MAKALAH KOMUNIKASI DATA

MICROWAVE

Oleh :

1. Fahrunnisa’ Lailaturrofi’ati (3.34.11.0.09)

2. Hanung Prabowo (3.34.11.0.13)

Dosen Pengampu :

Kurnianingsih, M.T

PRODI TEKNIK INFORMATIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2012

Gelombang mikro (mikrowaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling

tinggi yaitu diatas 3 GHz yang meliputi kawasan UHF, SHF dan EHF.

Gelombang mikro memiliki sifat, antara lain :

a. Menimbulkan efek panas jika berinteraksi dengan materi.

b. Mudah dipantulakan oleh benda berukuran beberapa meter karena

panjang gelombangnya hanya beberapa sentimater.

Panjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 ± 300 cm.

Penggunaannya terutama dalam bidang komunikasi dan pengiriman informasi

melalui ruang terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif. Pada sistem PJ aktif, pulsa

microwave ditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya diukur untuk

mempelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah Tropical Rainfall

Measuring Mission’s (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur radiasi

microwave yang dipancarkan dari Spektrum elektromagnetik Energi

elektromagnetik atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air

di awan dan intensitas hujan.

Mikro gelombang biasa disebut transmisi garis-pandang karena antara pengirim

dan penerima harus dalam keadaan garis-pandang(satu garis lurus). Sifat ini

didasarkan karateristik frekuensi yang digunakan, dengan gelombang frekuesi

diatas 100 MHz akan menjalar dengan arah arus. Jarak tranmisi biasanya terbatas

pada 20-30 Km, karena faktor kelengkungan bumi. Jika ingin lebih dari jarak

tersebut maka perlu adanya penambahan repeater.

Mikro gelombang banyak pakai pada system jaringan MAN, warnet dan

penyedia layanan internet (ISP). Keuntungan menggunakan gelombang mikro

adalah akuisisi antar menara tidak begitu dibutuhkan, dapat membawa jumlah data

yang besar, biaya murah karena setiap tower antena tidak memerlukan lahan yang

luas, frekuensi tinggi atau gelombang pendek karena hanya membutuhkan antena

yang kecil. Kelemahan gelombang mikro adalah rentan terhadap cuaca

seperti hujan dan mudah terpengaruh pesawat terbang yang melintas di atasnya.

Pada media tidak terpandu (unguided), transmisi dan penerimaan dapat

dicapai dengan menggunakan antena. Untuk transmisi, antena mengeluarkan

energi elektromagnetik ke medium (biasanya udara) dan untuk penerimaan,

antena mengambil gelombang elektomagnetik dari medium sekitarnya. Media

transmisi tidak terpandu (unguided) jenis microwave terbagi atas dua bagian

yaitu:

1. Gelombang Micro Terrestrial (Atmosfer Bumi

a. Deskripsi Fisik

Tipe antena gelombang mikro yang paling umum adalah parabola ‘dish’.

Ukuran diameternya biasanya sekitar 3 m. Antena pengirim memfokuskan

sinar pendek agar mencapai transmisi garis pandang menuju antena penerima.

Antena gelombang mikro biasanya ditempatkan pada ketinggian tertentu

diatas tanah untuk memperluas jarak antara antena dan mampu menembus

batas. Untuk mencapai transmisi jarak jauh, diperlukan beberapa menara

relay gelombang mikro, dan penghubung gelombang mikro titik ke titik

dipasang pada jarak tertentu.

b. Aplikasi

Kegunaan sistem gelombang mikro yang utama adalah dalam jasa

telekomunikasi long-haul, sebagai alternative untuk coaxial cable atau serat optic.

Fasilitas gelombang mikro memerlukan sedikit amplifier atau repeater

daripada coaxial cable pada jarak yang sama, namun masih memerlukan

transmisi garis pandang. Gelombang mikro umumnya dipergunakan baik untuk

transmisi televisi maupun untuk transmisi suara.

Pengguna gelombang mikro lainnya adalah untuk jalur titik-titik pendek

antara gedung. Gelombang mikro short-haul juga dapat digunakan untuk

aplikasi-aplikasi khusus. Untuk keperluan bisnis dibuat jalur gelombang mikro

untuk fasilitas telekomunikasi jarak jauh untuk kota yang sama, melalui

perusahaan telepon lokal.

c. Karakteristik ± karakteristik transmisi

Transmisi gelombang mikro meliputi bagian yang mendasar dari spectrum

elektromagnetik. Frekuensi yang umum di gunakan untuk transmisi ini

adalah rentang frekuensi sebesar 2 sampai 40 GHz. Semakin tinggi frekuensi

yang digunakan semakin tinggi potensial bandwidth dan berarti pula semakin

tinggi rate data-nya. Sama halnya dengan beberapa sistem transmisi, sumber

utama kerugian adalah atenuansi. Sehingga repeater dan amplifier ditempatkan

terpisah jauh dari sistem gelombang mikro biasanya 10 sampai 100 km.

