IS1323 04-Transmission Media

1

Ir. Roedi Goernida, MT.([email protected])

TRANSMISI & MEDIA TRANSMISI

Program Studi Sistem Informasi – Fakultas Rekayasa IndustriInstitut Teknologi Telkom

Bandung

2011

2

Transmisi

Merupakan suatu proses pengiriman atau pemindahan

informasi antar satu titik ke titik lainnya dalam suatu

sistem atau jaringan telekomunikasi yang dibatasi oleh

suatu jarak end-to-end sangat jauh.

Jaringan telekomunikasi → menghubungi pelanggan

dengan sentral atau

sentral dengan sentral.

Jaringan komputer → menghubungi komputer dengan

komputer, atau komputer dengan

perangkat komunikasi data lain

seperti hub, switch, router atau

bridge.

Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS1323-04 Hal. 1 / 42

3

Konsep dasar sistem transmisi

Transmitter(Tx)

Receiver(Rx)

Transmissionchannel

Inputsignal

Source

Transmittedsignal

Receivedsignal

Outputsignal

Destination

Noise, distortion & interference

� Faktor yang mempengaruhi keberhasilan dari suatu transmisi data yaitu:

• Kualitas sinyal yang ditransmisikan

• Karakteristik atau jenis media transmisi

� Media transmisi merupakan suatu penghubung fisik antara TX & RX

dalam sistem transmisi.


4

Jenis Transmisi (1/2)

�Transmisi Analog

• Sinyal Analog ditransmisikan tanpa mengetahui

isinya.

• Bisa berupa data analog atau digital.

• Terjadi atenuasi jika melebihi jarak yang

ditentukan.

• Untuk memperkuat sinyal dipergunakan amplifier,

tetapi bisa menguatkan “noise”


5

Jenis Transmisi (2/2)

�Transmisi Digital

• Sangat memperhatikan isi

• Integritas sinyal sangat dipengaruhi oleh noise,

atenuasi dll.

• Menggunakan repeater

• Repeater menerima sinyal

• Meng-”extract” bit pattern

• Mengirim ulang

• Atenuasi bisa ditanggulangi

• Noise tidak diperkuatkan


6

Terminologi transmisi

� Hubungan langsung (direct link) → tanpa perantara

� Point-to-point.

� Multipoint.

� Jenis komunikasi.

Simplex → komunikasi satu arah

Half duplex → komunikasi dua arah, tetapi saling bergantian

Full duplex → komunikasi dua arah pada waktu yang

bersamaan.


7

Tahapan pentransmisian

� Tahapan transmisi:

• Perubahan bentuk informasi.

• Multiplexing.

• Pentransmisian melalui media.

• Proses depacking / demultiplexing.

� Parameter yang mempengaruhi transmisi:

• Signal power level (tingkat kekuatan sinyal).

• Attenuation distortion (cacat redaman).

• Delay distortion (cacat kelambatan).

• Noise (derau).

• S/N ratio atau SNR.


8

Signal power level (1/2)

G atau L PoutP

in

Jika Pout

< Pin→ Redaman

G = 10 log = 20 log = 20 logP

out V

out I

out

Pin

Vin

Iin

Jika Pout

> Pin→ Penguatan

L = 10 log = 20 log = 20 logP

in V

in I

in

Pout

Vout

Iout

g = = =P

out V

out I

out

Pin

Vin I

in


9

Signal power level (2/2)

Relative power level.

Jika yang diperbandingkan adalah daya yang besarnya berubah atau tidak tetap.

Absolute power level

Jika yang diperbandinglan adalah daya yang besarnya tetap dengan suatu level acuan yaitu 1 W atau 1 mW

dB = 10 log P

out

Pin

dBm = 10 log P

(mW)

1 mw

dBw = 10 log P

(W)

1 W


10

Logaritma & perhitungan dB

Logaritma.

