Multiple Access : FDMA, TDMA, CDMA

Pengertian Multiple Access

Teknik yang memungkinkan suatu titik (central station) untuk dapat diakses oleh beberapa titik yang saling berjauhan (subscriber station) dengan tidak saling mengganggu. Macam-macam multiple access :

FDMA (Frekuency Division Multiple access)

FDMA adalah sistem multiple access yang menempatkan seorang pelanggan pada sebuah kanal berbentuk pita frekuensi (frequency band) komunikasi. Jika satu pita frekuensi dianggap sebagai satu jalan, maka FDMA merupakan teknik “satu pelanggan, satu jalan”.

Pada saat pelanggan A sedang menggunakan jalan itu, maka pelanggan lain tidak dapat menggunakan sebelum pelanggan A selesai. Jadi, kalau dalam waktu yang bersamaan ada 100 pelanggan yang ingin berkomunikasi dengan rekannya, maka sudah tentu diperlukan 100 pita frekuensi.

Kalau setiap pita memerlukan lebar 30 Kilo Hertz (kHz) dan frekuensi yang digunakan berawal dari 890 Mega Hertz (MHz), maka:

• Pita frekuensi kanal 1 mulai dari 890 MHz hingga 890,030 Mhz
• Pita frekuensi kanal 2 mulai dari 890,030 MHz hingga 890,060 MHz
• Pita frekuensi kanal 3 mulai dari 890,060 MHz hingga 890,090 MHz dan seterusnya.

Sedangkan lebar total seluruh pita yang digunakan adalah:

100 x 30.000 Hz = 3.000.000 Hz = 3 MHz.

Artinya, jika frekuensi yang digunakan mempunyai batas bawah 890 MHz, maka batas atasnya adalah 893 MHz.

Contoh analogi, misal suatu operator mempunyai Bandwith Frekuensi 5Mhz dengan dengan pemakain 30khz per user, maka dengan 5Mhz bandwith tsb dapat di pakai :

N user = Jumlah Bandwith / Bandwith 1 user = 5Mhz/30khz = 166 user

Maka Bisa di katakan dengan Bandwith 5 Mhz, operator tsb sanggup melayani 166 user dalam satu area tsb. Perhitungan tsb belum memasukan frekuensi guarband yaitu frekuensi di antara user 1 dengan yang lainya. Karena tanpa guarband akan terjadi interferency/gesekan antar satu frekuensi dengan frekuensi terdekatnya. Berikut Gambaranya :

Maka Jika dengan Guarband, misal Guardband = 10khz, maka  satu user = 30 khz + Guardband = 30 + 10 =40 khz. Maka hitungan baru:

N user = 5 Mhz/ 40khz = 125 user.

Karakteristik FDMA : 

•  Frequency agility, terminal pelanggan harus mampu tuning ke salah satu frekuensi yang tersedia secara otomatis.
• Simultaneous transmission and reception, diperlukan sirkit duplex
• Narrowest transmission bandwidth, satu kanal dialokasikan + 30 kHz dan tidak fleksibel terhadap layanan baru.
•  Lower transmission overhead. Transmisi dalam kanal FDMA adalah kontinyu (hampir sama dengan transmisi carrier dalam sistem wireline). 
•  Handoff-complexity. Pelaksanaan handoff tanpa terjadi pemutusan hubungan amat sulit dilakukan.
• Kapasitas sangat tergantung pada spectrum frequency atau bandwidth yang tersedia.
• Untuk mencegah interferency antar kanal perlu guard band.

Aplikasi Sistem FDM

•  Contoh aplikasi FDMA adalah AMPS (Advanced Mobile Phone Services).
• AMPS merupakan standard Amerika Utara, menggunakan dua band frekuensi masing-masing 25 MHz.
•  Komunikasi dari MS ke BTS (reverse link) menggunakan frekuensi : 824 – 849 MHz.
• Komunikasi dari BTS ke MS (forward link) menggunakan frekuensi : 869 – 894 MHz.
• Setiap kanal mempunyai bandwidt sebesar 30 kHz.

TDMA (Time Division Multiple Access)

Berbeda dengan FDMA yang memberikan satu pita frekuensi untuk dipakai satu pelanggan, TDMA memberikan satu pita frekuensi untuk dipakai beberapa pelanggan. Jadi kanal-kanal komunikasi dirupakan dalam bentuk slot-slot waktu. Slot waktu adalah berapa lama seorang pelanggan mendapat giliran untuk memakai pita frekuensi. Satu slot waktu digunakan oleh satu pelanggan. Slot-slot waktu ini dibingkai dalam satu periode yang disebut satu frame. Jadi misalkan ada 10 pelanggan yang masing-masing adalah A, B, C, D, E, F, G, H, I, dan J, maka dalam satu frame terdapat 10 slot waktu yang merupakan giliran tiap pelanggan untuk menggunakan pita frekuensi yang sama.

