Halo guys, kali ini kami akan membahas tentang Frekuensi Division Multiplexing dan Demultiplexing, juga lengkap dengan pengaplikasian MATHLAB. Yuk simak penjelasannya dibawah
Dasar Teori
Multiplexing
Multiplexing ialah Teknik menggabungkan beberapa sinyal atau informasi untuk dikirimkan secara bersamaan dan menjadi satu saluran saja. Dimana perangkat yang melakukan Multiplexing disebut Multiplexer atau disebut juga dengan istilah Transceiver / Mux.. Multiplexing juga bertujuan untuk meningkatkan effisiensi penggunaan bandwidth / kapasitas saluran transmisi dengan cara berbagi akses bersama.
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.Multiplexing ini dapat dilakukan dalam domain waktu atau domain frekuensi. Jika dilakukan dalam domain waktu, itu disebut Time Division Multiplexing (TDM), jika multiplexing dilakukan dalam domain frekuensi, seperti dalam kasus dengan AM, DSB-SC, SSB-SC atau FM, itu disebut Frequency Division Multiplexing(FDM). Di tujuan akhir, proses kebalikan dari multiplexing perlu dilakukan. Ini dikenal sebagai de-multiplexing. Ada beberapa alasan penggunaan multiplexing antara lain:
· Menghemat biaya penggunaan saluran komunikasi
· Memanfaatkan sumber daya seefisien mungkin
· Kapasitas terbatas dari saluran telekomunikasi digunakan semaksimum mungkin
· Permintaan komunikasi umumnya memerlukan penyaluran data dari beberapa terminal ke titik yang sama
Gambar 5.1 Multiplexing
Frequency Division Multiplexing
Frequency Division Multiplexing (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. Tiap sinyal modulasi memerlukan bandwidth center tertentu disekitar frekuensi carrier-nya, dinyatakan sebagai suatu saluran (channel). Sinyal input baik analog maupun digital akan ditransmisikan melalui medium dengan sinyal analog.
Pada 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.
Pada FDM, berbagai channel dikombinasikan kedalam satu signal pembawa untuk di transmisikan
• Frekuensi pembawa tidak saling tumpang tindih.
• Channel dipisahkan oleh band pelindung (guard band)
• Channel dibawa oleh FREQUENCY
Gambar 5.2 Frequency Division Multiplexing
Kelebihan:
· FDM tidak sensitif terhadap perambatan /perkembangan keterlambatan. Teknik persamaan saluran (channel equalization) yang diperlukan untuk sistem FDM tidak sekompleks seperti yang digunakan pada sistem TDM.
Kekurangan:
o Adanya kebutuhan untuk memfilter bandpass, yang harganya relatif mahal dan rumit untuk dibangun (penggunaan filter tersebut biasanya digunakan dalam transmitter dan receiver)
o 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.
o 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.
o Bandwidth jalur atau media yang dipakai bersama-sama tidak dapat digunakan sepenuhnya, kerana sebagian dari frekuensi terpaksa digunakan untuk memisahkan antara frekuensi channel-channel yang ada. Frekuensi pemisah ini dipanggil guardband.
