Makalah Teknologi Multiple Akses

TEKNOLOGI MULTIPLE AKSES

TUGAS PERBAIKAN SISTEM KOMUNIKASI BERGERAK

Oki Angga Pratama

10 223 845

2013

Institute Sains dan Teknologi Nasional

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Saat ini kebutuhan akan teknologi, baik itu teknologi informasi maupun

telekomunikasi sangat tinggi dari mulai golongan menengah kebawah dan

golongan menengah ke atas. Perkembangan teknologi yang saat ini sangat

cepat adalah teknologi telekomunikasi, yang menghadirkan beragam pilihan

bentuk teknologi dan kecanggihannya. Saat ini terjadi persaingan yang ketat

antara 2 teknologi komunikasi yaitu Komunikasi Bergerak (Mobile

Communication) dan FWA (Fixed Wireless Access).

Adapun perkembangan teknologi komunikasi terutama teknologi selular

sudah di mulai sejak pertengahan tahun 90 an dengan mengusung teknologi 1G

(Generasi Pertama ) dengan menggunakan teknologi AMPS (Advance Mobile

Phone Sistem). Dimana teknologi AMPS ini pertama kali dipergunakan oleh

pihak militer di Amerika Serikat.

Dalam kurun waktu 10 tahun sejak lahirnya AMPS sudah terjadi

perkembangan yang sangat pesat dengan berbagai penemuan atau inovasi

teknologi komunikasi dan , akhir tahun 90 an muncullah teknologi 2G

(Generasi Kedua). perbedaan utama dari teknologi G1 dan G2 adalah G1 masih

menggunakan sistem Analog sedangkan G2 sudah menggunakan sistem

Digital. Teknologi 2G dapat dibagi ke dalam dua kelompok besar, yaitu TDMA

(Time Division Multiple Access) dan CDMA (Code Division Multiple Access).

TDMA sendiri berkembang ke dalam beberapa versi, yaitu GSM di Eropa,

IDEN di Amerika, PDC di Jepang. Sedangkan CDMA berkembang pesat di AS

dan Kanada. Kemampuan mencolok teknologi 2G adalah tidak hanya dapat

digunakan untuk telpon,(voice) tetapi juga untuk mengirim SMS (Short

Message Service) yaitu mengirim pesan singkat dengan menggunakan text.

Dengan adanya kehadiran teknologi generasi kedua, maka muncul lah telnologi

selular yg baru yaitu, GSM (Global Sistem for Mobile communications) suatu

Oki Angga Pratama, 10 223 845 2Sistem Komunikasi Bergerak


sistim komunikasi bergerak 2G. Frekuensi yang dapat digunakan dalam GSM

adalah 850MHz, 900MHz, 1800MHz dan 1900MHz.

Melihat begitu pesatnya perkembangan telekomunikasi maka, sudah

seharusnya untuk kita mengetahui perkembangan tersebut. Sebab tidak dapat di

pungkiri lagi kita sangat membutuhkan teknologi komunikasi tersebut dalam

kehidupan sehari – hari. Oleh karena itu, didalam makalah ini akan dibahas

perkembangan beberapa Teknologi Multiple Akses yang di gunakan pada

sistem komunikasi bergerak.

1.2 Tujuan

Tujuan dari penulisan makalah ini diantaranya :

1. Mengenal dan memahami konsep metode akses yang ada pada sistem

telekomunikasi.

2. Memahami prinsip kerja dari masing-masing teknologi multiple akses baik

TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division

Multiple Access), dan CDMA (Code Division Multiple Access).

3. Memahami kelebihan dan kekurang dari masing-masing teknologi multiple

akses.

4. Mengetahui aplikasi dari masing-masing teknologi multiple akses.



BAB II

PEMBAHASAN

Teknologi wireless menggunakan frekuensi sebagai media penghubung.

Keterbatasan frekuensi menyebabkan lahirnya sebuah teknologi yang

memungkinkan pengguna seluler untuk berbagi frekuensi agar dapat

melakukan komunikasi maka teknologi ini disebut Multiple Access Sistem.

