Belajar MultiPlekser

Multiplekser atau sering dikenal dengan singkatan MUX merupakan alat atau komponen elektronika yang bisa memilih input (masukan) yang akan diteruskan ke bagian output (keluaran). Pemilihan input mana yang dipilih akan ditentukan oleh signal yang ada di bagian kontrol (kendali) Select. Komponen yang berfungsi kebalikan dari MUX ini disebut Demultiplekser (DEMUX). Pada Demux, jumlah masukannya hanya satu, tetapi bagian keluarannya banyak. Signal pada bagian input ini akan disalurkan ke bagian output (channel) yang mana tergantung dari kendali pada bagian selectnya.

Multiplekser merupakan rangkaian logika yang menerima beberapa input data digital dan menyeleksi salah satu dari input tersebut pada saat tertentu, untuk dikeluarkan pada sisi output. Seleksi data-data input dilakukan oleh selector line, yang juga merupakan input dari multiplexer tersebut. Blok diagram sebuah multiplexer ditunjukkan pada gambar berikut.

Secara sederhana MULTIPLEXER (MUX) dikatakan sebagai DATA SELECTOR / pemilih data, mana yang akan dilewatkan dan mana yang akan ditahan. MUX juga dapat dikatakan sebagai sebuah devais digital yang memiliki fungsi memilih salah satu dari sejumlah saluran input untuk ditransmisikan ke satu output. Prinsipnya sama seperti saklar pemilih, dari 2ⁿ buah input dipilih melalui n buah jalur pemilih (DATA SELECT), jalur mana yang akan disalurkan ke output. Hal ini dapat digambarkan seperti pada gambar dibawah. 

MUX juga dilengkapi dengan ENABLE yang berfungsi untuk mengaktifkan devais. 

Dalam elektronik, telekomunikasi, dan jaringan komputer, multipleksing adalah istilah yang digunakan untuk menunjuk ke sebuah proses di mana beberapa sinyal pesan analog atau aliran data digital digabungkan menjadi satu sinyal. Tujuannya adalah untuk berbagi sumber daya yang mahal. Contohnya, dalam elektronik, multipleksing mengijinkan beberapa sinyal analog untuk diproses oleh satu analog-to-digital converter (ADC), dan dalam telekomunikasi, beberapa panggilan telepon dapat disalurkan menggunakan satu kabel.

Dalam komunikasi, sinyal yang telah dimultipleks disalurkan ke sebuah seluruh 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.

Seperti yang telah dijelaskan tadi, multiplekser (MUX) merupakan sebuah alat yang digunakan untuk melakukan multipleksing sedangkan alat yang digunakan untuk  melakukan proses yang berlawanan disebut demultiplekser (DEMUX). Bentuk paling dasar dari multipleksing adalah multipleksing (TDM) dan frequency-division multiplexing (FDM). Dalam komunikasi optik, FDM sering disebut sebagai wavelength-division multiplexing (WDM).

Multiplexing adalah suatu teknik mengirimkan lebih dari satu (:banyak) informasi melalui satu saluran. Istilah ini adalah istilah dalam dunia telekomunikasi. Tujuan utamanya adalah untuk menghemat jumlah saluran fisik misalnya kabel, pemancar & penerima (transceiver), atau kabel optik. Contoh aplikasi dari teknik multiplexing ini adalah pada jaringan transmisi jarak jauh, baik yang menggunakan kabel maupun yang menggunakan media udara (wireless atau radio). Sebagai contoh, satu helai kabel optik Surabaya-Jakarta bisa dipakai untuk menyalurkan ribuan percakapan telepon. Idenya adalah bagaimana menggabungkan ribuan informasi percakapan (voice) yang berasal dari ribuan pelanggan telepon tanpa saling bercampur satu sama lain.

Teknik multiplexing ada beberapa cara. Yang pertama, multiplexing dengan cara menata tiap informasi (suara percakapan 1 pelanggan) sedemikian rupa sehingga menempati satu alokasi frekuensi selebar sekitar 4 kHz. Teknik ini dinamakan Frequency Division Multiplexing (FDM). Teknologi ini digunakan di Indonesia hingga tahun 90-an pada jaringan telepon analog dan sistem satelit analog sebelum digantikan dengan teknologi digital.

