Komunikasi Akses Jamak

Komunikasi Akses Jamak
Sulistyaningsih, 05912-SIE
Jurusan Teknik Elektro Teknologi Informasi FT UGM,
Yogyakarta
Diantara sistem komunikasi, macam paling sederhana terdiri dari satu pasangan
pengguna: satu mengirimkan dan satu menerima. Komunikasi satu ke satu ini
biasanya disebut komunikasi titik ke titik.
Dalam banyak penggunaan, ini mengharuskan beberapa pengirim mengirimkan
informasi secara serempak melalui kanal komunikasi yang sama. Pada waktu
sekarang, terdapat banyak contoh dari komunkasi akses jamak yang pada beberapa
pemancar bersama-sama menempati sebuah kanal bersama. Sebagai contoh, dalam
sistem telepon bergerak, daerah bumi dibagi menjadi beberapa daerah kecil. Daerah
pembagianan disebut ‘sel’, dan seperti itu sistem disebut sistem telepon selular.
Stasiun dasar adalah tempat pada pusat tiap sel untuk menyediakan layanan
komunikasi dari semua pengguna telepon bergerak diatas daerah cakupan dari
gelombang radio. Sekarang, beberapa pengguna telepon bergerak perlu untuk
berkomunikasi dengan stasiun dasar yang sama pada waktu yang sama. Oleh karena
itu, beberapa teknik komunikasi diperlukan untuk memecahkan masalah akses jamak.
Ada beberapa contoh lain dari komunikasi akses jamak: stasiun bumi
berkomunikasi dengan satelit, jaringan daerah lokal(local-area network), jaringan
paket radio(packet-radio network), dan jaringan televisi kabel(cable television
network), untuk beberapa nama. Biasanya yang diutamakan dari kanal komunikasi
adalah penerima menghasilkan gabungan (penyajian terakhir) dari sinyal terkirim
oleh pemancar aktif. Fenomena ini menyebabkan kurang dari efek yang diharapkan.
Sebagai contoh, dalam sistem telepon kabel, ini menyebabkan crosstalk antara
hubungan telepon yang berbeda. Dalam sistem telepon selular, ini menyebabkan
gangguan hebat antara para pengguna, jika frekuensi radio sama digunakan secara
serempak oleh pengguna berbeda.
Gambar 6-1 menggambarkan skenario komunikasi akses jamak: hanya kasus dari
pengguna K sebagai pemancar dan sebuah penerima bersama ditunjukkan. Dalam
prakteknya, terdapat banyak penerima, dan masing-masing tertarik pada informasi
terkirim oleh hanya seorang pengguna(atau bagian perangkat dari pengguna). Sebagai
contoh, setiap pengguna berisi pemancar dan penerima yang mengirim dan menerima
informasi melalui kanal bersama, atau beberapa pengguna hanya berperan sebagai
pemancar dan lainnya berperan sebagai penerima. Satu yang bukan main, informasi
yang sama dikirim ke semua penerima, sebagai contoh, pada penyiaran radio dan
televisi atau pada televise kabel. Pada sistem penyiaran ini, stasiun penyiaran berperan
sebagai pemancar dan pesawat TV atau penerima radio berperan sebagai penerima.
Hal bukan main lainnya, pesan dapat dipancarkan dan diterima dari pengguna berbeda
yang bebas. Sebagai contoh, stasiun dasar mengirim ke unit bergerak(mobile units)
dan unit bergerak mengirim ke stasiun dasar(base station). Pada kasus ini, setiap
pengguna harus berisi sebuah penerima dan sebuah pemancar.
Gambar 6-1 Komunikasi akses jamak
Dalam bab ini, kami pertama menganggap skenario ditunjukkan pada gambar 6-1.
Penerima harus mampu mendapatkan kembali informasi terkirim oleh satu
pengguna(atau bagian perangkat dari pengguna). Catatan bahwa sinyal diterima oleh
penerima adalah campur. Oleh karena itu, sebagai contoh, untuk sebuah stasiun dasar
dari sistem telepon selular, penerima harus mampu mendapatkan kembali semua
informasi terkirim dari semua pengguna aktif; dan, untuk sebuah unit bergerak
khusus, ini cukup untuk mendapatkan kembali informasi yang dikirim dari stasiun
dasar ke pengguna khusus.
Beberapa teknik akses jamak akan diperkenalkan dalam bab ini, termasuk
Frequency-Division Multiple Access (FDMA), Time-Division Multiple Access
(TDMA), Code-Division Multiple Access (CDMA) dan Carrier-Sense Multiple
Access (CSMA). Kami menganggap bahwa informasi selalu dalam bentuk digital, dan
hanya teknik akses jamak digital yang dipertimbangkan.