100 = 1 log = 0101 = 10 log = 1102 = 100 log = 2103 = 1000 log = 3104 = 10000 log = 4

10-1 = 0.1 log = -110-2 = 0.01 log = -210-3 = 0.001 log = -310-4 = 0.0001 log = -4

Desibel

100 = 1 log = 0 dB = 10 log 1 = 10 x 0 = 0 dB101 = 10 log = 1 dB = 10 log 10 = 10 x 1 = 10 dB102 = 100 log = 2 dB = 10 log 100 = 10 x 2 = 20 dB103 = 1000 log = 3 dB = 10 log 1000 = 10 x 3 = 30 dB104 = 10000 log = 4 dB = 10 log 10000 = 10 x 4 = 40 dB

10-1 = 0.1 log = -1 dB = 10 log 0.1 = 10 x -1 = -10 dB10-2 = 0.01 log = -2 dB = 10 log 0.01 = 10 x -2 = -20 dB10-3 = 0.001 log = -3 dB = 10 log 0.001 = 10 x -3 = -30 dB10-4 = 0.0001 log = -4 dB = 10 log 0.0001 = 10 x -4 = -40 dB


11

Cacat Redaman

Disebabkan oleh terjadinya redaman karena rugi-rugi

energi (energy losses) ketika sinyal ditransmisikan dari

pengirim ke penerima melalui media transmisi.

Nilai redaman sama untuk seluruh lebar frekuensi sinyal

tersebut → ideal

Kenyataan → nilai redaman tidak merata pada seluruh

lebar frekuensi.

Redaman yang terjadi mempengaruhi amplitudo &

frekuensi dari sinyal tersebut.

Cacat redaman diukur dengan suatu frekuensi referensi

tertentu.


12

Noise (derau)

Sinyal tambahan yang masuk di antara transmitter dan receiver.

Thermal (suhu):

Akibat dari “thermal agitation” dari elektron.

Tersebar secara uniform.

Intermodulation → Sinyal yang merupakan penjumlahan dan

pengurangan dari frekuensi aslinya yang

menggunakan media bersama.

Crosstalk → Suatu sinyal dari satu jalur yang diambil oleh jalur

lain.

Impulse → Pulsa yang tidak beraturan atau spike (lonjakan).

Contoh: Interferensi elektromagnetik eksternal.


13

Delay Distortion

Terjadi sebagai akibat kecepatan sinyal yang

dikirimkan melalui suatu media berbeda-beda,

sehingga pada saat tiba di penerima dengan

waktu yang berbeda.

Keterlambatan ini berakibat terjadinya perubahan

atau pergeseran fasa sebagai akibat penundaan

waktu untuk bermacam-macam frekuensi.

Hand-out: Sistem Telekomunikasi IS1323-04 Hal.12 / 42

14

Signal to Noise Ratio

Suatu nilai perbandingan antara sinyal dengan noise pada

suatu lebar pita tertentu.

S/N (dB) = Level daya sinyal (dBm) – Level daya noise (dBm)

Semakin tinggi nilai S/N, maka semakin baik kualitas

komunikasinya.

Terdapat beberapa ukuran batas minimal nilai S/N:

- Sinyal suara : 30 dB

- Sinyal video : 45 dB

- Sinyal data : 15 dB

S/N = 10 log = 20 log = 20 logP

S V

S I

S

PN

VN I

N


15

Contoh soal

dB = 10 log =10 log = +1.79 dB P

out

Pin

0.65

0.43

dB = 10 log P

out

Pin

10 log = +1.23 dBP

out

0.8

Pout

= 1.06 mW

? dB0.65 mW0.43 mW

1.

+1,23 dB ? mW0.8 mW2.


16

Media Transmisi


� Berdasarkan bentuk:

Fisik (Guided transmission)

→ wireline: open-wire/kawat, kabel tembaga (multipair &

coaxial) & serat optik (SM & MM).

Non-fisik (Unguided transmission)

→ wireless: radio (atmosphere, ionophere, troposfer),

gelombang mikro/LoS & satelit

� Jenis media fisik

Open wire

Twisted pair

Coaxial

Serat-optik

17

Media fisik (1/5)

� Open-wire:

• Kabel terbuka tanpa pelindung atau pembungkus

• Tidak bisa digunakan untuk transmisi data

• Mudah terkena gangguan noise & interferensi

• Digunakan untuk komunikasi frekuensi rendah


18

Media fisik (2/5)

� Twisted-pair

• Kabel dililit secara berpasangan

• Ada pelindung (shield) berupa foil (anyaman kawat)

• Jarak jangkau optimal untuk transmisi data sejauh

maksimal 100m

Unshielded twisted pair Shielded twisted pair


19

Media fisik (3/5)

Insulating jacket

Outer conductor

Dielectric core Center

conductor

� Koaksial:

• Terdiri atas inner conductor & outer conductor

• Outer conductor berfungsi untuk melindungi inner

conductor dari gangguan sinyal elektrik

• Impedansi: 75 ohm (TV) & 50 ohm (LAN)


20

Media fisik (4/5)

� Serat optik:

Terdiri dari silika (serat gelas) yang merupakan core

dan cladding sebagai lapisan gelas yang mengelilingi

core yang berfungsi sebagai reflector.