Pada tahun 2000-an ini, ide dasar FDM digunakan dalam teknologi saluran pelanggan digital yang dikenal dengan modem ADSL (asymetric digital subscriber loop).

Yang kedua adalah multiplexing dengan cara tiap pelanggan menggunakan saluran secara bergantian. Teknik ini dinamakan Time Division Multiplexing (TDM). Tiap pelanggan diberi jatah waktu (time slot) tertentu sedemikian rupa sehingga semua informasi percakapan bisa dikirim melalui satu saluran secara bersama-sama tanpa disadari oleh pelanggan bahwa mereka sebenarnya bergantian menggunakan saluran. Kenapa si pelanggan tidak merasakan pergantian itu? Karena pergantiannya terjadi setiap 125 microsecond; berapapun jumlah pelanggan atau informasi yang ingin di-multiplex, setiap pelanggan akan mendapatkan giliran setiap 125 microsecond, hanya jatah waktunya semakin cepat.

Teknik multiplexing yang ketiga adalah yang digunakan dalam saluran kabel optik yang disebut Wavelength Division Multiplexing (WDM), yaitu satu kabel optik dipakai untuk menyalurkan lebih dari satu sumber sinar dimana satu sinar dengan lamda tertentu mewakili satu sumber informasi.

Secara sederhana Multiplexing berarti rangkaian yang memiliki banyak input tetapi hanya 1 output dan dengan menggunakan sinyal-sinyal kendali, kita dapat mengatur penyaluran input tertentu kepada outputnya, sehingga memungkinkan terjadinya transmisi sinyal yang banyak melalui media tunggal. (penggabungan 2 sinyal atau lebih untuk disalurkan ke dalam 1 saluran komunikasi).

Keuntungannya :

Ø  host hanya butuh satu port I/O untuk n terminal

Ø  hanya satu line transmisi yang dibutuhkan

Ø  menghemat biaya penggunaan saluran komunikasi

Ø  memanfaatkan sumberdaya seefisien mungkin

Ø  Menggunakan kapasitas saluran semaximum mungkin

Ø  Karakteristik permintaan komunikasi pada umum- nya memerlukan penyaluran data dari beberapa terminal ke titik yang sama

3 teknik multiplexing :

1. frequency-division multiplexing (FDM)
2. time-division multiplexing (TDM)
3. statistical time-division multiplexing (STDM)

Pemilihan FDM, TDM dan STDM ditentukan oleh :

v  kapasitas kanal,

v  harga peralatan,

v  konfigurasinya.

Frequency Division Multiplexing (FDM)

FDM  (Frequency Division Multiplexing) adalah teknik multiplexing dimana setiap piranti diberi frekuensi modulasi yang berbeda sehingga bisa bersamaan melakukan transmisi melalui satu media. Teknik FDM banyak digunakan pada komunikasi data dengan medium berkapasitas besar, biasa disebut sebagai broadband (jalur lebar) medium. Melalui teknik ini berbagai siaran TV dapat disalurkan dalam satu kabel (cable TV), atau Video, Suara, dan Data bisa disalurkan bersama dalam satu kabel.

Teknik ini bekerja dengan cara mencampur data berdasarkan frekuensi. Sandi yang diberikan pada data tidak berpengaruh sehingga FDM disebut code transparent. FDM merupakan mux yang paling umum dan banyak dipakai, dengan menumpuk sinyal pada bidang frekuensi. Data yang dikirimkan akan dicampur berdasarkan frekuensi. Banyak digunakan pada pengiriman sinyal analog. Data tiap kanal dimodulasikan dengan FSK untuk voice grade channel.

Enam sumber sinyal dimasukkan ke dalam suatu multiplexer, yang memodulasi tiap sinyal ke dalam frekuensi yang berbeda (f1,...,f6). Tiap sinyal modulasi memerlukan bandwidth center tertentu disekitar frekuensi carriernya, dinyatakan sebagai suatu channel.

Sinyal input (analog / digital) akan ditransmisikan melalui medium dengan sinyal analog. Contohnya yaitu transmisi full-duplex FSK (Frequency Shift Keying), broadcast dan TV kabel.

