Universitas Mercu Buana

Universitas Mercu Buana

Fakultas Teknologi Industri

Jurusan Teknik Elektro

Modul I

Pengantar TelekomunikasiPENGANTAROleh:

Nacep Suryana, MSc.

PENGANTAR1.1. KOMUNIKASIDalam kehidupan kita komunikasi memiliki arti yg sangat beragam. Namun dalam terminology listrik/elektronik komunikasi memiliki arti tersendiri. Istilah Komunikasi merujuk kepada proses pengiriman, penerimaan dan pemrosesan informasi dengan bantuan listrik. Sejarah komunikasi ini dimulai sejak penemuan telegraph oleh Samuel Morse pada tahun 1837, tonggak-tonggak sejarah penting dalam bidang Komunikasi dapat digambarkan sbb:

1837 : Samuel Morse menemukan Telegraph

1876 : Alexander Graham Bell menemukan Telephone

1895 : Marconi menemukan wireless Telegraph (bukan pesawat Radio)

< 1895 : Radio ditemukan oleh Nikola Tesla

1907 : Lee De Forest menemukan Triode Vacuum Tube

1920 : Dimulainya era siaran komersial Radio AM

1939: pertama kali siaran Radio FM Alphine New Jersey oleh Edwin Amstrong

Pesawat telephone pertama

Alexander Graham Bell

Nikola Tesla

Perkembangan komunikasi sekarang sudah demikian maju, apalagi setelah penemuan transistor, integrated circuit (IC) dan semua peralatan semikonduktor lain. Terakhir penggunaan satelit dan serat optic membuat komunikasi jadi bertambah luas, terutama komunikasi data dan lainnya.Pada awalnya sistim komunikasi hanya berurusan dg masalah memilah, memproses dan menyimpan informasi sebelum dia dikirimkan. Sekarang bertambah maju lagi, disamping pemrosesan yg lebih jauh juga melibatkan proses memfilter Noise. Komunikasi pada sisi penerima, mencakup langkah2 proses berikut ini: Dekoding, Penyimpanan, dan interpretasi. Komunikasi dalam kontek ini, bentuknya bermacam-macam, dapat berupa telephone radio, telegraph, siaran, komunikasi antar titik secara mobile, komunikasi computer, Radar, Radio telemetri dll.

1.2. SISTIM KOMUNIKASI

Sebelum kita berbicara lebih jauh ttg bermacam-macam sistim dalam sistim komunikasi, maka ada baiknya terlebih dahulu mengenal sistim komunikasi secara umum, sekaligus juga mengenal beberapa istilah-istilah penting yg biasa muncul dalam dunia komunikasi. Diagram blok dari sistim komunikasi secara umum digambarkan dalam gambar 1.1. dibawah ini.

Gambar 1.1. Blok diagram dari Sistim Komunikasi

1.2.1 Informasi

Sistim komunikasi ada untuk menyampaikan sebuah Pesan, dimana Pesan ini berasal dari sumber informasi. Kumpulan pesan ini terdiri dari pesan2 individual yang satu sama lain dapat dipisahkan, bentuknya bisa kata2, kumpulan kata2, simbol2 kode atau unit2 lainnya.Jumlah informasi yang dikandung dalam pesan biasanya diukur dalam Bits atau Dits (3.32 bits), dan tergantung dari jumlah pilihan yg harus dibuat. Semakin besar jumlah pilihan yang harus dibuat, semakin besar jumlah informasi yang disampaikan. Untuk menunjukkan posisi kata pada halaman buku ini misalnya, cukup dengan mengatakan pada posisi atas atau bawah halaman buku, kanan atau kiri,dua pilihan dari dua kemungkinan yg harus dipilih. Jika kata itu ada pada 2 halaman maka harus dipilih pada halaman yg mana, dengan demikian harus ada informasi tambahan yg harus diberikan. Arti dari informasi itu sendiri kadang tidak terlalu penting, pada sudut pandang ini yg penting adalah jumlah informasinya.

1.2.2 Transmitter

Dalam banyak kasus, informasi yg berasal dari sumber informasi sering kali tidak cocok untuk langsung dikirim lewat media transmisi, beberapa tindakan harus dilakukan sebelum informasi itu dapat dikirim. Misalnya pada sistim single side band modulation , sebelum proses modulasi harus dilakukan pembatasan jangkauan frekwensi audio, dan mengkompres jangkauan amplitudonya. Pada Telepon kabel, proses ini tidak perlu dilakukan. Tapi pada komunikasi jarak jauh, transmitter mungkin diperlukan untuk memproses dan mungkin mengkode informasi yg masuk agar supaya cocok untuk transmisi dan penerimaan. Proses yg dilakukan didalam transmitter dapat digambarkan pada diagram dibawah ini.

Gambar 1.2. skema transmitter

Didalam transmitter terjadi proses modulasi, dimana frekwensi carrier dimodulasi oleh informasi yg masuk (sinyal input), artinya informasi ditumpangkan pada frekwensi tinggi. Metoda modulasi sekarang ini sangat beragam antara satu sistim dg sistim yg lain, ada yg menggunakan modulasi amplitude, modulasi frekwensi, modulasi pulsa atau modulasi kombinasi dari metoda2 tsb, tergantung keperluan. Pada gambar 1.3 dapat dilihat skema modulasi amplitude pada sistim transmitter Radio.