Atenuansi meningkat saat turun hujan khusunya tercatat diatas 10 GHz. Sumber

gangguan-gangguan yang lain adalah interferensi. Dengan semakin

berkembangnya popularitas gelombang mikro, daerah transmisi saling

tumpang tindih dan interferensi merupakan suatu ancaman. Karena itu

penetapan band frekuensi diatur dengan ketat.

Band yang paling umum untuk sistem telekomunikasi long-haul adalah band

4 GHz sampai 6 GHz. Dengan meningkatkan kongesti (kemacetan) pada

frekuensi-frekuensi ini, sekarang digunakan band 11 GHz. Band 12 GHz

digunakan sebagai komponen sistem TV kabel. Saluran gelombang mikro

juga digunakan untuk menyediakan sinyal-sinyal TV untuk instalasi CATV

local; sinyal-sinyal yang kemudian didistribusikan kepelanggan melalui kabel

coaxial, sedangkan gelombang mikro dengan frekuensi lebih tinggi digunakan

untuk saluran titik ke titik pendek antar gedung. Biasanya digunakan band

22 GHz. Frekuensi gelombang mikro yang lebih tinggi lagi tidak efektif untuk

jarak yang lebih jauh, akibat meningkatnya atenuansi, namun sangat sesuai

untuk jarak pendek. Sebagai tambahan, semakin tinggi frekuensi, antenanya

akan semakin kecil dan murah.

2. Gelombang Micro Satelite

a. Deskripsi Fisik

Satelit komunikasi adalah sebuah stasiun relay gelombang mikro.

Dipergunakan untuk menghubungkan dua atau lebih transmitter/receiver

gelombang mikro pada bumi, yang dikenal sebagai stasiun bumi atau

ground station. Satelit menerima transmisi diatas satu band frekuensi (uplink),

amplifier dan mengulang sinyal-sinyal, lalu mentransmisikannya ke frekuensi

yang lain (downlink). Sebuah satelit pengorbit tunggal akan beroperasi pada

beberapa band frekuensi, yang disebut sebagai transponder channel, atau

singkatnya transponder. Ada dua konfigurasi umum untuk komunikasi satelit yang

popular yaitu:

Satelit digunakan untuk menyediakan jalur titik-ke titik diantara dua

antena dari dua stasiun bumi.

Satelit menyediakan komunikasi antara satu transmitter dari stasiun

bumi dan sejumlah receiver stasiun bumi.

b. Aplikasi

Satelit komunikasi merupakan suatu revolusi dalam teknologi komunikasi dan

sama pentingnya dangan serat optic. Aplikasi-aplikasi terpenting untuk satelit

lainnya diantaranya adalah:

a. Distribusi siaran televise

b. Transmisi telepon jarak jauh

c. Jaringan bisnis swasta

Beberapa karakteristik komunikasi satelit dapat diuraikan sebagai berikut:

1. Akibat jarak yang panjang terdapat penundaan penyebaran (propagation

delay) kira-kira seperempat detik dari transmisi dari suatu stasiun bumi

untuk di tangkap oleh stasiun bumi lain. Disamping itu muncul masalah-

masalah yang berkaitan dengan control error dan flow control.

2. Gelombang mikro merupakan sebuah fasilitas penyiaran, dan ini sudah

menjadi sifatnya.

Bebarapa stasiun dapat mentransmisikan ke satelit, dan transmisi dari satelit

dapat diterima oleh beberapa stasiun. Karena sifat siarannya, satelit sangat

sesuai untuk distrbusi siaran televisi dan dipergunakan secara luas di seluruh

dunia. Satu jaringan, public broadcasting service (PBS) mendistribusikan

program televisinya secara eksklusif dengan menggunakan channel satelit,

yang kemudian diikuti oleh jaringan komersial lainnya, serta sistem televisi

berkabel yang menerima porsi besar dari program-program mereka dari

satelit. Aplikasi teknologi satelit terbaru untuk distribusi televisi adalah direct

broadcast satellite (DBS), dimana pada aplikasi tersebut sinyal-sinyal video

satelit ditransmisikan secara langsung kerumah-rumah pemirsa. Karena

mengurangi biaya dan ukuran antena penerima, maka DBS dianggap sangat

visible. Transmisi satelit juga dipergunakan untuk titik ke titik antar sentral

telepon pada jaringan telepon umum. Juga merupakan media yang optimum

untuk kegunaan luas dalam sambungan langsung internasional dan mampu

bersaing dengan sistem terrestrial untuk penghubung internasional jarak jauh.

