Artikel Modulasi dan Demodulasi FSK

pada Sistem Telekomunikasi Jarak Jauh

Pada era modern seperti saat ini, komunikasi menjadi hal yang sangat penting.

Penyebaran informasi secara cepat memegang kendali atas suatu keadaan misalnya informasi

mengenai keselamtan banyak orang di sekitar gunung berapi yang akan meletus. Ada kalanya

informasi yang akan dikirim jaraknya jauh dan dihadapkan pada masalah geografis. Sistem

pengiriman informasi dari jarak jauh merupakan sistem komunikasi yang dirancang khusus

untuk pemindahan data ke lokasi lain untuk proses tampilan, perekaman dan analisis data.

Sistem pengiriman informasi dari jarak jauh ini terdiri dari bagian pengirim dan bagian

penerima. Bagian pengirim dapat berfungsi untuk mengukur, mengendalikan, atau

memproses dan mentransmisikan data. Sedangkan bagian penerima berfungsi untuk

menerima data dari bagian pengirim dan menampilkan hasil data atau informasi pada layar

monitor.

Faktor yang perlu diperhatikan dalam pengiriman informasi jarak jauh adalah bahwa

informasi harus sampai di penerima dengan kesalahan sekecil mungkin. Untuk mengurangi

gangguan yang sering timbul selama proses transmisi maka harus dilakukan proses modulasi

sebelum informasi itu dikirim. Cara modulasi dan demodulasi merupakan aspek yang

mendasar pada sistem pengiriman informasi jarak jauh bila menggunakan media gelombang

radio. Selain hal tersebut, yang perlu diperhatikan adalah bandwidth data, interferensi dan

jumlah informasi maksimal yang dapat dilakukan pada link data yang ada.

Sistem pengiriman data dengan menggunakan gelombang radio mempunyai

keuntungan bila dibandingkan dengan menggunakan kabel ataupun infra merah diantaranya

peralatan pemancar yang ringan, tidak dikenai biaya koneksi atau biaya pulsa, serta sistemnya

yang dapat bergerak dan dipindah-pindah/portable. Berdasarkan uraian di atas, maka

diperlukan adanya suatu perangkat yang mampu melakukan hal tersebut. Sebagai contohnya

adalah sebuah pemancar yang menggunakan gelombang radio sebagai media transmisinya,

modulasi FSK yang merupakan kasus khusus untuk Modulasi Frekuensi (FM) dan perangkat

Modulator – Demodulator FSK untuk transmisi data digital.

Namun sebelum membahas lebih detail ada baiknya jika kita mengenal istilah-istilah

dan beberapa hal yang harus kita pelajari dalam komunikasi jarak jauh yang tidak bisa di

tinggalkan begitu saja yaitu, Modulasi dan demodulasi. Modulasi merupakan teknik-teknik

yang dipakai untuk memasukkan informasi dalam suatu gelombang pembawa (Carrier

Signal), biasanya berupa gelombang sinus. Teknik modulasi ini dapat dilakukan secara digital

maupun analog, dan bahkan bisa dilakukan dengan cara penggabungan keduanya (analog dan

digital). Sedangkan demodulasi adalah proses suatu sinyal modulasi yang dibentuk kembali

seperti aslinya dari suatu gelombang pembawa (carrier wave) yang termodulasi oleh

rangkaian.

Macam-macam Modulasi Digital, diantaranya:

1. Phase-Shift Keying (PSK)

pengiriman sinyal melalui pergeseran fasa. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi

fasa yang memungkinkan fungsi pemodulasi fasa gelombang termodulasi di antara nilai-

nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fasa dari

frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal

informasi digital. Sudut fasa harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima.

Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima. Guna

memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadang-kadang dipakai suatu

teknik yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fasa

yang dikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini , fasa yang

ada dapat dideteksi bila fasa sebelumnya telah diketahui. Hasil dari perbandingan ini

dipakai sebagai patokan (referensi). Untuk transmisi Data atau sinyal Digital dengan

kecepatan tinggi, lebih efisien dipilih system modulasi PSK. Dua jenis modulasi PSK yang

sering kita jumpai yaitu : 3.1. BPSK BPSK adalah format yang paling sederhana dari PSK.

Menggunakan dua yang tahap yang dipisahkan sebesar 180° dan sering juga disebut 2-

PSK. Modulasi ini paling sempurna dari semua bentuk modulasi PSK. Akan tetapi bentuk

modulasi ini hanya mampu memodulasi 1 bit/simbol dan dengan demikian maka modulasi

ini tidak cocok untuk aplikasi data-rate yang tinggi dimana bandwidthnya dibatasi. 3.2.

