Frequency Division Multiplexing : Diagram Blok, Cara Kerja & Aplikasinya

Teknik multiplexing dikembangkan pada tahun 1870, namun pada akhir abad ke-20; itu menjadi jauh lebih berlaku untuk telekomunikasi digital. Dalam telekomunikasi, the Multiplexing teknik ini digunakan untuk menggabungkan dan mengirim beberapa aliran data melalui satu media. Jadi, perangkat keras yang digunakan untuk multiplexing dikenal sebagai multiplexer atau MUX yang menggabungkan n jalur input untuk menghasilkan satu jalur o/p. Metode multiplexing banyak digunakan dalam telekomunikasi di mana banyak panggilan telepon dilakukan melalui satu kabel. Multiplexing diklasifikasikan menjadi tiga jenis seperti; pembagian frekuensi, pembagian panjang gelombang (WDM) , dan pembagian waktu. Saat ini, ketiga teknik multiplexing ini telah menjadi aset yang sangat signifikan dalam proses telekomunikasi & telah sangat meningkatkan cara kita mengirim & menerima sinyal independen melalui saluran telepon, radio AM & FM, dan juga serat optik. Artikel ini membahas salah satu jenis multiplexing yang dikenal dengan FDM atau multiplexing pembagian frekuensi – cara kerja & aplikasinya.

Apa itu Multiplexing Divisi Frekuensi?

Definisi multiplexing divisi frekuensi adalah: teknik multiplexing yang digunakan untuk menggabungkan lebih dari satu sinyal melalui media bersama. Dalam jenis multiplexing ini, sinyal dengan frekuensi berbeda digabungkan untuk transmisi bersamaan. Dalam FDM, banyak sinyal digabungkan untuk transmisi melalui saluran atau jalur komunikasi tunggal di mana setiap sinyal dialokasikan ke frekuensi yang berbeda di saluran utama.

Diagram Blok Multiplexing Divisi Frekuensi

Diagram blok pembagian frekuensi ditunjukkan di bawah ini yang mencakup pemancar dan penerima. Dalam FDM, sinyal pesan yang berbeda seperti m1(t), m2(t) & m3(t) dimodulasi pada frekuensi pembawa yang berbeda seperti fc1, fc2 & fc3. Dengan cara ini, sinyal termodulasi yang berbeda dipisahkan satu sama lain dalam domain frekuensi. Sinyal termodulasi ini digabungkan bersama untuk membentuk sinyal komposit yang ditransmisikan melalui saluran/media transmisi.

Untuk menghindari interferensi antara dua sinyal pesan, pita pengaman juga disimpan di antara kedua sinyal ini. Guard band digunakan untuk memisahkan dua rentang frekuensi yang luas. Hal ini memastikan saluran komunikasi yang digunakan secara bersamaan tidak mengalami gangguan yang berdampak pada penurunan kualitas transmisi.

Seperti terlihat pada gambar di atas, ada tiga sinyal pesan berbeda yang dimodulasi pada berbagai frekuensi. Setelah itu, mereka digabungkan menjadi satu sinyal komposit. Setiap frekuensi pembawa sinyal harus dipilih sehingga tidak ada tumpang tindih sinyal termodulasi. Seperti ini, setiap sinyal termodulasi dalam sinyal multipleks dipisahkan satu sama lain dalam domain frekuensi.

Di ujung penerima, filter bandpass digunakan untuk memisahkan setiap sinyal termodulasi dari sinyal komposit & didemultipleks. Dengan mentransmisikan sinyal demultipleks melalui LPF, setiap sinyal pesan dapat dipulihkan. Beginilah cara khas metode FDM (Frequency Division Multiplexing).

Bagaimana Cara Kerja Multiplexing Divisi Frekuensi?