Sistem tersebut sangat penting, karena dapat mendukung pemakai dengan

jumlah banyak dan simultan. Dengan kata lain, pemakai dengan jumlah yang

besar saling berbagi ruang pada kanal radio dan sembarang pemakai dapat

memperoleh akses ke sembarang kanal (tiap pemakai tidak selalu mendapat

kanal yang sama). Kanal yang dimaksud adalah berupa bagian dari sumber

radio yang terbatas, yang sementara dialokasikan untuk tujuan tertentu. Metode

Multiple Access menjelaskan bagaimana spektrum radio dibagi ke dalam kanal-

kanal dan bagaimana kanal-kanal tersebut dialokasikan ke banyak pemakai.

Akses jamak adalah suatu cara pengaksesan beberapa sumber daya secara

bersama-sama oleh lebih dari satu pemakai pada kanal radio. Digunakannya

akses jamak karena banyaknya pemakai yang ingin menggunakan kanal radio

melalui saluran yang terbatas dipakai bersama-sama baik dalam domain

frekuensi, waktu, waktu dan frekuensi secara serempak.

Tiga teknik akses jamak yang sering digunakan adalah :

1. Teknik akses jamak pembagian frekuensi (Frequency Division Multiple

Access).

2. Teknik akses jamak pembagian waktu (Time Division Multiple Access).

3. Teknik akses jamak pembagian sandi (Code Division Multiple Access).

Gambar 2.1 Tipe Metode Akses Jamak



OPERASI FDMA TDMA CDMAPita Teralokasi 12.5 MHz 12.5 MHz 12.5 MHz

Bandwidth Per Kanal 0,03 MHz 0,03 MHz 1,25 MHz

Jumlah Kanal RF 12,5/0,03=416

12,5/0,03=416

12,5/1,25=10

Kanal/ Sel 416/7=59 416/7=5912,5/1,25=

10

Kanal Kendali/ Sel 2 2 2

Kanal Dipakai/ Sel 57 57 58

Panggilan per Kanal RF

1 4* 40**

Kanal Suara/ Sel 57x1=57 57x4=228 8x40=320

Sektor/ Sel 3 3 3

Panggilan Voice/Sektor

57/3=19 228/3=76 320

Kapasitas dibanding FDMA

1 1 16.8

Note :* Tergantung jumlah slot

** Tergantung pada jumlah ragam sandi

Tabel 2.1 Perbandingan Operasi Metode Akses Jamak

2.1 FDMA (Frequency Division Multiple Accsess)

a. Pengertian

FDMA (Frequency Division Multiple Access) melakukan pembagian

spektrum gelombang dalam beberapa kanal frekuensi. Setiap panggilan

hubungan akan memperoleh kanal tersendiri. Metode FDMA paling tidak

efisien dan umumnya digunakan pada jaringan analog seperti AMPS. FDMA

merupakan suatu teknik pengaksesan yang menggunakan frekuensi sebagai

media perantaranya. Sistem ini digunakan BTS pada saat memancar/transmit

dengan menggunakan frekuensi down link dan pada saat BTS

menerima/receive dengan menggunakan frekuensi uplink. Penggunaan

frekuensi downlink dan uplink diatur sedemikian rupa sehingga tidak saling

menggangu frekuensi yang lainnya. Jika frekuensi ini tidak tepat

pengaturannya maka antara satu BTS dengan BTS yang lain frekuensinya

akan saling menganggu (interference) yang akan berakibat dengan kualitas

suara yang kurang baik, drop call (komuniksai tiba-tiba putus), sulit

melakukan panggilan atau tidak bias melakukan panggilan sama sekali.



Untuk memahami FDMA, bisa dianalogikan tentang station radio

mengirimkan sinyalnya pada frekuensi yang berbeda pada kanal yang tersedia

kepada tiap-tiap pengguna ponsel. FDMA digunakan sebagian besar untuk

transmisi analog. Saat untuk membawa informasi digital, FDMA sudah tidak

efesien lagi. Dalam FDMA frekuensi dibagi menjadi beberapa kanal

frekuensi yang lebih sempit. Tiap pengguna akan mendapatkan kanal

frekuensi yang berbeda untuk berkomunikasi secara bersamaan.