Mempergunakan gelombang cahaya untuk

menyalurkan sinyal informasi melalui silika.

Bekerja pada gelombang infra-red dengan LED atau

LASER.

LED membangkitkan sinyal s/d 300 Mbps &

dipergunakan untuk koneksi jarak pendek.

LASER membangkitkan sinyal sampai dengan orde

Gbps untuk koneksi jarak jauh.


21

Media fisik (5/5)


22

Media transmisi vs Bandwidth

Cable Type Lebar pita Penggunaan

Open Wire 0 - 5 MHz Sambungan antar modul dalam perangkat

Twisted Pair 0 - 100 MHz • Jaringan lokal telepon• Media transmisi Local Area Network

(LAN) pada jaringan komputer

Coaxial Cable 0 - 600 MHz • Media transmisi LAN• Jaringan TV kabel

Optical Fiber 0 - 1 GHz ● Jaringan transmisi jarak jauh● Jaringan komputer


23

Tipe ethernet (1/2)


24


Tipe ethernet (2/2)

25

Jenis UTP cable


Kategori Aplikasi

Categori 1 Dipakai untuk komunikasi suara (voice), dan digunakan untuk kabel telepon di rumah-rumah.

Categori 2 Terdiri dari 4 pasang kabel twisted pair dan bisa digunakan untuk komunikasi data sampai kecepatan 4 Mbps.

Categori 3 Bisa digunakan untuk transmisi data dengan kecepatan sampai 10 Mbps dan digunakan untuk Ethernet atau TokenRing.

Categori 4 Sama dengan category 3 tetapi dengan kecepatan transmisi sampai 16 Mbps.

Categori 5 Bisa digunakan sampai kecepatan transmisi 100 Mbps, biasanya digunakan untuk FastEthernet (100Base) atau network ATM.

Categori 6 Bisa digunakan sampai kecepatan 1000 Mbps, biasanya digunakan untuk GigaEthernet (1000Base) dan dipergunakan pada Data Center untuk menghubungan antar server atau server dengan switch..

26

Media non fisik – Gelombang Mikro (1/2)

Sinyal ditransmisikan memanfaatkan gelombang

radio / RF yang dipancarkan melalui udara (propagasi).

Bekerja pada frekuensi antara 300 MHz – 30 GHz /

VHF – SHF.

Kemampuan pemancaran sinyal dari satu pemancar ke

pemancar lain + 60 – 100 km.

Kecepatan membawa informasi digital antara 8 Mbps –

144 Mbps.

Antena berbentuk parabola.


27

Media non fisik – Gelombang Mikro (2/2)

Keuntungan:

Lebih mudah dalam pembangunan &

pemeliharaannya

Efesien dalam hal daya pancar

Pita frekuensi lebar

Kualitas sinyal informasi yang tinggi

Tidak terpengaruh oleh noise luar dalam pita

frekuensi gelombang mikro.`


28

Metoda propagasi gelombang (1/2)

Ground wave → untuk frekuensi rendah s/d 2 MHz

Gelombang langsung

Pantulan tanah

Permukaan tanah

Sky wave

Direct wave → ionosfer,

Scattering wave → troposfer

Satellite transmission.


29


Metoda propagasi gelombang (2/2)

30

Line of Sight / Space wave

Tx & Rx tidak ada halangan/rintangan

Frekuensi 3 GHz s/d 30 GHz → pemancar gelombang mikro

Jarak jangkau terbatas oleh lengkung bumi (40 – 50 km)


31

Propagasi Gelombang Tanah (1/2)

● Gelombang Langsung● Gelombang Pantulan Tanah


32

● Gelombang Permukaan Tanah

Propagasi Gelombang Tanah (2/2)


33

Propagasi sky wave (1/3)

Ionosphere:

● Dipantulkan oleh lapisan ionosphere.● Terletak 50 – 500 km di atas permukaan bumi & terbentuk karena

adanya radiasi sinar matahari.● Frekuensi rendah 20 MHz s/d 85 MHz

→ pemancar AM/SW & radio amatir● Tingkat penerimaan tidak tetap.● Jarak jangkauan jauh.