Dalam sistem FDM, ujung pemancar memiliki beberapa pemancar & ujung penerima memiliki beberapa penerima. Di antara pemancar & penerima, ada saluran komunikasi. Dalam FDM, di ujung pemancar, setiap pemancar mengirimkan sinyal dengan frekuensi yang berbeda. Misalnya, pemancar pertama mentransmisikan sinyal dengan frekuensi 30 kHz, pemancar kedua mentransmisikan sinyal dengan frekuensi 40 kHz & pemancar ketiga mentransmisikan sinyal dengan frekuensi 50 kHz.

Setelah itu, sinyal-sinyal dengan frekuensi berbeda ini digabungkan dengan perangkat yang dikenal sebagai multiplexer yang mentransmisikan sinyal multiplexing melalui saluran komunikasi. FDM adalah metode analog yang merupakan metode multiplexing yang sangat populer. Pada ujung penerima de-multiplexer digunakan untuk memisahkan sinyal multipleks kemudian mentransmisikan sinyal yang terpisah ini ke penerima tertentu.

FDM tipikal memiliki total n saluran, di mana n adalah bilangan bulat lebih besar dari 1. Setiap saluran membawa satu bit informasi dan memiliki frekuensi pembawa sendiri. Output dari setiap saluran dikirim pada frekuensi yang berbeda dari semua saluran lainnya. Input ke setiap saluran ditunda dengan jumlah dt, yang dapat diukur dalam satuan waktu atau siklus per detik.

Penundaan melalui setiap saluran dapat dihitung sebagai berikut:

dI(t) = I(t) + I(t-dt)/2 − I(t-dt)/2, di mana I(t) = 1/T + C1 *

I(t) = 1/T + C2 *

I(t) = 1/T + C3 *

di mana T = periode sinyal dalam satuan waktu (dalam kasus kami ini adalah nanodetik). C1, C2 dan C3 adalah konstanta yang bergantung pada jenis sinyal yang ditransmisikan dan skema modulasinya.

Setiap saluran terdiri dari susunan kristal fotonik yang bertindak sebagai filter untuk gelombang cahaya yang melewatinya. Setiap kristal hanya dapat melewati panjang gelombang cahaya tertentu; yang lain diblokir seluruhnya oleh strukturnya atau oleh pantulan dari kristal yang berdekatan.

FDM membutuhkan penggunaan penerima tambahan untuk setiap pengguna, yang mungkin mahal dan sulit dipasang di perangkat seluler. Masalah ini telah dipecahkan dengan menggunakan teknik modulasi frekuensi seperti multiplexing pembagian frekuensi ortogonal (OFDM) . Transmisi OFDM mengurangi jumlah penerima yang diperlukan dengan menetapkan subcarrier yang berbeda untuk pengguna yang berbeda pada satu frekuensi pembawa.

Hal ini memerlukan penerima tambahan karena base station dan setiap unit bergerak harus disinkronkan dari waktu ke waktu. Dalam multiplexing ini data tidak dapat dikirim dalam mode burst sehingga data dikirim terus menerus, sehingga penerima harus menunggu sampai paket berikutnya diterima sebelum dapat mulai menerima paket berikutnya. Dibutuhkan penerima khusus untuk dapat menerima paket dengan kecepatan berbeda dari stasiun pangkalan yang berbeda, jika tidak, mereka tidak akan dapat mendekodekannya dengan benar.

Jumlah pemancar dan penerima yang terlibat dalam sistem FDM disebut 'pasangan pemancar-penerima' atau singkatnya TRP. Jumlah TRP yang harus tersedia dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

NumberOfTRPs = (# Pemancar) (# Terima Poin) (# Antena)

Misalnya jika kita memiliki tiga pemancar dan empat titik penerima (RP), kita akan memiliki sembilan TRP karena ada tiga pemancar dan empat RP. Sederhananya, mari kita asumsikan bahwa setiap RP memiliki antena RP dan setiap TRP memiliki dua antena RP; ini berarti kita membutuhkan sembilan TRPS lagi:

Multiplexing ini bisa jadi poin ke poin atau titik ke multi titik . Dalam mode titik-ke-titik, setiap pengguna memiliki saluran tersendiri dengan pemancar, penerima, dan antenanya sendiri. Dalam hal ini, mungkin ada lebih dari satu pemancar per pengguna dan semua pengguna akan menggunakan saluran yang berbeda. Dalam mode point-to-multipoint, semua pengguna berbagi saluran yang sama, tetapi pemancar dan penerima setiap pengguna terhubung ke pengguna lain di saluran yang sama.