Langkah Percobaan
1. Mengakses matlab online atau compatible di link : https://octave-online.net/ (atau search di google dengan kata kunci matlab online)
2. Input file program FDMplexing.m, ammod.m dan amdemod.m pada icon upload di window octave online
List program FDMplexing.m
%program for FDM and Demultiplexing
close allclear all
clc
Fs = 200;
%sampling frqt = [0:2*Fs+1]'/Fs;
Fc1 = 10;
% Carrier frequency F1 = 2; x1 =
sin(2*pi*F1*t); % message signal
Fc2 = 30; % Carrier frequency F2 = 4; x2 =
sin(2*pi*F2*t); % message signal % compute spectra of
message signal z1 = fft(x1); z1 = abs(z1(1:length(z1)/2+1)); frq1
= [0:length(z1)-1]*Fs/length(z1)/2; z2 = fft(x2); z2
= abs(z2(1:length(z2)/2+1)); frq2 = [0:length(z2)-
1]*Fs/length(z2)/2;
% compute spectra of dsbscydouble1 = ammod(x1,Fc1,Fs); zdouble1 = fft(ydouble1); zdouble1 = abs(zdouble1(1:length(zdouble1)/2+1)); frqdouble1 = [0:length(zdouble1)-1]*Fs/length(zdouble1)/2; ydouble2 = ammod(x2,Fc2,Fs); zdouble2 = fft(ydouble2); zdouble2 = abs(zdouble2(1:length(zdouble2)/2+1)); frqdouble2 = [0:length(zdouble2)-1]*Fs/length(zdouble2)/2;
% Plot spectrums of message signal and dsbscfigure;
subplot(6,1,1); plot(t,x1); title('message signal 1'); subplot(6,1,2);
plot(t,x2); title('message signal 2'); subplot(6,1,3); plot(frq1,z1);
axis([0 100 0 200]);
title('spectrum of message signal 1'); subplot(6,1,4);
plot(frq2,z2); axis([0 100 0 200]);
title('spectrum of message signal 2'); subplot(6,1,5);
plot(frqdouble1,zdouble1);
title('Spectrum of double-sideband signal 1'); subplot(6,1,6);
plot(frqdouble2,zdouble2); title('Spectrum of double-sideband signal
2');
%FDM signal m=ydouble1+ydouble2; zfdm = fft(m); zfdm = abs(zfdm(1:length(zfdm)/2+1)); frqfdm = [0:length(zfdm)-
1]*Fs/length(zfdm)/2; %Seperating AM-DSB-SC-1 from FDM signal
[den1 num1]=butter(1,(Fc1-F1)/50,'high'); M11=filter(den1,num1,m);
[den2 num2]=butter(1,(Fc1+F1)/50,'low');
M12=filter(den2,num2,M11); y1 =
amdemod(M12,Fc1,Fs);
%seperating AM-DSB-SC-2 from FDM signal
[den3 num3]=butter(1,(Fc2-F2)/50,'high');
M21=filter(den3,num3,m);
[den4 num4]=butter(1,(Fc2+F2)/50,'low');
M22=filter(den4,num4,M21); y2 = amdemod(M22,Fc2,Fs);
[den5 num5]=butter(3,F2/40,'low'); ba2=filter(den5,num5,y2);
ba22=filter(den5,num5,ba2);
% Plot FDM and spectrum of FDM and demultiplexed and demodulated signals figure; subplot(4,1,1); plot(t,m); title('FDM signal'); subplot(4,1,2); plot(frqfdm,zfdm);
title('spectrum of FDM signal'); subplot(4,1,3);
plot(t,y1)
title('Demodulated signal 1') subplot(4,1,4);
plot(t,ba22) title('Demodulated signal 2')
Data Hasil Percobaan
Perbandingan Sinyal Informasi
Berikut Tabel Perbandingan Sinyal pada masing-masing percobaan menggunakan software Matlab:
Percobaan 1 |
Percobaan 2 |
|||
|
Sinyal Informasi |
||||
|
Gambar 5.3 Tampilan Sinyal informasi 1 percobaan 1 |
Gambar 5.4 Tampilan Sinyal informasi 1 percobaan 2 |
|||
|
|
|
|||
Tabel 5.1 Perbandingan sinyal informasi
Perbandingan Spektrum Frekuensi Sinyal Informasi
Berikut Tabel Perbandingan Spektrum pada masing-masing percobaan menggunakan software Matlab:
Percobaan 1 |
Percobaan 2 |
|||
|
Spektrum Frekuensi Sinyal Informasi |
||||
|
|
Gambar 5.8Spektrum frekuensi sinyal informasi 1 percobaan 2 |
|||
|
|