QPSK Kadang-Kadang dikenal sebagai quarternary atau quadriphase PSK atau 4-PSK,

QPSK menggunakan empat titik pada diagram konstilasi, terletak di sekitar suatu

lingkaran. Dengan empat tahap, QPSK dapat mendekode dua bit per simbol. Hal ini

berarti dua kali dari BPSK. Analisa menunjukkan bahwa ini mungkin digunakan untuk

menggandakan data rate jika dibandingkan dengan sistem BPSK. Walaupun QPSK dapat

dipandang sebagai sebagai suatu modulasi quaternary, lebih mudah untuk melihatnya

sebagai dua quadrature carriers yang termodulasi tersendiri. Dengan penafsiran ini, maka

bit yang digunakan untuk mengatur komponen phase pada sinyal carrier ketika digunakan

untuk mengatur komponen quadrature-phase dari sinyal carrier tersebut. BPSK digunakan

pada kedua carrier dan dapat dimodulasi dengan bebas.

2. Frequency-Shift Keying (FSK)

pengiriman sinyal melalui penggeseran frekuensi. Metoda ini merupakan suatu bentuk

modulasi yang memungkinkan gelombang modulasi menggeser frekuensi output

gelombang pembawa. Pergeseran ini terjadi antara harga-harga yang telah ditentukan

semula dengan gelombang output yang tidak mempunyai fasa terputus-putus. Dalam

proses modulasi ini besarnya frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan

perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi digital. FSK merupakan metode

modulasi yang paling populer. Dalam proses ini gelombang pembawa digeser ke atas dan

ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit 0. Kondisi ini masing-masing disebut space dan

mark. Keduanya merupakan standar transmisi data yang sesuai dengan rekomendasi

CCITT. FSK juga tidak tergantung pada teknik on-off pemancar, seperti yang telah

ditentukan sejak semula. Kehadiran gelombang pembawa dideteksi untuk menunjukkan

bahwa pemancar telah siap. Dalam hal penggunaan banyak pemancar (multi transmitter),

masing-masingnya dapat dikenal dengan frekuensinya. Prinsip pendeteksian gelombang

pembawa umumnya dipakai untuk mendeteksi kegagalan sistem bekerja. Bentuk dari

modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM. Secara konsep, modulasi FSK

adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam-macam variasi /deviasi ataupun

frekuensi, yang ada hanya 2 kemungkinan saja, yaitu More atau Less (High atau Low,

Mark atau Space). Tentunya untuk deteksi (pengambilan kembali dari kandungan Carrier

atau proses demodulasinya) akan lebih mudah, kemungkinan kesalahan (error rate) sangat

minim/kecil. Umumnya tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi data dengan

Bit Rate (kecepatan transmisi) yang relative rendah, seperti untuk Telex dan Modem-Data

dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps).

3. Amplitude-Shift Keying (ASK)

pengiriman sinyal berdasarkan pergeseran amplitude, merupakan suatu metoda modulasi

dengan mengubah-ubah amplitude. Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi

gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.

Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud (kecepatan digital) lebih

besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan yang dimilikinya,

yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi

oleh redaman dan distorsi lainnya. Oleh sebab itu meoda ASK hanya menguntungkan bila

dipakai untuk hubungan jarak dekat saja. Dalam hal ini faktor derau harus diperhitungkan

dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM. Derau menindih puncak bentuk-

bentuk gelombang yang berlevel banyak dan membuat mereka sukar mendeteksi dengan

tepat menjadi level ambangnya.

Macam-macam Modulasi Analog, diantaranya:

1. Amplitude Modulation (AM)

Amplitude Modulation (AM) adalah salah satu bentuk modulasi dimana amplitudo

sinyal pembawa divariasikan secara proposional berdasarkan sinyal pemodulasi

(sinyal informasi). Pada bentuk modulasi ini, frekuensi yang dipakai oleh carrier

signal selama komunikasi adalah konstan. Metode ini adalah metode pertama radio

yang digunakan. Metode ini memiliki bebrapa kelemahan yaitu, dapat terganggu

atmosfir dan bandwith yang sempit seingga membatasi kualitas suara.

2. Frequency Modulation (FM)

Frequency Modulation (FM) adalah suatu bentuk modulasi dimana frekuensi sinyal

pembawa (carrier signal) divariasikan secara proposional berdasarkan amplitudo

sinyal input. Amplitudo sinyal pembawa pada FM konstan. FM lebih tahan terhadap

gangguan sehingga dipilih untuk sebagai modulasi standart untuk frekuensi tinggi.

