BAB IVFREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING DAN DEMULTIPLEXING4.1 Tujuan1. Untuk mengetahui blok-blok yang menyusun Frequency Division Multiplexing dan Frequency Division Demultiplexing.2. Untuk mengetahui proses-proses yang terjadi dalam teknik Frequency Division Multiplexing dan Frequency Division Demultiplexing.4.2 Peralatan 1. Perangkat keras Frequency Division Multiplexing dan Frequency Division Demultiplexing. 2. Oscilloscope3. Frequency Counter4. Kabel-kabel Penghubung4.3 Dasar Teori4.3.1 MultiplexingMultiplexing adalah suatu cara pengiriman beberapa sinyal informasi dengan menggunakan beberapa sinyal pembawa (sub-carrier) untuk sebuah saluran transmisi secara bersama-sama. Pada umumnya, sistem transmisi yang ada di dalam jaringan telekomunikasi memiliki kapasitas yang melebihi kapasitas yang dibutuhkan satu user. Dengan demikian sangat mungkin untuk menggunakan bandwidth yang ada seefisien mungkin oleh lebih dari satu user sehingga perlunya digabungkan beberapa sinyal untuk dikirimkan secara bersamaan pada satu kanal transmisi. Perangkat yang digunakan untuk melaksanakan multiplexing dinamakan multiplexer (mux).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 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 yang digunakan dalam saluran kabel optik yang disebut Wavelength Division Multiplexing (WDM), yaitu satu kabel optik dipakai untuk menyalurkan lebih dari satu sumber sinar dimana satu sinar dengan lamda tertentu mewakili satu sumber informasi.Pada gambar dibawah ini menggambarkan fungsi multiplexing dalam bentuk yang paling sederhana. Terdapat input n untuk multiplexer. Multiplexer dihubungkan ke demultiplexer melalui sebuah jalur tunggal. Saluran tersebut mampu membawa n channel data yang terpisah.

Gambar 4.1. Konsep Dasar Multiplexing dan DemulitiplexingMultiplexer menggabungkan (melakukan multiplexing) data dari jalur input n dan mentransmisikannya melalui jalur berkapasitas tinggi. 4.3.2 Frequency Division MultiplexingFrequency Division Multiplexing (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, karena sebagian dari frekuensi terpaksa digunakan untuk memisahkan antara frekuensi channel-channel yang ada. Frekuensi pemisah ini dipanggil guardband.Sistem FDM umumnya terdiri dari 2 peralatan terminal dan penguat ulang saluran transmisi (repeater transmission line):1. Peralatan Terminal (Terminal Equipment) Peralatan terminal terdiri dari bagian yang mengirimkan sinyal frekuensi ke repeater dan bagian penerima yang menerima sinyal tersebut dan mengubahnya kembali menjadi frekuensi semula.2. Peralatan Penguat Ulang (Repeater Equipment) Repeater equipment terdiri dari penguat (amplifier) dan equalizer yang fungsinya masing-masing untuk mengkompensir redaman dan kecacatan redaman (attenuation distortion), sewaktu transmisi melewati saluran melewati saluran antara kedua repeater masing-masing.

Gambar 4.2 Blok diagram FDM

Gambar 4.3 Tampak depan perangkat FDM 4.3.3 DemultiplexingDemultiplexing adalah suatu proses untuk mendapatkan kembali sinyal informasi yang telah termultiplexing. Perangkat yang digunakan untuk melaksanakan demultiplexing dinamakan demultiplexer. Demultiplexer menerima aliran data yang sudah dimultiplexkan, kemudian memisahkan (malakukan demultiplexing) data berdasarkan channel, lalu mengirimkannya ke saluran output yang tepat.4.3.4 Frequency Division DemultiplexingFrequency Division Demultiplexing adalah suatu teknik untuk memulihkan sinyal yang telah ter-multiplexing melalui teknik FDM, guna mendapatkan sinyal aslinya (sinyal informasi). Sinyal yang telah termodulasi diproses kembali yaitu melalui proses FDD dimana sinyal tersebut didemodulasi. Kemudian sinyal diproses kembali oleh penguat sebelum diterima oleh receiver atau penerima.