Synchronous Time-Division Multiplexing

Time-Division Multiplexing (TDM) adalah suatu jenis digital yang terdiri dari banyak bagian di mana teradapat dua atau lebih saluran yang sama diperoleh dari spektrum frekwensi yang diberikan yaitu, bit arus, atau dengan menyisipkan detakan-detakan yang mewakili bit dari saluran berbeda. Dalam beberapa TDM sistem, detakan yang berurutan menghadirkan bit dari saluran yang berurutan seperti saluran suara pada sistem T1. Pada sistem yang lainnya saluran-saluran yang berbeda secara bergiliran menggunakan saluran itu dengan membuat sebuah kelompok yang berdasarkan pada pulse-times (hal seperti ini disebut dengan time slot). Apakah yang menjadi ciri dari TDM yang tidak beraturan (kasar), adalah belum ditempatkannya time slot pada saluran-saluran ( channels ) yang telah ditentukan.

Contoh penggunaan TDM adalah:

• PDH dan SDH transmisi jaringan baku
• GSM pada sistem telepon
• Saluran kiri-kanan pada sebuah kacamata yang menggunakan cairan Stereoskopis Crystle

TDM adalah rata-rata dari sinyal digital (sinyal analog yang membawa data digital) yang dapat dilaksanakan dengan alur transmisi tunggal dengan menyisipkan antar halaman bagian dari tiap sinyal pada waktunya. Penyisipkan dapat dilakukan pada bit atau blok bytes. Ini memungkinkan secara digital menyandi sinyal suara untuk dipancarkan dan diganti secara optimal dengan saklar sirkuit yang ada dalam sebuah jaringan. Artikel ini terdiri dari dua bagian yaitu Transmisi yang menggunakan TDM dan Synchronous Hirarki Digital ( SDH). Bagian yang pertama menguji prinsip dasar yang mendasari TDM, sedangkan bagian yang kedua mendiskusikan bagaimana SDH digunakan untuk mengganti tampilan TDM.

Synchronous Time-Division Multiplexing Pengiriman data dengan mencampur data berdasarkan waktu sinyal data tersebut dikirimkan.  Digunakan untuk transmisi sinyal digital, bit data dari terminal secara bergantian diselipkan diantara bit data dari terminal lain. Pemancar dan penerima harus sinkron agar masing-masing penerima menerima data yang ditujukan kepadanya. TDM hanya digunakan untuk komunikasi titik ke titik. TDM lebih efesien daripada FDM karena 1 saluran komunikasi telepon dapat dipakai sampai dengan 30 terminal sekaligus.

Sinyal digital yang banyak (sinyal analog yang membawa data digital) melewati transmisi tunggal dengan cara pembagian (=interlaving) porsi yang dapat berupa level bit atau dalam blok-blok byte atau yang lebih besar dari tiap sinyal pada suatu waktu.

TDM biasanya digunakan untuk komunikasi point to point. Pada TDM, penambahan peralatan pengiriman data lebih mudah dilakukan karena tidak akan mempengaruhi peralat-an yang sudah ada sampai pada batas-batas tertentu. TDM lebih efisien daripada FDM karena 1 saluran komunikasi telpon misalnya, dapat dipakai sampai dengan 30 terminal sekaligus.

TDM yang umum dikenal adalah PCM. Terdapat 4 metode untuk coding amplitudo yaitu :

a)      PAM (Pulse Amplitudo Modulation)

b)      PPM (Pulse Position Modulation)

c)      PCM (Pulse Code Modulation)

d)     PDM (Pulse Duration Modulation)

Yang paling umum digunakan adalah PCM. Perkembangan terakhir dari tehnik multiplexing ialah Statistical Time Division Multiplexing (STDM) yang mempunyai keuntungan dalam efesiensi penggunaan saluran secara lebih baik.