Gambar 1.3. Modulasi amplitude pada sistim transmitter radio

1.2.3 Channel Noise

Penurunan sinyal selama proses transmisi dan penerimaan sinyal adalah suatu hal yg tak mungkin dihindari, sebagai dampak dari distorsi didalam system, yg diakibatkan oleh munculnya Noise (Noise adalah energi yg tak diinginkan (biasanya bersifat random) yg muncul didalam sistim transmisi karena sebab yg bermacam-macam). Kehadiran noise akan membatasi kemampuan sistim transmisi secara keseluruhan, ketika noise bertambah parah maka hal ini akan membuat sinyal aslinya bahkan tidak dapat dikenali lagi dan tidak dapat digunakan lagi. Pada gambar 1.1. sumber noise hanya digambarkan dari satu tempat, sebenarnya sumber noise muncul di sembarang bagian, tapi penggambaran spereti ini hanya untuk menyederhanakan saja. Noise memang dapat muncul di setiap bagian, tetapi kemunculan noise akan menimbulkan dampat paling parah ketika sinyal sedang dalam kondisi paling lemah, itu artinya noise yg muncul di channel atau sebelum receiver adalah yang memiliki dampak paling serius.

1.2.4. Receiver

Ada banyak sekali jenis receiver dalam sistim komunikasi, karena bentuk akhir dari receiver dipengaruhi oleh bermacam-macam tuntutan yg sangat berlainan. Diantara faktor2 yg mempengaruhi adalah sistim modulasi yg digunakan, frekwensi operasi dan jangkauan frekwensinya, dan juga jenis display yg digunakan. Skema umum dari sistim receiver dapat digambarkan pada gambar 1.4 dibawah ini.

Receiver ini sangat banyak sekali ragamnya dilapangan, mulai dari jenis yang sederhana seperti kristal receiver dengan headphone sampai jenis yang jauh lebih komplek pada sistim receiver Radar, yang meliputi susunan antena dan sistim visual display. Apapun bentuk dan macamnya, fungsi paling penting dari receiver adalah Demodulasi (kadang2 disebut decoding), proses ini adalah kebalikan dari proses yg terjadi di transmitter.

Gambar 1.4. Skema umum Receiver

Sebagaimana dinyatakan sebelumnya, tujuan receiver dan bentuk outputnya itu mempengaruhi konstruksi receiver dan juga tipe sistim modulasi yang digunakan. Output dari receiver ini mungkin akan masuk ke loudspeaker, video display unit, teletypewriter, radar display, layar televisi, pen recorder atau bahkan komputer. Pada masing2 tujuan itu, receiver dg susunan berbeda harus dibuat. Tapi satu hal yang penting harus disepakati oleh transmitter dan receiver adalah sistim modulasi dan metoda pengkodeannya harus sesuai.(dan juga timing dan sinkronisasinya pada beberapa sistim)

1.3. MODULASI1.3.1 Deskripsi

Ketika teknik modulasi belum sempurna (seperti sekarang), kebanyakan bentuk gelombang yang sering digunakan secara luas dalam komunikasi adalah sistim yang didasarkan pada transmisi continuous-wave (CW) signal. Dengan sistim ini, sinyal dikirimkan putus-putus secara periodik (seperti sandi morse) untuk membuat pesan sandi. Tapi sistim CW membutuhkan pelatihan yang baik dan keahlian terutama pada orang yang mengirim dan menerima pesan, dan karena itu bidang itu hanya terbatas untuk profesional saja. Dengan pengembangan teknik modulasi, era komunikasi pun turut berkembang, hasilnya dapat dilihat di sekitar kita sekarang. Kita akan mempelajari proses modulasi lebih terperinci pada bab tersendiri.

1.3.2 Kebutuhan akan sistim modulasi

Ada dua alternative cara penggunaan sinyal untuk transmisi pesan melalui saluran radio. Pertama, mencoba mengirim sinyal itu sendiri langsung tanpa modulasi atau menggunakan sinyal carrier. akan tetapi mengirim sinyal secara langsung tanpa modulasi pada kenyataannya tidak mungkin karena beberapa alasan. Dibawah ini dibahas paling tidak 3 alasan mengapa kita perlu melakukan modulasi, diantara alasan itu adalah Kualitas pengiriman dan penerimaan sinyal, effisiensi pengiriman (dg cara multiplexing), membagi frekwensi band untuk membedakan sumber pengirim berita.