Gambar 4.4 Blok diagram FDD pengirim dan penerima4.4 Langkah Percobaan4.4.1 Frequency Division Multiflexing (FDM) A. Persiapan1. Hidupkan perangkat percobaan2. Hidupkan saklar dan ukurlah besamya frekuensi sinyal informasi dan bentuk gelornbangnya dengan mengukur pada terminal S1 seperti gambar berikut :

Gambar 4.5 Tampak Depan Perangkat FDM saat Pengukuran Keluaran Informasi3. Ukurlah besar frekuensi dan bentuk. sinyal osilator seperti gambar berikut :

Gambar 4.6 Tampak Depan Perangkat FDM saat Pengukuran Sub-Carrier4. Putar-putarlah timer di bagian belakang perangkat supaya diperoleh keluaran 14kHz untuk masing-masing kanal 1,2,3 secara berurut.B. Pengukuran Keluaran Penguat1. Hubungkan kanal 1 osciloscope dengan terminal S1-1 dan hubungkan kanal 2 osciloscope dengan terminal SP-1 seperti gambar berikut :

Gambar 4.7 Tampak Depan Perangkat FDM saat Pengukuran Keluaran Penguat2. Lanjutkan pengukuran untuk kanal 2 dan 3, catat hasilnya3. Bandingkan bentuk sinyal informasi dengan bentuk sinyal penguat keluaran masing-masing kanal.B. Pengukuran Keluaran Modulator4. Hubungkan kanal 1 oscilloscope dengan terminal SP-1 dan hubungkan kanal 2 osciloscope dengan terminal SM-1 seperti gambar berikut

Gambar 4.8 Tampak Depan Perangkat FDM saat Pengukuran Keluaran Modulator5. Lanjutkan pengukuran untuk kanal 2 dan 3, catat hasilnya.6. Bandingkan bentuk sinyal keluaran penguat (sinyal masukan modulator) dengan keluaran modulator.C. Pengukuran Keluaran Modulator7. Hubungkan perangkat FDM dengan oscilloscope seperti pada gambar berikut:

Gambar 4.9 Tampak Depan Perangkat FDM saat Pengukuran Keluaran Multiplex8. Perhatikan bentuk sinyal keluaran Multiplexer dan berikan komentar.4.4.2 Frequency Division Demultiplexing (FDD) A. Persiapan1. Alat ukurnya (oscilloscope) terlebih dahulu dikalibrasi.2. Hidupkan perangkat percobaan, terus tekan switch pada posisi on.

Gambar 4.10 Tampak Depan Perangkat Frequency Division Demultiplexing

Gambar 4.11 Tampak Belakang Perangkat Frequency Division Demultiplexing3. Lakukan pengukuran oscillator dengan oscilloscope dan frequency counter. Atur nilai frekuensi osilator (sesuai dengan yang ditunjukkan frekuensi counter), dengan menge-trim (putar-putar trimer di bagian belakang perangkat) sehingga diperoleh frekuensi yang sama dengan pengirimnya. Catat hasil pengukurannya.4. Hubungkan perangkat FDD dengan pengirimnya.B. Percobaan5. Amati dan catatlah sinyal yang diterima dari transmisi dengan oscilloscope.6. Amati dan catatlah keluaran dari masing-masing band-pass filter.7. Hubungkan kanal oscilloscope dengan keluaran BPF 1 dan kanal-2 oscilloscope dengan keluaran modulator 1 pada penerimanya. Demikian juga untuk BPF-2 dan BPF-3.8. Amati dan catatlah masukan dan keluaran dari masing-masing demodulator. Masukan demodulator adalah keluaran dari BPF. Gunakan kedua kanal dari oscilloscope (mode dual) untuk mengamatinya.9. Amati dan catatlah masukan dan keluaran dari masing-masing low-pass filter. Masukan LPF adalah keluaran dari demodulator. Gunakan kedua kanal dari oscilloscope (mode dual) untuk mengamatinya.10. Amati dan catatlah masukan dan keluaran dari masing-masing penguat dengan oscilloscope (mode dual).11. Amati dan catatlah frekuensi akhir (penguat) dengan frequency counter. Bandingkan dengan input pada bagian pengirimnya.12. Hubungkan masing-masing osilator sub-pembawa pada pengirimnya untuk digunakan pada penerimanya. Tekan saklar jumper osilator pengirim pada posisi"ON". Lakukan lagi pengukuran seperti langkah (3) sampai (10).