Pengalokasian frekuensi pada FDMA bersipat eksklusif karena kanal

frekuensi yang telah digunakan oleh seorang pengguna tidak dapat digunakan

oleh pengguna yang lain. Antar kanal dipisahkan dengan bidang frkuensi

yang lebih sempit lagi (guard band) untuk menghindari interferensi antar

kanal yang berdekatan (adjacent channel) agar menempati alokasi frekuensi

yang diberikan.

FDMA membagi bandwidth menjadi 124 buah frekuensi pembawa

(carrier frequency) yang masing-masing menjadi daerah fekuensi daerah

selebar 200 kHz. Satu atau lebih frekuensi pembawa dialamatkan pada

masing-masing BTS (Base Transceiver Station) yang tersedia. Dalam sistem

yang menggunakan frekuensi division multiple access ini frekuensi yang

digunakan adalah berbeda-beda dengan sistem time division multiple access

pada sistem tersebut frekuensi sinyal yang digunakan adalah sama untuk

menghindari adanya interfrensi pada saat pentransmisian sinyal maka sistem

ini mentransmisikan sinyal dengan pengaturan waktu yang berbeda-beda

namun frekuensi yang digunakan adalah sama.

b. Kelebihan dan Kekurangan

Beberapa kelemahan dari sistem frekuensi multiple access adalah :

Pada saat pentransmisian sinyal jika antara BTS terdapat kanal yang

sama maka akan terjadi interfrensi yang menyebabkan kerusakan sinyal,

Sulitnya melakukan panggilan. Dengan kata lain sistem ini dapat terjadi

interfrensi dari sesama BTS yang berdekatan.



Daya tahan terhadap gangguan baik noise maupun jarak tempuh lebih

lemah dari pada komunikasi yang telah menggunakan sistem digital.

Dalam komunikasi ini juga harus memperhatikan beberapa hal seperti:

line of sight dan topologi bumi sehingga sinyal dapat berjalan baik ke

receiver.

Fleksibilitas rendah: kalau ada rekonfigurasi kapasitas (sama dengan

lebar pita) modifikasi diperlukan di TRX (untuk saluran tersebut, untuk

saluran bertetangga, filter dan peralatan lain mungkin perlu diubah).

Kapasitas berkurang drastic sejalan dengan penambahan jumlah carrier

akibat noise intermodulasi dan back-off.

Perlunya pemerataan daya tiap saluran di TXR untuk menghindari

capture effect (harus real time mengantisipasi pelemahan akibat hujan,

awan tebal, dsb)

Keunggulan :

Sistem keseluruhan sederhana: pengoperasian mudah, peralatan murah

dan terbukti handal.

Dimensioning stasiun bumi kecil

Mengurangi informasi bit rate dan efisien menggunakan kode digital

yang dapat memperkecil kapasitas kapasitas.

Transmisi berjalan, sistem melakukan secara kontinyu (jadi apabila

terjadi kesalahan di tengah proses tidak mengulang dari awal) dan

mengurangi jumlah bit yang di butuh kan.

2.2 TDMA (Time Division Multiple Access)

a. Pengertian

Merupakan transmisi teknologi digital yang memungkinkan sejumlah user

untuk mengakses sebuah channel frekuensi radio tanpa interferensi dengan cara

mengalokasikan slot waktu yang unik bagi tiap user dalam setiap channel. Pada

metode akses jamak pembagian waktu atau Time Division Multiple Access



(TDMA), tiap pemakai akan menggunakan seluruh spektrum frekuensi

tertentu yang disediakan dalam waktu yang singkat yang disebut slot waktu

(time slot). Tiap pengguna mendapatkan sebuah slot waktu yang berulang

secara periodik dan hanya diijinkan mengirimkan informasi pada slot waktu

tersebut. Antar slot waktu diberi jeda waktu untuk menghindari interferensi

antar pengguna. Jika slot waktu dalam frekuensi yang diberikan sedang

digunakan semua, maka pengguna berikutnya harus diberikan slot waktu

dengan frekuensi yang berbeda.

Cara kerja sistem TDMA

TDMA bergantung pada sinyal audio yang telah didigitalisasi yang

kemudian dibagi menjadi sejumlah paket berukuran milidetik. TDMA

mengalokasikan sebuah channel frekuensi untuk waktu yang singkat dan

kemudian dipindahkan ke channel lain. Sampel digital dari sebuah transmitter

menempati slot waktu yang berbeda dalam beberapa band dalam waktu yang

sama.