Multiplexing Divisi Frekuensi Vs Multiplexing Divisi Waktu

Perbedaan antara multiplexing pembagian frekuensi dan multiplexing pembagian waktu dibahas di bawah ini.

Keuntungan dan kerugian

Itu keuntungan dari multiplexin pembagian frekuensi g meliputi berikut ini.

• Pemancar & penerima FDM tidak memerlukan sinkronisasi apa pun.
• Lebih sederhana & demodulasinya mudah.
• Hanya satu saluran yang akan mendapatkan efek karena pita sempit yang lambat.
• FDM berlaku untuk sinyal analog.
• Sejumlah besar saluran dapat ditransmisikan secara bersamaan.
• Itu tidak mahal.
• Multiplexing ini memiliki keandalan yang tinggi.
• Menggunakan multiplexing ini, dimungkinkan untuk mengirimkan data multimedia dengan noise & distorsi rendah dan juga dengan efisiensi tinggi.

Itu kerugian dari multiplexing pembagian frekuensi termasuk berikut ini.

• FDM memiliki masalah cross-talk.
• FDM hanya berlaku jika beberapa saluran dengan kecepatan lebih rendah lebih disukai
• Distorsi intermediasi terjadi.
• Sirkuit FDM itu rumit.
• Ini membutuhkan lebih banyak bandwidth.
• Ini memberikan lebih sedikit throughput.
• Dibandingkan dengan TDM, latensi yang disediakan oleh FDM lebih banyak.
• Multiplexing ini tidak memiliki koordinasi dinamis.
• FDM membutuhkan sejumlah besar filter & modulator.
• Saluran multiplexing ini dapat terpengaruh oleh pemudaran pita lebar
• Bandwidth lengkap saluran tidak dapat digunakan di FDM.
• Sistem FDM membutuhkan sinyal pembawa.

Aplikasi

Aplikasi multiplexing pembagian frekuensi meliputi yang berikut ini.

• Sebelumnya, FDM digunakan dalam sistem telepon seluler dan telegrafi harmonik sistem komunikasi .
• Multiplexing pembagian frekuensi terutama digunakan dalam penyiaran radio.
• FDM juga digunakan dalam siaran TV.
• Jenis multiplexing ini berlaku dalam sistem telepon untuk membantu dalam mentransmisikan beberapa panggilan telepon melalui satu tautan atau saluran transmisi tunggal.
• FDM digunakan dalam a sistem komunikasi satelit untuk mentransmisikan berbagai saluran data.
• Ini digunakan dalam sistem transmisi FM atau modulasi frekuensi stereo.
• Ini digunakan dalam sistem transmisi radio AM / Modulasi Amplitudo.
• Ini digunakan untuk telepon umum dan sistem TV kabel.
• Ini digunakan dalam penyiaran.
• Ini digunakan dalam penyiaran AM dan FM.
• Ini digunakan dalam jaringan nirkabel, jaringan seluler, dll.
• FDM digunakan dalam sistem koneksi broadband dan juga dalam modem DSL (Digital Subscriber Line).
• Sistem FDM terutama digunakan untuk data multimedia seperti transmisi audio, video & gambar.

Demikianlah gambaran tentang Multiplexing pembagian frekuensi atau FDM. Ini adalah teknik multiplexing yang memisahkan bandwidth yang ada menjadi beberapa sub-band dimana masing-masing dapat membawa sinyal. Jadi, multiplexing ini memungkinkan transmisi simultan di atas media komunikasi bersama. Multiplexing ini memungkinkan sistem untuk mentransmisikan sejumlah besar data melalui sejumlah segmen yang ditransmisikan di atas sub-pita frekuensi independen. Ini pertanyaan untuk Anda, apa itu time division multiplexing?