c. Karakteristik ± karakteristik transmisi

Jangkauan transmisi optimum untuk transmisi satelit adalah berkisar pada 1

sampai 10 GHz. Dibawah 1 GHz, terdapat derau yang berpengaruh dari alam,

meliputi derau dari galaksi, matahari, dan atmosfer, serta interferensi buatan

manusia, dari berbagai perangkat elektronik. Diatas 10 GHz, sinyal-sinyal

akan mengalami atenuansi yang parah akibat penyerapan dan pengendapan di

atmosfer. Saat ini sebagian besar satelit menyediakan layanan titik ke titik

dengan menggunakan bandwidth frekuensi berkisar antara 5,925 sampai 6,425

GHz untuk transmisi dari bumi ke satelit (uplink) dan bandwidth frekuensi

4,7 sampai 4,2 GHz untuk transmisi dari satelit ke bumi (downlink). Kombinasi

ini di tunjukkan sebagai band 4/6 GHz. Patut dicatat bahwa frekuensi uplink

dan downlink berbeda. Sebuah satelit tidak dapat menerima dan mentransmisi

dengan frekuensi yang sama pada kondisi operasi terus-menerus tanpa

interferensi. Jadi, sinyal-sinyal yang diterima dari suatu stasiun bumi pada

satu frekuensi harus ditransmisikan kembali dengan frekuensi yang lain. Band

4/6 GHz berada dalam zona optimum 1 sampai 10GHz, namun menjadi penuh.

Frekuensi-frekuensi lain pada rentang tersebut tidak tersedia karena

interferensi juga beroperasi pada frekuensi-frekuensi itu, biasanya gelombang

mikro terrestrial. Karenanya, band 12/14 lebih dikembangkan lagi (uplink:14

sampai 14,5 GHz ; downlink: 11,7 sampai a4,2 GHz). Pada band frekuensi ini,

masalah-masalah mulai datang. Untuk itu, digunakan stasiun bumi penerima yang

lebih kecil sekaligus lebih murah. Ini untuk mengantisipasi band ini juga

menjadi penuh, dan penggunanya dirancang untuk band 19/29 GHz. (uplink

27,5 sampai 31.0 GHz; downlink: 17,7 sampai 21,2 GHz). Band ini

mengalami masalah-masalah atenuansi yang lebih besar namun akan

memungkinkan band yang lebih lebar (2500 MHz sampai 500 MHz).

PEMANFAATAN GELOMBANG MIKRO (MICROWAVE)

Pemanfaatan gelombang elektromagnetik sangat luas dalam kehidupan sehari

hari terutama untuk keperluan telekomunikasi. Berikut akan diuraikan secara

khusus tentang pemanfaatan gelombang mikro:

1. Pemanasan

Microwave oven menggunakan gelombang mikro dalam band frekuensi ISM

sekitar 2.45 GHz. Gelombang mikro dimanfaatkan untuk Food processing

dan pemanasan material dalam bidang industri. Pemanasan dengan gelombang

mikro mempunyai kelebihan yaitu pemanasan lebih merata karena bukan

mentransfer panas dari luar tetapi membangkitkan panas dari dalam bahan

tersebut. Pemanasannya juga dapat bersifat selektif artinya tergantung dari

dielektrik properties bahan. Dengan sifat selecting heating tersebut teknik

pemanasan gelombang mikro juga dipakai untuk terapy kanker yang sering

disebut dengan hyperthermia. Pengaturan daya dan perangcangan antena

merupakan hal yang utama dari terapi ini. Fokus pemanasan pada volume sel

kanker dapat dioptimasi ari perancangan antenna dan pengaturan daya serta jarak

antena dengan sel kanker tersebut.