Keuntungan dari FM antara lain adalah, noise dan daya yang dibutuhkan jauh lebih

kecil.

3. Phase Modulation (PM)

Yang dimaksud dengan Phase Modulation (PM) adalah bentuk modulasi yang

merepresentasikan informasi sebagai variasi fase dari sinyal pembawa. Bentuk

modulasi PM hampir mirip dengan FM, dimana frekuensi sinyal pembawa juga

bervariasi. Hal ini dikarenakan variasi fase tidak mengubah amplitudo dari sinyal

pembawa. PM jarang digunakan karena memerlukan hardware (perangkat keras)

penerima yang lebih kompleks. Selain itu, penggunaan bentuk modulasi PM juga dapat

menimbulkan ambigu dalam menentukan apakah sinyal mempunyai fase 0o atau 180o.

Salah satu aplikasi dari sistem telekomunikasi jarak jauh menggunakan metode

modulasi dan demodulasi FSK adalah pengukuran suhu. Hal ini terjadi karena ketidak

mungkinan kita mengukur secara langsung di medan yang sangat panas. Hal ini dapat

berakibat buruk jika kita tetap bersihkeras melakukannya. Sebagai contoh, pemantauan suhu

pada gunung berapi, pemantauan suhu pada proses peleburan baja, atau proses monitoring

pada suatu tempat yang tidak memungkinkan manusia untuk melakukan pengukuran secara

langsung pada jarak yang dekat. Pengiriman informasi dapat dilakukan secara wireline

maupun wireless.

Berdasarkan beberapa pengalaman terdahulu, untuk membuat sistem komunikasi data

tentang suhu ini diperlukan modulator FSK. Modulator ini berfungsi untuk mengirimkan bit-

bit digital. Modulator dapat mengkonversi bit-bit tersebut ke dalam bentuk sinyal analog.

Modulasi digital yang dipakai ialah sistem FSK dengan menggunakan rangkaian terintegrasi

untuk melakukan proses pengiriman data secara asinkronus dengan boud rate sebesar

1200bps. Nilai frekuensi untuk space dan mark dapat dilakukan dengan mengubah-ubah nilai

hambatan rangkaiannya. Selain itu peralatan lain yang dibutuhkan adalah pemancar radio FM

yang terdiri dari tiga bagian utama, yaitu osilator,buffer (penyangga), dan penguat daya.

Untuk membangkitkan frekuensi osilasi dibutuhkan sebuah rangkaian osilator. Frekuensi

osilasi yang umum digunakan berkisar antara 88,7 MHz hingga 108 MHz dan jenis osilator

yang digunakan adalah osilator colpitts. Sedangkan untuk rangkaian penyangga (buffer)

menggunakan transistor. Untuk demodulator FSK, pada bagian slave setelah sinyal diterima

oleh penerima FM, diperlukan sebuah sistem yang dapat mengubah kembali frekuensi

tertentu menjadi suatu data biner. Dalam hal ini digunakan demodulator FSK yang mengubah

frekuensi 2100 menjadi data biner 0 dan frekuensi 1300 menjadi data biner 1. Pengubahan

data tersebut dilakukan agar data yang diterima pada bagian penerima dapat dijadikan

masukan untuk komputer. Kemudian siyal yang diterima diolah menggunakan sistem

komputerisasi sampai diperoleh hasil.

DAFTAR PUSTAKA

1. http://rac.uii.ac.id/server/document/Public/20090518031923PAPER

%20PROSIDING_UII_F.%20TEKNOLOGI%20INDUSTRI_%20TEKNIK

%20ELEKTRO%20_Telemetri%20suhu%20dan%20kelembaban%20dengan

%20menggunakan%20modulasi%20FSK_DIAN%20KURNIAWAN_01524127.pdf

2. http://www.google.co.id/search?q=amplitude+shift+keying&ie=utf-8&oe=utf-

8&aq=t&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-a#hl=id&client=firefox-

a&rls=org.mozilla:en-

US:official&sa=X&ei=ov6GTrL9Be6PiAeCzNirDw&ved=0CBMQBSgA&q=proses

+pengiriman+data+jarak+jauh+dengan+modulasi+dan+demodulasi+FSK&spell=1&b

av=on.2,or.r_gc.r_pw.,cf.osb&fp=889cdb2878f7a687&biw=1280&bih=656

3. http://en.wikipedia.org/wiki/Frequency-shift_keying