4.5 Gambar dan Data Hasil Percobaan4.5.1 Percobaan Frequency Division Multiplexing4.5.1.1 Sinyal Informasi Kanal 1

Gambar 4.12 Sinyal Informasi Kanal 1Pk-Pk: 5,16 VAmplitudo: 5,12 VFrekuensi: 808,1 Hz4.5.1.2 Sinyal Informasi Kanal 24.5.1.3 Sinyal Informasi Kanal 3

Gambar 4.13 sinyal Informasi Kanal 3Pk-Pk: 4,72 VAmplitudo: 4,64VFrekuensi: 2,058 kHz4.5.1.4 Sinyal Penguat Kanal 1

Gambar 4.14 Sinyal Penguat Kanal 1Pk-Pk: 13,6 VAmplitudo: 13,5 VFrekuensi: 809,7 Hz4.5.1.5 Sinyal Penguat Kanal 2

Gambar 4.15 Sinyal Penguat Kanal 2Pk-Pk: 4,16 VAmplitudo: 4,10 VFrekuensi: 1,502 kHz

4.5.1.6 Sinyal Penguat Kanal 3

Gambar 4.16 Sinyal Penguat kanal 3Pk-Pk: 9,92 VAmplitudo: 9,84 VFrekuensi: 2,058 kHz4.5.1.7 Sinyal Osilator Sub-Carrier Kanal 1

Gambar 4.17 Sinyal Osilator Sub-Carier Kanal 1Pk-Pk: 2,30 VAmplitudo: 2,26 VFrekuensi: 14,01 kHz

4.5.1.8 Sinyal Osilator Sub-Carrier Kanal 2

Gambar 4.18 Sinyal Osilator Sub-Carier Kanal 2Pk-Pk: 1,76 VAmplitudo: 1,70 VFrekuensi: 23,58 kHz4.5.1.9 Sinyal Osilator Sub-Carrier Kanal 3

Gambar 4.19 Sinyal Osilator Sub-Carier Kanal 3Pk-Pk: 1,33 VAmplitudo: 1,29 VFrekuensi: 33,67 kHz

4.5.2 Percobaan Frequency Division Demultiplexing4.5.2.1 Keluaran Band Pass Filter Kanal 1

Gambar 4.20 Band Pass Filter Kanal 1Pk-Pk: 212 mVAmplitudo: 80 mVFrekuensi: 7,194 kHz4.5.2.2 Keluaran Band Pass Filter Kanal 2

Gambar 4.21 Band Pass Filter Kanal 2Pk-Pk: 110 mVAmplitudo: 28 mVFrekuensi: 23,81 kHz

4.5.2.3 Keluaran Band Pass Filter Kanal 3

Gambar 4.22 Band Pass Filter Kanal 3Pk-Pk: 150 mVAmplitudo: 32 mVFrekuensi: 38,83 kHz4.5.2.4 Osilator Sub-Carrier Kanal 1

Gambar 4.23 Osilator Sub-Carrier Kanal 1Pk-Pk: 2,54 VAmplitudo: 2,48 VFrekuensi: 14,03 kHz

4.5.2.5 Osilator Sub-Carrier Kanal 2

Gambar 4.24 Osilator Sub-Carrier Kanal 2Pk-Pk: 1,76 VAmplitudo: 1,70 VFrekuensi: 23,64 kHz4.5.2.6 Osilator Sub-Carrier Kanal 3

Gambar 4.25 Sub-Carrier Kanal 3Pk-Pk: 1,28 VAmplitudo: 1,26 VFrekuensi: 33,61 kHz

4.5.2.7 Sinyal Output Kanal 1

Gambar 4.26 Sinyal Output Kanal 1Pk-Pk: 944 mVAmplitudo: 864 mVFrekuensi: 808,1 Hz4.5.2.8 Sinyal Output Kanal 24.5.2.9 Sinyal Output Kanal 3

Gambar 4.27 Sinyal Output Kanal 3Pk-Pk: 448 mVAmplitudo: 392 mVFrekuensi: 2,051 kHz

4.6 Analisa Hasil Percobaan4.6.1 Perbandingan Amplitudo secara Teori dan Hasil Percobaan pada Sinyal Informasi, Sinyal Penguat, Sinyal Carrier, dan Sinyal Modulasi Tabel 4.1 Perbandingan Amplitudo SI, SP, SC, dan, SMNo

Keluaran Sinyal MultiplexingPk-PkBesar Amplitudo Hasil PercobaanBesar Amplitudo Secara Teori(A=(Pk-Pk))

1SI 15,16 V5,12 V2,58 V

2SI 34,72 V4,64 V2,36 V

3SP 113,6 V13,5 V6,8 V

4SP 24,16 V4,10 V2,08 V

5SP 39,92 V9,84 V4,96 V

6SC 12,30 V2,26 V1,15 V

7SC 21,76 V1,70 V0,88 V

8SC 31,33 V1,29 V0,665 V

9SM 11,47 V1,26 V0,735 V

10SM 20,216 V0,104 V0,108 V

11SM 31,10 V0,85 V0,55 V

Berdasarkan data perbandingan amplitudo SI, SP, SC, dan SM diatas, dapat disimpulkan bahwa besar amplitudo hasil percobaan memiliki sedikit perbedaan dengan besar Pk-pk. Sedangkan, menurut perhitungan secara teori, amplitudo adalah setengah dari Pk-pk sehingga besar amplitudo hasil percobaan memiliki nilai yang berbeda dangan amplitudo secara teori. Perbedaan ini disebabkan oleh kesalahan alat ukur (osiloskop).