2. Telekomunikasi

Bagi yang senang memanfaatkan fasilitas hotspot tentunya tidak asing

dengan WiFi yang menggunakan band frekuensi ISM. Begitu juga yang

gemar menggunakan bluetooth untuk transfer file antara handphone atau

handphone dengan komputer. Operator telekomunikasi juga memanfaatkan

gelombang mikro untuk komunikasi antara BTS ataupun antara BTS dengan

pelanggannya. Di Eropa khususnya di Jerman sudah jarang terlihat

penggunaan gelombang mikro untuk komunikasi dengan metode WDM antara

BTS dengan BSC. Jaringan backbone komunikasi sudah memakai jarinagn

fiber optis. Untuk komunikasi ke end user pada sistem selular tetap

menggunakan gelombang mikro. Untuk di Indonesia pada tower-tower

operator telekomunikasi sangat sering kita jumpai antena directional untuk

komunikasi antara BTS . Untuk komunikasi ke end user operator GSM di

indonesia memakai frekuensi di sekitar 800 MHz, 900MHz dan 1800MHz.

3. Radar dan navigasi

Radar juga memakai gelombang mikro untuk mendeteksi suatu object.

Sesuai dengan namanya radio detection and ranging, radar memanfaatkan

pantulan gelombang dari object tersebut untuk pendeteksian. meskipun

sinyal sangat lemah tetapi dapat dikuatkan kembali sehingga object bisa

terdeteksi. Radar biasa dipergunakan untuk mendeteksi benda bergerak.

Pantulan tersebut berasal dari polarisasi horizontal, vertical maupun circular.

Waktu antar transmit dan receive itu yang dipergunakan untuk mengitung

jarak objek tersebut. Pada sistem radar, pengolahan sinyal memainkan

peranan yang penting untuk mengurangi interferensi. Radar memancarkan dan

menerima sinyal pantulan secara bergantian dengan sistem switch. Begitu juga

dengan sistem GPS. GPS mempunyai prinsip yang mirip dengan radar.

setiap satelit secara periodis mengirimkan pesan yang isinya adalah waktu

pengiriman pesan dan informasi orbit satelit. Receiver GPS akan menghitung

jarak receiver dengan setiap satelit yang mengirimkan pesan-pesan tersebut.

Dengan membandingkan jarak antara beberapa satelit ini dapat ditentukan letak

GPS receiver tersebut.

FILTER GELOMBANG MIKRO

Filter merupakan rangkaian yang meloloskan sinyal pada lebar pita frekuensi

tertentu dan meredam sinyal pada frekuensi yang tidak diinginkan. Berdasarkan

daerah frekuensi yang dilewatkan, filter dibagi menjadi beberapa jenis yaitu:

LPF( Low Pass Filter), HPF( High Pass Filter), BPF ( Band Pass Filter) dan

BSF / BRF (Band Stop Filter / Band Reject Filter).

Suatu filter ideal mempunyai nol rugi-rugi penyisipan (insertion loss) dan

group delay yang relatif konstan pada passband, dan redaman yang sangat

besar pada stopband. Secara praktis, perancangan sebuah filter sangat

menyimpang dari kondisi ideal. Yang terbaik yang dapat terpenuhi adalah untuk

mendapatkan sebuah filter yang dapat bekerja dengan cukup baik pada frekuensi

yang dibutuhkan. Dalam merancang sebuah filter, persamaan yang dipakai dalam

perancangan filter jenis lain pada umumnya menggunakan parameter

prototipe LPF (Low Pass Filter), kemudian disintesis dengan pemetaan ke

jenis filter yang dirancang dan berberapa parameter yang harus diperhatikan,

yaitu: bandwidth , frekuensi dan atenuasi pada stop band, impedansi masukan

dan keluaran, Return Loss, Insertion Loss dan Group delay.

TIPE FILTER GELOMBANG MIKRO

Pada dasarnya filter dapat dibuat sesuai dengan komponen yang digunakan,

dalam hal ini berdasarkan komponen yang digunakan filter dapat

digolongkan kedalam 2 jenis yaitu menggunakan komponen diskrit dan

komponen terdistribusi.

Filter dengan menggunakan komponen - komponen diskrit biasanya tersusun

atas komponen reaktif R ( resistor), L ( Induktor), C (Kapasitor) atau biasa

disebut filter pasif dan komponen R,C penguat / Operational Amplifier

( filter aktif).

TERDISTRIBUSI

Filter dengan menggunakan komponen - komponen terdistribusi tersusun atas

componen yang berasal dari komponen L,C,R terdistribusi (saluran

transmisi). Dalam hal ini beberapa contoh saluran transmisi diantaranya

saluran strip, mikrostrip, waveguide, coaxial dan jenis saluran transmisi yang

lain.

DAFTAR PUSTAKA

Ningrum , Widya Hadiastuti (2010). MAKALAH TEKNOLOGI KOMUNIKASI

DATA “GELOMBANG MIKRO (MICROWAVE)”. Bogor: Program

Keahlian Teknik Komputer, IPB.

http://www.google.com