Gambar 5.10 Spektrum frekuensi sinyal informasi 2 percobaan 2 |
|||
Tabel 5.2 Perbandingan spektrum frekuensi sinyal informasi
Perbandingan Double Side Band
Berikut Tabel Perbandingan Sinyal Double Side Band, pada masing- masing percobaan menggunakan software Matlab:
Percobaan 1 |
Percobaan 2 |
|||
|
Single Side Band |
||||
|
|
|
|||
|
|
Gambar 5.14 Double side band sinyal 2 perobaan 2 |
|||
Tabel 5.3 Perbandingan double side band
Perbandingan Sinyal FDM
Berikut Tabel Perbandingan Sinyal Sinyal FDM, pada masing- masing percobaan menggunakan software Matlab:
Percobaan 1 |
Percobaan 2 |
|
Sinyal FDM |
|
|
|
|
Tabel 5.4 Perbandingan sinyal FDM
Perbandingan Spektrum Frekuensi Sinyal FDM
Berikut Tabel Perbandingan Spektrum Frekuensi Sinyal FDM, pada masing- masing percobaan menggunakan software Matlab:
Percobaan I |
Percobaan II |
|
Spektrum FrekuensiSinyal FDM |
|
|
|
|
Tabel 5.5 Perbandingan spektrum frekuensi sinyal FDM
Perbandingan Demodulasi Sinyal 1
Berikut Tabel Perbandingan Hasil Demodulasi Sinyal 1, pada masing- masing percobaan menggunakan software Matlab:
Percobaan 1 |
Percobaan 2 |
|||
|
Demodulasi Sinyal I |
||||
|
|
Gambar 5.20 Demodulasi Sinyal 1 percobaan 2 |
|||
Tabel 5.6 Perbandingan hasil demodulasi sinyal 1
Perbandingan Demodulasi Sinyal 2
Berikut Tabel Perbandingan Hasil Demodulasi Sinyal 2, pada masing- masing percobaan menggunakan software Matlab:
Percobaan 1 |
Percobaan 2 |
|
Sinyal Terdemodulasi II |
|
|
|
|
Tabel 5.7 Perbandingan hasil Demodulasi sinyal 2
Analisa Data Hasil Percobaan
Analisa Perbandingan Sinyal Informasi
Berdasarkan hasil simulasi diatas, didapatkan bahwa pada simulasi Frequency Division Multiplexing (FDM) yang dilakukan, terdapat 2 buah sinyal input atau sinyal informasi pada masing-masing percobaan yang dapat dilihat pada tabel 5.8. Berdasarkan hasil perbandingan sinyal informasi 1 dan 2 pada kedua percobaan, dapat diketahui bahwa sinyal informasi 2 lebih rapat dibandingkan sinyal informasi 1. Hal tersebut diakibatkan frekuensi sinyal informasi 2 lebih besar dibandingkan dengan sinnyal informasi 1. Sinyal informasi 1 pada percobaan 1 dan 2 memiliki perbedaan, yaitu pada percobaan 1 memiliki sinyal input 10, dan pada percobaan 2 memiliki sinyal input 20. Sedangkan pada sinyal informasi 2 , percobaan 1 memiliki sinyal input 30 , dan pada percobaanj 2 memiliki sinyal input 40.
Analisa Perbandingan Spektrum Frekuensi Sinyal Informasi
Berdasarkan hasil simulasi diatas, didapatkan bahwa pada tabel 5.9, dapat dilihat spektrum frekuensi dari sinyal informasi kedua percobaan. Spektrum frekuensi sinyal 1 pada kedua percobaan dapat dilihat pada gambar diatas dalam bentuk single side band, keduanya memiliki frekuensi yang sama dan merupakan lower side band. . Spektrum frekuensi sinyal 2 pada kedua percobaan dapat dilihat pada gambar diatas dalam bentuk double side band.
Analisa Perbandingan Double Side Band
Berdasarkan hasil simulasi diatas, didapatkan bahwa spektrum frekuensi dari modulasi pada kedua percobaan. Berdasarkan gambar, dapat dilihat bahwa modulasi yang dilakukan adalah Amplitude Modulation Double Side Band Supressed Carrier (AM DSB SC) yang diperolah dari mengalikan sinyal informasi dengan sinyal carrier. Pada AM DSB SC, frekuensi sinyal carrier ditekan hingga bernilai 0.
