Multiplexing

Pengertian Multiplexing

Multiplexing merupakan suatu istilah dalam dunia telekomunikasi. Multiplexing adalah teknik mengirimkan beberapa informasi melalui satu saluran. Tujuan utamanya adalah untuk menghemat jumlah saluran fisik misalnya kabel, pemancar & penerima (transceiver), atau kabel optik. Tekniknya yaitu dengan 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.

Setelah jaringan digabungkan(multiplexing), maka perlu dilakukan pemisahannya yaitu yang disebut sebagai demultiplexing. Demultiplexing merupakan cara memisahkan dua atau lebih sinyal yang telah digabungkan menjadi satu sinyal.
Demultiplexing adalah ekstraksi saluran yang asli di sisi penerima. Perangkat yang melakukan demultiplexing proses disebut demultiplexer (DEMUX).

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.

Tujuannya yaitu meningkatkan efisiensi penggunaan bandwidth / kapasitas saluran transmisi dengan cara berbagi akses bersama.

Setelah jaringan digabungkan(multiplexing), maka perlu dilakukan pemisahannya yaitu yang disebut sebagai demultiplexing. Demultiplexing merupakan cara memisahkan dua atau lebih sinyal yang telah digabungkan menjadi satu sinyal.
Demultiplexing adalah ekstraksi saluran yang asli di sisi penerima. Perangkat yang melakukan demultiplexing proses disebut demultiplexer (DEMUX).

Keuntungan dari penerapan multiplexing pada jaringan:

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

v  Hanya satu line transmisi yang dibutuhkan

Beberapa alasan penggunan multiplexing:

v  Menghemat biaya penggunaan saluran komunikasi

v  Memanfaatkan sumber daya seefisien mungkin

v  Kapasitas terbatas dari saluran telekomunikasi digunakan semaksimum mungkin

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

Secara umum fungsi multiplexing adalah sebagai berikut:

v  Membantu berbagai koneksi pada sebuah mesin

v  Memetakan banyak koneksi pada sebuah tingkatan antara sebuah koneksi dengan lainnya

Jenis Teknik Multiplexing

Teknik Multiplexing yang umum digunakan adalah :

·         Time Division Multiplexing (TDM) :

v  Synchronous Time Division Multiplexing

v  Asynchronous Time Division Multiplexing

·         Frequency Division Multiplexing (FDM)

·         Code Division Multiplexing (CDM)

1.      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 ke-2 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 masing-masing 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 :

a.       Synchronous TDM

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

b.      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.

            Statistical Time Time-division Multiplexing (STDM)

STDM adalah lanjuatan versi dari TDM di mana alamat terminal kedua kedua-duanya dan data dirinya dipancarkan bersama bersama-sama untuk menghasilkan sebuah jalur yang lebih baik. Penggunaan STDM membolehkan luas bidang (bandwith bandwith)  untuk dipisah menjadi 1 baris.

Banyak perguruan tinggi dan kampus menggunakan TDM jenis ini untuk secara mendistribusikan luas bidang (bandwith bandwith-nya nya). ). Jika ada satu 10MBit yang masuk ke dalam sebuah bangunan bangunan, STDM , dapat digunakan untuk menyediakan 178 terminal dengan 56k koneksi (178* 56k= 9.96Mb). Suatu penggunaan yang lebih umum bagaimanapun adalah hanya mewariskan mewariskanluas luas bidang (bandwith bandwith)  ketika itu banyak diperlukan diperlukan.

            Sifat-sifat Time Division Multiplexing(TDM)

Sistem trasnsmisi TDM mempunyai keuntungan terhadap system FDM, meskipun sebelumnya telah disebutkan perlu menempati bidang frekuensi yang lebih lebar antara lain sebagai berikut:

a.       System TDM tidak memerlukan filter yang mahal, dan jumlah filter yang digunakan lebih sedikit . Karena itu harga peralatan terminal system ini lebih murah.

b.      Kabel yang mempunyai spesifikasi rendah , misalnya kabel yang digunakan untuk frekuensi pembicara (VF) masih dapat digunakan untuk system TDM, karena regeneratife repeating dapat menghilangkan pengaruh buruk dari noise, kecacatan dan crasstalk rendah.

a.       Perubahan level (level fluctuation) kanal hanya dipegaruhi oleh karakteristik peralatan terminal itu sendiri dan tidak tergantung sama sekali dari perubahan kehilangan oleh saluran (line loss fluctuation). Oleh karena itu net loss circuit yang diberikan oleh system ini rendah.

2.      Frequency Division Multiplexing (FDM)

Dalam sistem FDM, bidang frekuensi saluran dibagi menjadi bidang bidang bidang frekuensi yang sempit sempit, dimana masing masing-masing menghasilkan satu kanal kanal. Penguat Penguat-ulang (repeater) dalam sistem ini terdiri dari pengeras (amplifier) dan penyama rata (equalizer), yang masing-masing mengkompensir redaman oleh saluran dan kecacatan redaman redaman.Pada sistem FDM, terdiri dari dua peralatan terminal dan penguat ulang saluran transmisi (repeater transmission line).

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 sbb:

First-generation: Analog cellular systems (450-900 MHz)

a.       Frequency shift keying for signaling

b.      FDMA for spectrum sharing

c.       NMT (Europe), AMPS (US)

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

a.       TDMA/CDMA for spectrum sharing

b.      Circuit switching

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

2.5G: Packet switching extensions

a.       Digital: GSM to GPRS

b.      Analog: AMPS to CDPD

3G:

a.      High speed, data and Internet services

b.      IMT-2000

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 meng-upgrade 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.

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.

3.      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 :

a.       Kepada setiap entitas pengguna diberikan suatu kode unik (dengan panjang 64 bit) yangdisebut chip spreading code.

b.      Untuk pengiriman bit ‘1’, digunakan representasi kode (chip spreading code) tersebut.

c.       Sedangkan untuk pengiriman bit ‘0’, yang digunakan adalah inverse dari kode tersebut.

d.      Pada saluran transmisi, kode-kode unik yang dikirim oleh sejumlah pengguna akan ditransmisikan dalam bentuk hasil penjumlahan (sum) dari kode-kode tersebut.Di sisi penerima, sinyal hasil penjumlahan kode-kode tersebut akan dikalikan dengan kode unik dari si pengirim (chip spreading code) untuk diinterpretasikan.

selanjutnya:

Ø  jika jumlah hasil perkalian mendekati nilai +64 berarti bit ‘1’,

Ø  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 :

Ø  kode untuk A : 10111001

Ø  kode untuk B : 0110111

Ø  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 :

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

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

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

Ø  hasil penjumlahan (sum) = +3,-1,-1,+1,+1,-1,-3,+3

c.       Pasangan dari A akan menginterpretasi kode yang diterima dengan cara :

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

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

Ø  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 :

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

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

Ø  Jumlah hasil perkalian : –3 –1 –1 –1 +1 –1 –3 –3 = -12

Berarti bit yang diterima adalah bit ‘0’, karena mendekati nilai –8

Posted in: About komputer