Gambar 2.2 Time Division Multiple Access

Teknik akses yang digunakan dalam TDMA adalah dengan membagi

carrier pembawa frekuensi 30kHz untuk 3 user. TDMA juga merupakan

teknik akses yang dipakai dalam GSM (standar digital Eropa) dan PDC

(standar digital Jepang). Alasan pemilihan TDMA pada standar-standar

tersebut adalah karena TDMA memungkinkan beberapa layanan penting

untuk sistem operasi dalam sebuah ponsel atau PCS.



Untuk mengilustrasikan proses dalam TDMA, perhatikan gambar berikut

dimana empat percakapan berbeda terjadi secara bersamaan

Gambar 2.3 Cara kerja Time Division Multiple Access

Pada TDMA beberapa pemakai dapat menggunakan kanal frekuensi yang

sama, tetapi setiap kanal hanya dapat digunakan untuk waktu yang sanga

singkat. Setiap pemakai diberikan slot waktu dan hanya dapat mengirimkan

informasi pada waktu yang telah ditentukan. Analoginya seperti sebuah

ruangan yang sebelumnya telah dibagi menjadi beberapa ruang yang lebih

kecil dan selanjutnya setiap ruang kecil tersebut digunkan oleh beberapa

pasang pemakai untuk melakukan komunikasi.

Tetapi untuk menghindari interferensi, pada satu waktu hanya dua orang

saja yang dapat menggunakan ruang kecil tersebut. Setiap pasang diberi slot

waktu sehingga jika waktunya habis harus segera meninggalkan ruangan dan

bergantian dengan pasangan yang lain. Jadi pada TDMA, beberapa pasang

pemakai dapat secara bergantian menggunakan ruang yang sama. Dengan

cara tersebut, TDMA mampu menampung lebih banyak orang dibandingkan

FDMA.

b. Kelebihan dan kekurangan

Keunggulan TDMA:

Meningkatkan efisiensi transmisi.

Dapat dengan mudah diadaptasi pada transmisi data sebagaimana pada

transmisi suara.



User tidak akan mengalami interferensi selama transmisi.

Memperpanjang masa pakai baterai dan talktime.

Menghemat biaya peralatan, ruang dan pemeliharaan.

Teknologi paling cost-effective untuk mengupgrade sistem analog yang

ada ke digital.

Layanannya compatible untuk ponsel dual-mode.

Kekurangan TDMA

Pemborosan bandwidth.

User telah memiliki slot waktu yang telah ditentukan sebelumnya.

Multipath distortion.

2.3 CDMA (Code Division Multiple Access)

a. Pengertian

CDMA merupakan singkatan dari Code Division Multiple Access yaitu

teknik akses jamak (multiple access) yang memisahkan percakapan dalam

domain kode. CDMA merupakan teknologi digital tanpa kabel yang pertama

kali dibuat oleh perusahaan Amerika. Teknologi CDMA dikembangkan

pertama kali oleh militer di awal tahun 1960. CDMA merupakan penggunaan

dari berbagai spektrum frekuensi yang sama tanpa ada permbicaraan ganda.

Dalam bentuk pemultipleksan (bukan sebuah skema pemodulasian) dan

sebuah metode akses secara bersama yang membagi kanal tidak berdasarkan

waktu (seperti pada TDMA) atau frekuensi (seperti pada FDMA), namun

dengan cara mengkodekan data dengan sebuah kode khusus yang

diasosiasikan dengan tiap kanal yang ada dan menggunakan sifat-sifat

interferensi konstruktif dari kode-kode khusus itu untuk melakukan

pemultipleksan.

Hal ini menyebabkan CDMA lebih tahan terhadap interferensi dan noise.

Untuk menandai pemakai yang memakai spektrum frekuensi yang sama,

CDMA menggunakan kode yang unik yaitu PRCS (Pseudo Random Code

Sequence). Berbeda dengan FDMA (Frequency Division Multiple Access)

dan TDMA (Time Division Multiple Access), maka CDMA menggunakan



waktu dan frekuensi yang sama dalam akses masing-masing pemakai.

