BAB IPENDAHULUAN

Telekomunikasi berasal dari kata Tele = jauh dan komunikasi = hubungan. Jadi telekomunikasi berarti hubungan melalui suatu jarak yang relatif jauh. Berhubungan di sini diartikan sebagai. tukar-menukar informasi yang dibutuhkan untuk keperluan tertentu.

Sejalan dengan perkembangan penduduk dunia, diperlukan sarana perhubungan yang dapat memungkinkan orang berhubungan melalui jarak yang semakin jauh.

Dalam buku ini, telekomunikasi diartikan sebagai perhubungan melalui jarak jauh dengan menggunakan sinyal-sinyal listrik.

Jadi, telekomunikasi terutama telekomunikasi radio, meneruskan informasi dari satu tempat ke tempat lain, sehingga dalam telekomunikasi ini ada unsur-unsur:a. Informasi

Yang bisa berupa: Telegraf, telex, suara, musik, televisi dan data yang punya spektrum frekuensi dan bentuk-bentuk yang berbeda.

b. Yang harus diteruskanDengan cara telekomunikasi melalui media pembawa seperti: Saluran 2 kawat sejajar, kabel koaksial, bumbung gelombang, ionosphere, troposphare. Dalam suatu sistem modulasi: CW, AM, FM (TDM FM, FDM FM), PM.

c. Dengan cara yang sesuai

Terutama bentuk akhir harus seserupa mungkin dengan bentuk asli dalam batas-batas distorsi yang bisa ditolerir, hal ini akan menentukan persyaratan S/N, delay, dan seterusnya.

d. Dalam jumlah maupun kecepatan yang semakin meningkat.Yang berarti lebar band yang diperlukan, semakin besar dengan sistem modulasi yang semakin canggih.

e. Melalui jarak yang semakin jauhLokal 10 KmInterlokal 250 KmInternasional 2500 km Interkontinental 25000 KmJarak mempengaruhi distorsi, amplifikasi yang diperlukan, dan lain-lain.

f. Dengan biaya yang seekonomis mungkinSoal biaya mempengaruhi kegunaan sistem, sehingga harus dicari titik optimum antara cara-cara maupun peralatan yang paling sederhana dan murah tetapi yang dapat meneruskan informasi dengan cara yang sebaik dan semudah mungkin. Secara umum, suatu sistem telekomunikasi dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar I - 1.Dalam rangkaian sumber, penyampaian dan penerimaan informasi ada beberapa pihak yang tersangkut dan Baling tergantung satu sama lain:

Sumber Informasi Medium

Tujuan / Penerima Informasi

a. Pemakaib. Perusahaan penyedia jasa telekomunikasic. Produsen peralatan telekomunikasid. Badan yang mengatur/menpordinir seluruh kegiatan dari segi

ekonomis dan teknis dalam mengadakan peraturan, standar, harga patokan, dan lain-lain.

Pemakai, membutuhkan penyaluran dan penyampaian in formasi yang kebutuhannya semakin lama semakin meningkat baik dalam jenis, volume dan sofistikasinya.

Penvedia Jasa, umumnya suatu perusahaan yang khusus bergerak dalam bidang ini, dengan kewajiban untuk memberikan jasa pertelekomunikasian dengan kualitas dan harga yang pantas, dan pertanggungan jawab dalam penyampaian yang efisien, cepat dan relatif murah. Dalam penyediaan jasa ini, kegiatan perusahaan tersebut akan menyangkut tugas-tugas administrasi serta pekerjaan pemeliharaan dan pengoperasian sistem secara optimal.

Produser peralatan, menghasilkan peralatan-peralatan yang punya keandalan yang tinggi, yang dapat memenuhi kebutuhan yang semakin meningkat dan bervariasi. Berdasarkan perkiraan perkembangan kebutuhan dan persyaratan-persyaratan yang ada, produksi dikembangkan untuk dapat memenuhi kebutuhan dengan peralatan yang andal dan relatif semakin murah.