Statistical Time-Division Multiplexing

STDM adalah lanjuatan versi dari TDM di mana alamat terminal kedua-duanya dan data dirinya dipancarkan bersama-sama untuk menghasilkan sebuah jalur yang lebih baik. Penggunaan STDM membolehkan luas bidang (bandwith) untuk dipisah menjadi 1 baris. Banyak perguruan tinggi dan kampus menggunakan TDM jenis ini untuk secara mendistribusikan luas bidang (bandwith-nya). Jika ada satu 10MBit yang masuk ke dalam sebuah bangunan, STDM dapat digunakan untuk menyediakan 178 terminal dengan 56k koneksi (178* 56k= 9.96Mb). Suatu penggunaan yang lebih umum bagaimanapun adalah hanya mewariskan luas bidang (bandwith) ketika itu banyak diperlukan.

Statistical TDM dikenal juga sebagai asynchronous TDM dan intelligent TDM, sebagai alternatif synchronous TDM. Efisiensi penggunaan saluran secara lebih baik dibandingkan FDM dan TDM. Memberikan kanal hanya pada terminal yang membutuhkannya dan memanfaatkan sifat lalu lintas yang mengikuti karakteristik statistik. STDM dapat mengidentifikasi terminal mana yang mengganggur / terminal mana yang membutuhkan transmisi dan mengalokasikan waktu pada jalur yang dibutuhkannya.

Untuk input, fungsi multiplexer ini untuk men-scan buffer-buffer input, mengumpulkan data sampai penuh, dan kemudian mengirim frame tersebut. Dan untuk output, multiplexer menerima suatu frame dan mendistribusikan slot-slot data ke buffer output tertentu.

Jenis-jenis MUX :

1. Mux inversi, dilengkapi path data antara komputer dan mengambil jalur berkecepatan tinggi dan memisahkan menjadi beberapa jalur yang berkecepatan rendah yang akan dikombinasikan dengan mux inversi lain yang telah tersambung dengan komputer lain.
2. Mux T-1, Mux khusus yang dikombinasikan dengan unit pelayanan data berkapasitas tinggi yang mengoperasi-kan ujung sambungan mux T-1 (sambungan komunikasi yang bertransmisi pada 1,544 juta bps yang dibagi menjadi sirkuit tingkat suara 24, 48, 96.
3. Mux multiport, mengkombinasikan modem dan peralatan mux divisi waktu menjadi peralatan tunggal. Jalur input modem mempunyai kecepatan transmisi beraneka ragam.
4. Mux Fiber Optik, berorientasi pada beberapa chanel data dimana tiap channel bertransmisi pada 64000 bps per channel dan melakukan multiplex pada channel menjadi 14 juta bps pada jalur fiber optik.

Konsentrator / pengumpul

Merupakan antarmuka antara sejumlah terminal dengan saluran ke komputer pusat. Digunakan sebagai pengganti/ bersama dengan mux. Seperti mux, tapi pada mux, data yang diterima segera diteruskan ke tujuan. Konsen-trator akan mengumpulkan semua data yang diterimanya sampai batas waktu tertentu dan kemudian baru disalurkan secara bersamaan ke tujuan. Sering mempunyai prosesor dan memori sendiri sehingga membebaskan komputer utama dari masalah komunikasi data dan melakukan pemeriksaan data yang diterima / dikirim dan bila perlu melakukan koreksi.

Tugas konsentrator :

1. Line servicing, membentuk hubungan, identifikasi terminal, menentukan kecepatan dan pelayanan yang dibutuhkan dan polling.
2. Konversi kecepatan dan kode, dapat melacak sinyal masuk dan mengetahui kecepatannya, dan kecepatan / kode akan dikonversi sesuai dengan kebutuhan.
3. Meratakan traffic, menggunakan saluran secara efisien. Contohnya tiap terminal dapat mengirimkan datanya walaupun pihak yang dituju masih sibuk. Data yang dikirimkan akan disimpan untuk sementara waktu dan dikirimkan ke tujuan bilamana tempat yang dituju bebas.
4. Error control, data yang masuk diperiksa keandalannya dan memberikan kode untuk pengiriman data ke komputer pusat. Dan dapat melayani permintaan pengulangan pengiriman data karena terjadi kesalahan. Memungkinkan ekspansi sistem tanpa perlu mengganggu pusat. Dapat mengganti jenis terminal dengan yang lebih effisien tanpa modifikasi pada pusat.