Pertama, Adanya kesulitan teknis ketika kita akan mengirimkan gelombang elektromagnetik pada frekwensi audio (frekwensi dibawah 20 kHz). Untuk efisiensi radiasi dan penangkapan dari sinyal yang ditransmisikan, sebuah antenna harus mempunyai ketinggian sekitar seperempat dari panjang gelombang frekwensi yang digunakan, hitung-hitungannya dapat dilihat dibawah ini. Jika frekwensi yg digunakan 15 kHz maka tinggi antenna yg dibutuhkan adalah 20000/4 = 5000 meter , tapi jika frekwensi yg digunakan tinggi misalnya 1 MHz, maka tinggi antenna yg dibutuhkan hanya 300/4 = 75 m. Apalagi jika frekwensi yg digunakan 10 MHz maka tinggi antenna yg dibutuhkan adalah 30 cm / 4 = 7.5 cm.

Jadi jika frekwensi asli suara manusia / musik (15 kHz) dikirim tanpa modulasi kedalam frekwensi tinggi maka kita membutuhkan antenna yg sangat tinggi 5000 meter untuk efisiensi pengiriman dan penangkapan sinyalnya, tidak terbayang membuat antenna yg tingginya 5 km. Tapi dengan menaikkan frekwensi sampai orde MHz maka antenna yg dibutuhkan tidak terlalu tinggi.

Kedua, semua suara manusia terkonsentrasi pada frekwensi 20 sd 20 kHz, ketika beberapa sumber (misalnya beberapa stasiun Radio) mengirimkan sinyal ini maka akan sangat sulit untuk memisahkan sinyal suara dari berbagai stasiun tsb. Dengan adanya modulasi, maka masing-masing stasiun radio mendapatkan jatah frekwensi tertentu yg jauh lebih tinggi dari fekwensi suara aslinya, sehingga mudah untuk memisahkannya pada proses penerimaan sinyalnya, juga dg frekwensi yg lebih tinggi maka pengiriman dan penerimaan sinyal menjadi jauh lebih effisien. Jadi tanpa modulasi maka sangat sulit memisahkan sinyal suara manusia yg dikirim dari berbagai sumber.

Alasan lain adalah terkait dengan pengiriman pesan secara cerdas. Jika kita menggunakan sinyal carrier yang tidak dimodulasi maka sangat sulit mengirim pesan (sinyal suara) yang memiliki variasi amplitude (volume suara) dan variasi frekwensi (pitch) yg tinggi, karena sinyal carrier yg tidak dimodulasi memiliki amplitude konstan, frekwensi konstan dan fase konstan thd referensi tertentu. Sinyal dg karakteristik seperti ini tidak bisa digunakan untuk menyampaikan pesan suara. Dg bantuan amplitude modulasi maka amplitude dari sinyal carrier akan divariasikan oleh sinyal/pesan yg akan dikirim, sedangkan pada frekwensi modulasi, frekwensi siyal carrier akan divariasikan oleh sinyal/pesan yg akan dikirim.1.4. KEBUTUHAN AKAN BANDWIDTH

Band/pita frekwensi yang dibutuhkan untuk pengiriman pesan tergantung pada bandwidth dari sinyal yang akan dikirim. Sinyal Audio Hi-Fi membutuhkan bandwidth sinyal dari 50 Hz sampai 15.000 Hz, tetapi kenyataannya bandwidth 300 3400 Hz cukup utk percakapan telepon., hanya saja kualitas suara tentu saja akan turun/degradasi jika bandwidthnya tidak sesuai.

Sebelum mengestimasi bandwidth utk transmisi dari sinyal yg dimodulasi, sangat penting sekali untuk mengetahui bandwidth dari sinyal asal yg harus dikirim, jika sinyal asalnya adalah berbentuk sinusoidal, maka bandwidth yang dibutuhkan adalah sama dengan range frekwensi antara frekwensi terendah dan frekwensi tertinggi dari gelombang sinus. Akan tetapi jika sinyal asal (modulating signal) adalah berbentuk nonsinusoidal (misalnya sinyal kotak), maka akan menghasilkan situasi yg jauh lebih komplek. Dan sinyal kotak seperti itu sangat sering digunakan sebagai sinyal yg memodulasi sinyal/frekwensi carrier, maka masalah tuntutan frekwensi untuk sinyal seperti ini akan dibahas khusus pada modul berikutnya.

Triode vacuum Tube

Sumber informasi

Transmitter

Sumber Noise

Destination

Receiver

Channel

(saluran transmisi)

Encoding

Modulation

(Distortion)

Decoding

Demodulation

(Distortion)

Kabel tembaga

Fiber optic

Gel Radio, dll

Transmitter

Power amplifier

High-frequency oscillator

Transmission medium (channel)

Modulator and frequency up-converter

Low-frequency source information (analog or digital)

Receiver

Filter

High-frequency local oscillator

Frequency down-converter

Amplifier

Samuel Moorse

Frequency :f[Hertz]

Wavelength:([m]

EMBED Unknown

c : velocity of light: 3 108 m/sec

f (

1 kHz( 3 105 m

15 kHz ---> 2 104 m

20 kHz( 1.5 104 m

1 MHz -( 300 m

10 MHz( 3 101 m = 30 m

1 GHz( 3 10-1 m = 30 cm

PAGE Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMBNacep Suryana, MSc SISTEM KOMUNIKASI

_1256177011.unknown