Untuk mengetahui nilai frekuensi tiap sideband dapat dilakukan perhitungan sebagai berikut :
FUSB = Fc + Fm………………………………...(5.1)
Berasarkan persamaan 5.1, kita dapat mengetahui nilai frekuensi USB sinyal 1 pada kedua percobaan, dengan perhitungan sebagai berikut:
· Frekuensi USB sinyal 1 percobaan 1:
Fc = 10 Hz
Fm = 2 Hz
FUSB = Fc + Fm
= 10 + 2 = 12 Hz
· Frekuensi USB sinyal 1 percobaan 2:
Fc = 20 Hz
Fm = 2 Hz
FUSB = Fc + Fm
= 20 + 2 = 22 Hz
FLSB = Fc - Fm………………………………...(5.2)
Berasarkan persamaan 5.2, kita dapat mengetahui nilai frekuensi LSB sinyal 1 pada kedua percobaan, dengan perhitungan sebagai berikut:
· Frekuensi LSB sinyal 1 percobaan 1:
Fc = 10 Hz
Fm = 2 Hz
FLSB = Fc - Fm
= 10 - 2 = 8 Hz
· Frekuensi LSB sinyal 1 percobaan 2:
Fc = 20 Hz
Fm = 2 Hz
FLSB = Fc - Fm
= 20 - 2 = 18 Hz
Spektrum frekuensi AM DSB SC untuk sinyal 2 dapat dilihat pada gambar 5.13 dan 5.14. Pada gambar 5.13 dan 5.14 dapat dilihat bahwa sinyal 2 percobaan 2 memiliki frekuensi sideband yang lebih besar dibandingkan sinyal 2 percobaan 1. Untuk mengetahui nilai frekuensi tiap sideband dapat digunakan perssamaan diatas, sehingga didapat perhitungan sebagai berikut :
· Frekuensi USB sinyal 2 percobaan 1:
Fc = 30 Hz
Fm = 4 Hz
FUSB = Fc + Fm
= 30 + 4 = 34 Hz
· Frekuensi USB sinyal 2 percobaan 2:
Fc = 40 Hz
Fm = 4 Hz
FUSB = Fc + Fm
= 40 + 4 = 44 Hz
· Frekuensi LSB sinyal 2 percobaan 1:
Fc = 30 Hz
Fm = 4 Hz
FLSB = Fc - Fm
= 30 - 4 = 26 Hz
· Frekuensi LSB sinyal 2 percobaan 2:
Fc = 40 Hz
Fm = 4 Hz
FLSB = Fc - Fm
= 40 – 4 = 36 Hz
Berdasarkan hasil perhitungan diatas, maka didapat analisis bahwa Frekuensi pada Percobaan 2 lebih besar daripada percobaan 1 , baik USB maupun LSB. Rentang sinyal DSB pada sinyal 1 percobaan 1 , berada pada range 1-20 Hz, sedangkan pada sinyal 1 percobaan 2, berada pada range 20-40 Hz. Rentang sinyal DSB pada sinyal 2 percobaan 1, berada pada range 0-40 Hz, sedangkan pada sinyal 2 percobaan 2, berada pada range 20-60 Hz.
Analisa Perbandingan Sinyal FDM
Sinyal FDM merupakan penggabungan beberapa sinyal input pada satu kanal transmisi secara bersamaan dimana sinyal dikirimkan dalam subchannel yang berbeda dan diberikan guard band agar sinyal-sinyal input tidak mengganggu atau tumpang tindih satu sama lain. Berdasarkan hasil simulasi pada Tabel 5.11 , didapat analisa bahwa kedua percobaan memiliki dua buah sinyal input, sehingga pada sinya FDM terdapat dua buah subchannel yang ditransmisikan bersamaan. Pada tabel 5.11 dapat dilihat sinyal FDM percobaan 1, dan percobaan 2, terlihat sinyal tersebut terdapat perbedaan kerapatan sinyal dimana bagian sinyal FDM yang paling rapat merupakan subchannel yang berisi sinyal 2 dan sinyal yang lebih renggang merupakan subchannel yang berisi sinyal 1. Hal tersebut menunjukkan bahwa pada percobaan 1 dan percobaan 2, sinyal FDM merupakan gabungan sinyal 1 dan sinyal 2. Jika dibandingkan antara percobaan 1 dan 2 , maka sinyal FDM pada percobaan 2 lebih rapat dibandingkan pada percobaan 1, hal tersebut terjadi karena pada percobaan 2 frekuensi carrier yang dikalikan dengan sinyal informasi pada kedua sinyal lebih besar dibandingkan frekuensi carrier pada percobaan 1.