4.6.2 Perbandingan Amplitudo secara Teori dan Hasil Percobaan pada Band Pass Filter, Osilator Sub-Carrier, dan Output Sinyal Informasi Tabel 4.2 Perbandingan Amplitudo BPF, Osc, dan Output SINoKeluaran Sinyal DemultiplexingPk-pkBesar Amplitudo Hasil PercobaanBesar Amplitudo Secara Teori(A=(Pk-Pk))

1BPF 10,212 V0,08 V0,106 V

2BPF 20,11 V0,028 V0,055 V

3BPF 30,15 V0,032 V0,075 V

4Osc 12,54 V2,48 V1,27 V

5Osc 21,76 V1,70 V0,88 V

6Osc 31,28 V1,26 V0,64 V

7Output SI 10,944 V0,864 V0,472 V

8Output SI 30,448 V0,392 V0,224 V

Berdasarkan data perbandingan amplitudo BPF, Osc, dan Output SI diatas, dapat disimpulkan bahwa besar amplitudo hasil percobaan pada Osc 1, Osc 2, Osc 3, Output SI 1, dan Output SI 3 memiliki sedikit perbedaan dengan besar Pk-pk, sedangkan menurut perhitungan secara teori, besar amplitudo adalah setengah dari Pk-pk sehingga besar amplitudo hasil percobaan memiliki nilai yang berbeda dengan amplitudo secara teori. Perbedaan ini disebabkan oleh kesalahan alat ukur (osiloskop). Akan tetapi, pada BPF 1, BPF 2, dan BPF 3 besar amplitudo hasil percobaan mendekati besar amplitudo secara teori.

4.6.3 Analisis Modulasi pada Kanal 1 dan 3Sinyal Modulator Kanal 1

Gambar 4.28 Sinyal Modulator Kanal 1Pk-Pk: 1,47 VAmplitudo hasil percobaan: 1,26 VFrekuensi: 9,434 kHzAmplitudo secara teori: (Pk-pk)= (1,47)= 0,735 VSinyal Modulator Kanal 3

Gambar 2.29 Sinyal Modulator Kanal 3Pk-Pk: 1,10 VAmplitudo hasil percobaan: 848 mVFrekuensi: 8,439 kHzAmplitudo secara teori: (Pk-pk)= (1,10)= 0,55 VSinyal informasi memiliki spektrum yang rendah dan rentan untuk tergangu oleh noise. Sedangkan pada transmisi dibutuhkan sinyal yang memiliki spektrum tinggi dan dibutuhkan modulasi untuk memindahkan posisi spektrum dari sinyal data, dari pita spektrum yang rendah ke spektrum yang jauh lebih tinggi. Oleh karena itu, pada proses modulasi terjadi peningkatan frekuensi.4.6.4 Analisis Multipexing Sinyal Multiplex

Gambar 4.30 Sinyal MultiplexPk-Pk: 2,78 VAmplitudo hasil percobaan: 520 mVFrekuensi: 13,16 kHzAmplitudo secara teori: (Pk-pk)= (2,78)= 1,39 VSinyal multipleks merupakan sinyal yang telah siap untuk disalurkan ke sebuahsaluran komunikasi atau 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.4.6.5 Perbandingan Sinyal Informasi dan Modulator pada Kanal 1Tabel 4.3 Perbandingan Sinyal Informasi dan Modulator pada Kanal 1NoOutputPk-pkAmplitudoFrekuensi

1Sinyal Informasi5,16 V5,12 V808,1 Hz

2Sinyal Modulasi1,47 V1,26 V9434 Hz

Berdasarkan tabel di atas dapat disimpulkan bahwa nilai pk-pk dan amplitudo pada sinyal informasi lebih besar dibandingkan sinyal modulasi. Akan tetapi, nilai frekuensi pada sinyal informasi lebih kecil dibandingkan sinyal modulasi karena terjadi peningkatan frekuensi setelah proses modulasi.4.6.6 Perbandingan Sinyal Informasi dan BPF pada Kanal 1Tabel 4.4 Perbandingan Sinyal Informasi dan BPF pada Kanal 1NoOutputPk-pkAmplitudoFrekuensi

1Sinyal Informasi5,16 V5,12 V808,1 Hz

2BPF0,212 V0,08 V7194 Hz

4.7 Simpulan