Ambil Contoh teknik TDMA yg di pakai operator GSM, dimana satu set frekuensi adalah 200khz dan dapat di gunakan oleh 8 user atau 8 time slot. Dimana satu set frekuensi tsb di gilir ke 8 user tsb dalam orde ms, sehingga seolah olah frekuensi tersebut bisa melayani 8 user simultan.

Kenapa satu set nya memakai 200khz? Kenapa tidak memakai 30khz saja seperti contoh di FDMA?

Jawabanya cukup kompleks. Di buat mudah saja karena untuk standarisai semua vendor. Bisa saja memakai 30khz atau lainya, tetapi dengan 200khz berarti bandwith lebih besar sehingga kualitas akan lebih bagus. Sekarang hitung2 an efesiensi bilah di bandingkan dengan FDMA :

Analoginya sama, mempunya 5Mhz bandwith dengan 1 set frekuensi =200khz, maka ada N set frekuensi :

N Set Frekuensi = Jumlah Bandwith / 1 set Frekuensi = 5Mhz/200khz = 25 Set frekuensi

1 set Frekuensi bisa untuk 8 user, maka Jumlah User = 25 x 8 = 200 user

Maka Perbandinganya adalah :

FDMA = 125 user, TDMA = 200user maka efisiensi yg bisa di dapat setelah memakai TDMA sekitar 62% atau bisa di katakan dengan TDMA bisa mendapatkan kapasitas 60% lebih banyak dari FDMA.

Ini baru dari satu sisi perbandingan dan masih ada lainya.

           Karakteristik TDMA :

•  Multiple circuits per RF carrier, multiplex system TDMA mulai dari 2 s/d 30 sirkit per RF carrier, tergantung aplikasinya.
• Pemancaran dan penerimaan slot secara bergilir, Memungkinkan tidak digunakannya sirkit “duplexer” seperti yang diperlukan di dalam FDMA, diganti dengan “transmitting/ receiving switch” yang lebih sample
• Bandwidth transmission yang lebih besar, biasanya 20 s/d 300 kHz, dapat memperbaiki performansi akibat interferensi dan multipath fading, lebih fleksibel untuk layanan baru.

Aplikasi Sistem TDMA

• Contoh aplikasi TDMA adalah GSM (Global system for Mobile Communication).
• GSM merupakan standard Eropa, menggunakan dua band frekuensi masing-masing 25 MHz.
• Komunikasi dari MS ke BTS (reverse link) menggunakan frekuensi : 890 – 915 MHz.
• Komunikasi dari BTS ke MS (forward link) menggunakan frekuensi : 935 – 960 MHz.
• Setiap kanal (carrier) mempunyai bandwidth sebesar 200 kH
• Bandwidth 25 MHz dibagi menjadi 124 carrier, setiap carrier dialokasikan 8 Time slot. Oleh sebab itu GSM mengaplikasikan teknik FDMA dan TDMA.

CDMA (Code Division Multiple Access)

Di teknik CDMA semua user di layani oleh frekuensi yang sama dengan teknik pengcodean untuk memisahkan user satu dengan lainya.

Banyak pertanyaan kenapa bisa memakai frekuensi yang sama untuk semua user? Jawaban di permudahnya adalah bahwa jika ada pemakain frekuensi yang sama maka akan saling menginterferensi, tetapi di CDMA memakai bandwith yang besar sehingga bisa menekan level interferensinya. Semakin besar bandwith yg di pakai, semakin kebal terhadap interferensi. Sehingga di sistem CDMA, perhitungan kapasitasnya berdasarkan level interferensinya. Jadi ada level tertentu sampai user ke sekian, sampai batas toleransi interferensi akan tercapai batas maximalnya.

CDMA (juga disebut DSSS/ direct sequence spread spectrum) merupakan salah satu dari dua jenis teknik murni spread spectrum multiple access (SSMA). Jenis lainnya dikenal sebagai FHMA (frequency hopping spread spectrum). Kedua jenis ini tergolong SSMA karena sinyalnya tersebar (spread) pada spektrum pita frekuensi yang lebar.

                   Karakteristik CDMA:

•  CDMA merupakan salah satu aplikasi teknologi Multiple Access Spread Spectrum.
•  Ada dua jenis sistem spread-spectrum : Direct Sequence (DS) dan Frequency Hoping (FH).
•  CDMA yang digunakan dalam sistem cellular menggunakan teknik “direct-sequence spread-spectrum” (DS-SS).
•  Dalam DS-SS transmitter, setiap signal informasi pelanggan dimodulasi dengan suatu PN code yang unik untuk men-spread sinyal informasi asli.
• Dalam DS-SS receiver, sinyal spreading tersebut didemodulasi dengan PN code yang identik.
• Ratio antara bandwidth dari “Spreading signal” terhadap sinyal informasi aslinya pada umumnya disebut : “PROCESSING GAIN”

SUMBER PUSTAKA

http://www.zikrillah.com/2013/02/pengertian-fdma-tdma-dan-cdma.html

http://catatanengineer.blogspot.com/2012/07/fdma-vs-tdma-vs-cdma.html

http://belajarcdma.blogspot.com/2012/12/multiple-access.html