Analisa Perbandingan Spektrum Frekuensi Sinyal FDM
Berdasarkan hasil simulasi diatas, dapat dilihat pada tabel 5.12 bahwa kedua percobaan memiliki karakteristik spektrum frekuensi yang sama, yaitu terdiri dari dua buah double side band yang merupakan gabungan dari kedua sinyal termodulasi (masing-masing berupa DSB SC). Kedua percobaan memiliki Spektrum frekuensi sinyal FDM yang sesuai dengan prinsip FDM, yaitu menggabungkan beberapa sinyal input pada suatu kanal dengan membagi kedalam beberapa sub kanal. Pada gambar 5.37 dan 5.38 dapat dilihat pula bahwa antar sinyal input terdapat jarak yang cukup lebar atau bisa disebut guard band agar sinyal tidak saling menginterfensi satu sama lain. Dan pada kedua percobaan, puncak spektrum masing-masing percobaan berbeda, pada percobaan 2, memiliki puncak spektrum yang lebih tinggi dibandingkan dengan percobaan 1.
Analisa Perbandingan Demodulasi Sinyal 1
Sinyal-sinyal yang sudah digabungkan melelui kanal transmisi, kemudian dipisah sesuai dengan tujuan / jalurnya masing masing. Sinyal-sinyal tersebut kemudian dimodulasi hingga akhirnya informasi dapat diterima oleh penerima. Berdasarkan hasil simulasi diatas, dapat dilihat pada tabel 5.13 bahwa perbandingan sinyal 1 hasil demodulasi kedua percobaan. Pada Gambar 5.39 , menunjukkan bahwa sinyal hasil demodulasi tersebut mirip seperti bentuk sinyal informasi 1 pada gambar 5.3. Pada Gambar 5.40, menunjukkan bahwa sinyal hasil demodulasi tersebut tidak mirip seperti bentuk sinyal informasinya pada gambar 5.4, bentuk sinyal hasil demodulasi berbentuk tidak teratur kemungkinan pada saat proses FDM, sinyal tersebut mendapat interferensi dari sinyal lain.
Analisa Perbandingan Demodulasi Sinyal 2
Berdasarkan hasil simulasi diatas, dapat dilihat pada Tabel 5.14 merupakan perbandingan sinyal 2 hasil demodulasi pada kedua percobaan. Pada Gambar 5.41 menunjukkan bahwa sinyal hasil demodulasi tersebut mirip seperti bentuk sinyal informasi 1 pada gambar 5.5. Sedangkan pada Gambar 5.42 menunjukkan bahwa sinyal hasil demodulasi tersebut mirip seperti bentuk sinyal informasi 1 pada gambar 5.6. Dari percobaan Demodulasi, sinyal 1 perocobaan 2 yang telah didemodulasi tidak memiliki bentuk sinyal yang mirip seperti sinyal informasi sedangkan untuk sinyal lainnya memiliki bentuk sinyal yang mirip seperti sinyal informasi.
Kesimpulan
1. Frequency Division Multiplexing (FDM) adalah teknik menggabungkan banyak saluran input menjadi sebuah saluran output berdasarkan frekuensi. Dengan total bandwith dari keseluruhan saluran dibagi menjadi sub-sub saluran oleh frekuensi. Tiap sinyal modulasi memerlukan bandwidth center tertentu disekitar frekuensi carrier-nya, dinyatakan sebagai suatu saluran (channel)Sebelum mengalami multipleksing sinyal-sinyal input dimodulasi agar dapat ditransmisikan cukup jauh.
2. Pada percobaan ini, modulasi yang dilakukan adalah Amplitude Modulation Double Side Band Supressed Carrier (AM DSB SC) dimana frekuensi sinyal carrier ditekan hingga bernilai 0.
3. Pada saat multipleksing, sinyal-sinyal yang digabungkan dibatasi oleh guard band agar terdapat jarak antar sinyal-sinyal yang ditransmisikan, sehingga tidak saling menginterfensi.
4. Sinyal-sinyal hasil multipleksing akan dipisahkan kembali menuju tujuan masing-masing melalui proses demultipleksing.
5. Sebelum sinyal sampai di penerima, sinyal akan didemodulasi untuk menghilangkan sinyal carrier sehingga hanya tersisa sinyal informasi saja.
Sekian pembahasan kali ini guys,semoga dapat berguna untuk kalian semua !!
S
S
0 Response to "Frequency Division Multiplexing dan Demultiplexing -- Lengkap dengan MATHLAB 2020"
Post a Comment