6.1
Frequency-Division Multiple Access (FDMA)
Modulasi frekuensi radio memungkinkan beberapa pengiriman untuk berdampingan
pada waktu dan ruang tanpa saling mengganggu oleh penggunaan frekuensi pembawa
yang berbeda. Sebagai contoh, untuk sistem penyiaran radio atau televisi, beberapa
stasiun penyiaran dalam daerah frekuensi radio berbeda tugas juga bentuk sinyal
spectra dari stasiun tidak saling meliputi. Radio dan pesawat televisi dapat di setel ke
penerima program khusus dengan mengatur bagian perangkat Band Pass Filter (BPF).
Band Pass Filter (BPF) melewatkan sinyal hanya sekitar frekuensi tengah khusus dan
menolak yang lain, dan menghasilkan sinyal yang dapat dimodulasi tanpa gangguan
dari stasiun lain. Sekarang ini, pengiriman informasi paling diatas dari sistem
penyiaran radio dan televisi adalah dalam bentuk analog. Akan tetapi, sistem
penyiaran digital memberikan kualitas lebih baik dari audio dan video akan menjadi
terkenal di masa depan.
Sebuah contoh dari sistem Frequency-Division Multiple Access ditunjukkan pada
gambar 6-2 dimana pesan dianggap dalam bentuk digital. Contoh ini dipertimbangkan
seperti sebuah skenario uplink untuk sistem telepon bergerak, dimana semua
pengguna K ingin mengirim pesan ke stasiun dasar. Seperti ditunjukkan, dalam sistem
FDMA, semua pengguna aktif K ditugaskan dengan pita frekuensi berbeda dengan
frekuemsi tengah f1,f2,…,fK sebelum pengiriman.
Setiap pengguna kemudian menempati pita frekuensi yang ditugaskan selama
waktu tinggal dari sambungan. Untuk pengguna ke-K, pesan mk adalah modulasi
digital untuk pita frekuensi yang ditugaskan fk. Kemudian, oleh sebuah penguat daya
dan sebuah antena, sinyal modulasi dikirim melalui udara sebagai sebuah gelombang
elektromagnetik (EM).
Gambar 6-2 Contoh sistem FDMA
Gelombang elektromagnetik akan merambat dalam ruang ke tujuan dimana terletak
penerima. Semua sinyal pengirim dari semua pengguna akan kelihatan pada antena
penerima. Pada penerima, sinyal kelihatan di antena adalah gabungan dari semua
sinyal pengirim dari semua pengguna aktif. Akan tetapi, sejak semua pengguna aktif
ditugaskan dengan pita frekuensi berbeda, sinyal pengirim pengguna saling meliputi
pada daerah frekuensi. Gambar 6-3 menjelaskan spektrum dari sinyal penerima pada
antena.
Sejak gelombang elektromagnetik (EM) dengan serius dilemahkan melalui
perambatan jarak jauh (long distance-propagation), penguat penerima perlu untuk
meningkatkan kekuatan dari sinyal penerima. Sinyal penerima kemudian memberi ke
Band Pass Filter K dengan frekuensi tengah f1,f2,…,fK.
Gambar 6-3 Spektrum sistem FDMA
Sebagai contoh, Band Pass Filter untuk pengguna pertama hanya dapat melewatkan
sinyal sekitar frekuensi tengah f1 dengan bandwidth tepat seperti ditunjukkan dalam
gambar 6-3, dan menolak yang lain. Oleh karena itu, sinyal keluaran dari Band Pass
Filter pertama hanya terdiri dari bentuk gelombang pengirim dari pengguna pertama
tanpa gangguan dari yang lain. Demodulator digital kemudian mendapatkan kembali
informasi yang diinginkan m1. Karena efek tidak ideal dari Band Pass Filter, kami
harus menyisipkan pita penjaga(guard bands) di FDMA seperti ditunjukkan gambar
6-3.
Semua teknik modulasi digital dan demodulasi diperkenalkan pada bab 5
digunakan di sistem ini. Oleh karena itu, ada banyak pembatasan praktis untuk sistem
telepon bergerak, seperti pembatasan nomor dari pita frekuensi dan pembatasan
pemakaian daya dari mobile handset. Akan tetapi, evaluasi dari berbagai teknik
modulasi dibutuhkan.
Teknik FDMA dapat juga digunakan untuk sinyal analog. Pada Bab 4, kami
menekankan kedua penyiaran AM dan FM menggunakan FDMA untuk membedakan
pengguna.