.001 s (1 ms).
2. Laju data (rate) link adalah 4 Kbps.
3. Durasi tiap-tiap time slot 1/4 ms
4. Durasi tiap frame-nya adalah 1 ms.

29. Pada TDM, Laju data saluran (link)
adalah n kali lebih cepat, dan unit
durasi n kali lebih pendek.
Catatan:

30. Gambar 6.14 Interleaving

31. Contoh 6
Empat kanal dimultipleks berdasar TDM. Jika masing-
masing kanal mengirimkan 100 bytes/s dan, dimultipleks
1 byte per kanal, tunjukan frame traveling pada
link, ukuran frame-nya, durasi frame-nya, frame rate, dan
bit rate untuk link-nya.
Penyelesaian
Proses multipleks seperti ditunjukan pada Gambar 6.15.

32. Gambar 6.15 Contoh 6
Ket: 1Byte=8bit

33. Contoh 7
Suatu multiplexer mengkombinasikan empat kanal
masing-masing 100-Kbps menggunakan time slot 2 bits.
Tunjukan keluarannya jika masukannya adalah empat
masukan sembarang. Berapakah frame rate-nya?
Berapakah durasi frame -nya? Berapakah bit rate?
Berapakah durasi bit-nya?
Penyelesaian
Gambar 6.16 menunjukan keluaran (output) untuk empat
masukan sembarang.

34. Gambar 6.16 Contoh 7

35. Gambar 6.17 Framing bits

36. Contoh 8
Ada empat sumber (source), masing-masing
membangkitkan 250 karakter per second. Jika
interleaved unit-nya adalah suatu character dan 1
synchronizing bit ditambahkan pada masing-
masing, berapakah (1) data rate tiap-tiap sumber, (2)
durasi dari tiap karakter pada tiap sumber, (3)frame
rate, (4) durasi tiap frame, (5) jumlah bit di tiap-tiap
frame, dan (6) Laju data pada saluran (link).
Penyelesaian
Lihat slide berikutnya.

37. Penyelesaian (lanjutan)
Adalah sebagai berikut:
1. Data rate tiap sumber adalah 2000 bps = 2 Kbps.
2. Durasi tiap karakter adalah 1/250 s, atau 4 ms.
3. Link memerlukan 250 frames per second untuk
mengirim.
4. Durasi tiap frame adalah 1/250 s, atau 4 ms.
5. Tiap frame adalah 4 x 8 + 1 = 33 bit.
6. Data rate saluran (link) adalah 250 x 33, atau 8250 bps.

38. Contoh 9
Dua kanal, kanal pertama dengan bit rate 100 Kbps dan
kanal ke dua dengan bit rate 200 Kbps, keduanya
dimultipleks. Apakah dapat dilakukan? Berapa frame rate?
Berapa durasi frame-nya? Berapa bit rate pada salurannya
(link)?
Penyelesaian
Kita dapat mengalokasikan satu slot untuk kanal pertama
dan dua slot untuk kanal kedua. Tiap frame membawa 3
bit. Frame rate adalah 100,000 frames per second, karena
tiap frame membawa 1 bit dari kanal pertama. Frame
durasi adalah 1/100,000 s, atau 10 ms. Bit rate nya adalah
100,000 frame/s x 3 bit/frame, atau 300 Kbps.

39. Gambar 6.18 hierarki DS(Digital Signal)

40. Table 6.1 Laju data DS dan T
Service Line
Rate
(Mbps)
Voice
Channels
DS-1 T-1 1.544 24
DS-2 T-2 6.312 96
DS-3 T-3 44.736 672
DS-4 T-4 274.176 4032

41. Gambar 6.19 T-1 line untuk multiplexing saluran telefon

42. Gambar 6.20 Struktur frame T-1

43. Tabel 6.2 E line rates
E Line
Rate
(Mbps)
Voice
Channels
E-1 2.048 30
E-2 8.448 120
E-3 34.368 480
E-4 139.264 1920

44. Gambar 6.21 Multiplexing dan inverse multiplexing