Penggunaan frekuensi dan waktu yang sama menyebabkan CDMA kritis

terhadap interferensi. Semakin besar interferensi yang terjadi maka kapasitas

CDMA semakin kecil. CDMA membawa manfaat yang besar dan berada di

atas teknologi serupa yang lain untuk saat ini. CDMA menawarkan kapasitas

jaringan yang terbesar untuk melayani lebih banyak pelanggan dengan biaya

infrastruktur yang sama.

Cara kerja sistem CDMA

CDMA menawarkan kecepatan transmisi data paling tinggi diantara yang

lain. Setiap pemakai diberi dengan bilangan biner yang dinamakan DCS

(Direct Code Sequence) ketika terjadi panggilan. DCS adalah signal yang

dibangkitkan oleh linier modulation dengan wideband PN (Pseudorandom

Noise), sehingga Direct Code Sequence CDMA menggunakan lebar sinyal

daripada FDMA maupun TDMA. Wideband signal berfungsi untuk

mengurangi interferensi. Seluruh pengguna ada bersama-sama dalam jarak

spektrum frekuensi radio. Kode-kode dibagi pada MS (Mobile Station) dan

BS (Base Station) yang disebut Pseudorandom Code Sequence (PCS).

Masing-masing kode pemakai secara berlapis dan berkelanjutan

ditransmisikan ke seluruh carrier. Unik dari CDMA adalah jumlah panggilan

telepon yang dapat ditangkap oleh carrier tentunya terbatas dan jumlahnya

tidak pasti. Kanal trafik dibuat dengan penentuan masing-masing pengguna

kode dengan carrier. Teknik CDMA pada awalnya disebut dengan CDMA

One yang merupakan teknologi generasi kedua (2G). Versi revisinya IS-95

yang menjadi basis sistem komersial CDMA 2G seluruh dunia. Dengan

kecepatan koneksi 14,4 kbps. Kemudian CDMA merevisi stándar menjadi IS-

95B. sistem CDMA 2,5 G ini menawarkan kecepatan 64 kbps.

Ada 2 jenis teknik yang digunakan dalam sistem spektrum tersebar yakni :

Frequency Hopping : gelombang radio FHSS akan memancar dan

melompat / hopping pada frekuensi tertentu berdasarkan sebuah algoritma

tertentu, yang dapat random atau direncanakan.



Pada spektrum tersebar lompatan frekuensi (frequency hopping spread

spectrum, FHSS), frekuensi pembawa yang memodulasi isyarat informasi

tidaklah konstan melainkan berubah secara periodis. Selama interval waktu

tertentu frekuensi pembawanya tetap, tetapi setelah itu pembawa melompat

ke frekuensi lain (atau mungkin juga ke frekuensi yang sama). Pola lompatan

atau perpindahan frekuensi pembawa ini ditentukan oleh runtun PN. Sebuah

set frekuensi yang dapat digunakan pembawa disebut set lompatan (hop set).

Gambar 2.4 Diagram blok frequency hopping

Isyarat data termodulasi bidang-dasar. Dengan menggunakan penyintesa

frekuensi cepat (fast frequency synthesizer) yang dikendalikan runtun PN,

frekuensi pembawa dikonversinaik ke frekuensi transmisi.Proses sebaliknya

terjadi di penerima. Dengan menggunakan runtun PN lokal,isyarat diterima

dikonversi turun ke bidang-dasar. Data dipulihkan setelah demodulasi bidang-

dasar. Rangkaian sinkronisasi menjamin bahwa lompatan frekuensi

yangdilakukan pembawa lokal sinkron dengan di pengirim sehingga

pengawa-sebaran yang benar dapat dilakukan. Sistem lompatan frekuensi

dibagi berdasarkan pesat lompatannya

Direct Sequence : adalah salah satu dari pendekatan modulasi spread

spectrum untuk pengiriman data digital kecepatan tinggi melalui radio.



Gambar 2.5 Spectrum pada sistem direct sequence

Dalam sistem Direct Sequence CDMA (DS-CDMA), bandwidth dari

sinyal informasi dilebarkan dengan mengalikan sinyal dengan pseudo-

random atau dalam sistem spread spectrum (Gambar 2.1) dikenal dengan

sebutan pseudonoise (PN), yang memiliki bandwidth jauh lebih lebar dari

pada sinyal informasi. Dalam DS-CDMA, setiap user memiliki PN sequence

yang dibangkitkan secara unik dan orthogonal atau bisa dikatakan memilki

cross-corelation yang tepat, sehingga penerima dapat membedakan setiap

sinyal dari user yang berbeda. Dengan begitu, berbagai user dapat

memancarkan secara serentak dengan menggunakan bandwidth yang sama .