34

Lapisan D.● Ketinggian 50-90 km● Lapisan paling bawah dari ionosfer● Menyerap gelombang frekuensi rendah & melewatkan gelombang

frekuensi tinggi● Ionisasi maks pada siang dan menghilang pada malam hari

Lapisan E● Ketinggian 90-145 km,● Memantulkan gelombang dengan frekuensi sekitar 20 MHz.● Tergantung pada frekuensi & kekuatan lapisan E, suatu sinyal dapat

dibiaskan ataupun dapat diteruskan ke lapisan F● Pada malam hari lsinyal dapat melewati lap ini, karena pada malam

hari lapisan ini menyusut.



35

Lapisan F.● Ketinggian 160-400 km● Dibagi menjadi lapisan F1 & F2 untuk siang hari● Pada malam hari kedua lapisan akan bersatu● Memantulkan gelombang dengan fekuensi tinggi (HF)● Gelombang dengan frekuensi lebih tinggi (VHF, UHF...) akan

dilewatkan.● Dimanfaatkan untuk pemancaran gelombang AM jarak jauh.



36

Rugi-rugi propagasi

Adanya Fading.

● Groundwave & skywave sampai di antena penerima

tetapi berlawanan fase sehingga saling melemahkan.

● Dua skywave yang dipantulkan dari daerah ionosfer diterima di antena penerima dengan fase yang tidak

sama.

● Direct-wave & ground-wave sampai pada penerima

dengan fase berbeda.

Interferensi dengan gelombang lain.

Hilangnya daya saat transmisi.


37

Komunikasi Satelit (1/2)


Komunikasi Satelit → penyaluran informasi

menggunakan satelit.

Satelit → suatu stasiun relay / repeater gelombang

mikro yang diletakkan di ruang angkasa.

Berfungsi untuk:

Menerima sinyal yang dikirim dari stasiun bumi,

Memperkuat & mengubah sinyal yang diterima,

Memancarkan / meneruskan kembali ke stasiun

bumi.

38

Master stationSB Tx SB Rx

Uplin

k Dow

nlin

k

TT & C

Spacesegment

Groundsegment

Jaringan terestrial

Jaringan terestrial


Komunikasi Satelit (2/2)

39

Kelebihan & Kekurangan Komunikasi Satelit

Kelebihan:

● Cakupannya luas● Bandwidth yang cukup lebar● Independen dari infrastruktur teresterial● Biaya relatif rendah per site● Karakteristik layanan yang beragam● Layanan total hanya dari satu provider● Layanan mobile/wirelss yang independen terhadap lokasi

Kekurangan:

● Delay propagasi besar● Rentan terhadap pengaruh atmosfir● Biaya yg besar utk up-ront● Biaya yang sama untuk komunikasi jarak pendek atau jauh● Ekonomis jika jumlah user banyak & kapsitas digunakan optimal


40

Jenis & layanan Satelit

Layanan:

Fixed satellite service

Broadcasting satellite service

Mobile satellite service

Navigational satellite service

Meteorological satellite service

Jenis:

Satelit komunikasi

Satelit astronomi

Satelit pengamat bumi

Satelit navigasi

Satelit mata-mata

Satelit cuaca

Satelit broadcasting

Satelit militer


41

Frekuensi kerja (1/2)

Band frequency:

3700 – 4200 MHz → commercial downlink frequency

5925 – 6425 MHz → commercial uplink frequency

7250 – 7750 MHz → military downlink frequency

7900 – 8400 MHz → military uplink frequency


42


Frekuensi kerja (2/2)

43

Orbit satelit

GEO (Geostationary Earth Orbit)

Ketinggian + 35.378 km.

Mencakup 1/3 permukaan bumi.

Periode rotasi 24 jam (sama dengan rotasi bumi)

MEO (Medium Earth Orbit):

Ketinggian + 5.000 km – 12.000 km

Periode rotasi 5 - 12 jam

LEO (Low Earth Orbit):

Ketinggian + 300 km – 2000 km

Periode rotasi 1.5 jam

Digunakan untuk pemetaan, riset, geologi, SAR &

telekomunikasi.


44

End of slide

IS1323 04-Transmission Media

Business

Transcript of IS1323 04-Transmission Media