Saat melewati kanal radio, terdapat banyak pantulan dan hamburan sinyal

yang disebabkan oleh objek yang terdapat pada lingkungan propagasi. Efek

dari kanal ini disebut dispersive multipath propagation, dimana efek tersebut

dapat menyebabkan hancurnya orthogonalitas diantara kode penebar sehingga

nilai cross-corelation antara user meningkat dan mengakibatkan munculnya

intersymbol interference (ISI) yang menyebabkan menurunnya

performansi sistem.

b. Kelebihan dan kekurangan

Keunggulan CDMA

CDMA selain mengacak juga mentransmisikan suara dalam kode-kode

sehingga sama sekali tidak bisa disadap.

Dalam layanan CDMA, frekuensi yang dipancarkan seluruhnya ini

menjamin pembicaraan tidak terputus.



Dapat mengirimkan informasi dengan daya yang kecil sehingga

memungkinkan daya baterai yang lebih tahan lama.

Kapasitas pelanggan per BTS CDMA dapat mencapai 6000 (10 kali

GSM). Hal ini disebabkan CDMA lebih irit dalam pemakaian frekuensi.

CDMA tarifnya akan jauh berada dibawah GSM karena biaya

investasinya sangat murah.

Kekurangan CDMA

Jika keluar kota harus melapor ke provider terlebih dahulu.

Kemampuan roaming. Handphone GSM jauh lebih variatif dari segi

model dan harga. Sedangkan CDMA masih sedikit.

Kecepatan uploadnya lebih lambat dari kecepatan downloadnya.

Cakupan dari CDMA itu sendiri,GSM berapapun pelanggannya pada

suatu area tertentu, maka luas cakupannya adalah sama. Sedangkan dalam

CDMA luas cakupan dari BTS itu sendiri tergantung dari jumlah

pelanggannya



BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang di peroleh dari penulisan makalah ini yaitu terdapat

beberapa teknik multiple akses yang digunakan pada sistem komunikasi

bergerak. FDMA merupakan suatu teknik pengaksesan yang menggunakan

frekuensi sebagai media perantaranya. Base Tranceiver Station (BTS)

mengandung transceiver radio yang menangani sebuah cell dan hubungan

dengan mobile station dan jumlahnya lebih banyak. Pada TDMA beberapa

pemakai dapat menggunakan kanal frekuensi yang sama, tetapi setiap kanal

hanya dapat digunakan untuk waktu yang sangat singkat. Setiap pemakai

diberikan slot waktu dan hanya dapat mengirimkan informasi pada waktu yang

telah ditentukan. Tidak seperti FDMA dan TDMA, pada sistem CDMA user

menggunakan code yang unik dalam mengakses kanal yang terdapat dalam

sistem. CDMA selain mengacak juga mentransmisikan suara dalam kode-kode

sehingga sama sekali tidak bisa disadap. CDMA memiliki keunggulan anti-

jamming (penyadapan) karena kode-kode yang di transmisikan sangat sulit

dilacak karena bersifat acak.

3.2 Referensi

[1] Renno, Reymond, Jaringan Telekomunikasi. Pusat Pengembangan Bahan

Ajar-UM. Universitas Mercu Buana.

[2] http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/543/jbptunikompp-gdl-dedenugrah-

27130-6-babii.pdf

[3] http://www.elektro.undip.ac.id/sukiswo/?download=TTS_04_Teknik

%20Multiple%20Access.pdf


http://www.elektro.undip.ac.id/sukiswo/?download=TTS_04_Teknik%20Multiple%20Access.pdf

http://www.elektro.undip.ac.id/sukiswo/?download=TTS_04_Teknik%20Multiple%20Access.pdf

http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/543/jbptunikompp-gdl-dedenugrah-27130-6-babii.pdf

http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/543/jbptunikompp-gdl-dedenugrah-27130-6-babii.pdf

Documents

Makalah Teknologi Multiple Akses