Badan yang mengoordinir dan mengeluarkan peraturan dan persyaratan-persyaratan, berusaha agar ada standar dalam pelaksanaan berdasarkan pengalaman-pengalaman sebelumnya,

tingkat teknologi yang ada, dan perkiraan perkembangan teknologi yang bisa dicapai oleh industri, sehingga kebutuhan bisa dipenuhi dengan lebih baik dan dengan ongkos yang relatif lebih murah.

Dalam tingkat Nasional yang menyangkut pengaturan harga (rate), untuk menjaga tingkat ongkos yang patut dan mendorong perusahaan-perusahaan penyedia jasa untuk bekerja dengan lebih efisien dan mendorong penggunaan teknik-teknik yang lebih efisien juga.

Karena hubungan komunikasi sudah melintasi batas-batas negara bahkan benua, untuk bisanya ada hubungan komunikasi yang baik perlu ada standar-standar ataupun spesifikasi yang uniform.

Untuk ini dibentuk badan International ITU (International Telecommunication Union) dengan badan-badannya yang lebih spesifik, yaitu:ICCR (International Consultative Committee for Radio) ICCTT (International Consultative Committee for Telephone. and

Telegraph).Permasalahan standardisasi Internasional ini cukup rumit,

karena adanya kepentingan-kepentingan Nasional yang berbeda.Segi lainnya adalah, pemilihan standar ataupun

persyaratan-persyaratan yang terlalu cepat bisa menjadi penghalang dalam pengembangan teknologinya. Sedang standardisasi yang terlambat juga bisa menyebabkan terbaginya

sistem dalam praktek dalam beberapa standar-standar yang berbeda, contoh: TV, listrik, metrik/inch, dan seterusnya.

Sehingga posisi ITU dengan CCIR dan CCITT-nya cukup rumit, sehingga standarnya belum tentu bisa dienforce, sehingga lebih banyak dikeluarkan rekomendasi. Tetapi walaupun begitu, karena semua pihak menyadari penting adanya suatu standar yang uniform atau paling tidak kompatibel, banyak negara dan industri-industri menuruti rekomendasi ITU secara serius.

Di banyak negara antara pengelola jasa dan pembuat peralatan tidak terlalu tegas pembagian tugasnya, sering pengelola jasa adalah punya negara (PPT) yang biasanya juga punya pabrik dan fasilitas R & D.

1.1 INFORMASI YANG DIBERIKANInformasi yang diberikan bermacam-macam dan dalam

teknik telekomunikasi dibedakan menurut sifat-sifatnya yaitu:- Lebar band- Bentuknya - Intensitasnya (level)

1.1.1 Lebar BandLebar band didefinisikan sebagai lebar daerah frekuensi yang

ditempati oleh informasi/sinyal yang bersangkutan. Lebar band pendengaran manusia, dengan pengertian daerah frekuensi yang masih dapat didengar, terletak antara 20 Hz sampai 20 kHz: Terutama untuk alat-alat musik, bunyi yang dihasilkan terdiri dari

frekuensi dasar dan frekuensi harmoniknya yang terletak antara 20 Hz sampai 15.000 Hz seperti pada gambar berikut:

Gambar 1 – 2.Beberapa nada dasar dengan frekuensi-frekuensi harmonis dari sebuah biola.

Spektrum frekuensi pembicaraan manusia pun see teoritis terletak dalam band frekuensi dari 100 Hz sank 10.000 Hz, tetapi bagian terbesar dari energi pembicara terkumpul dalam komponen-komponen antara 200 - 700 serta "warna" suara ditentukan oleh komponen-komponen di sekitar 35000 Hz.

Jadi sebenarnya untuk mengirimkan suara secara ekonomis, cukup dengan lebar band yang lebih kecil dari 20 k Percobaan-percobaan menunjukkan bahwa lebar band 300 3400 Hz cukup memenuhi persyaratan, pengertian ya dikirim dan warna suara cukup baik.

Pada prinsipnya, semua sinyal-sinyal selalu dapat diuraikan dalam komponen-komponennya yang berbentuk sinyal; sinyal sinussoidal yang kontinyu, Dan untuk mengirimkannya' dengan baik, cukup jika dapat dikirimkan komponen-komponen dalam suatu lebar band tertentu, yaitu:

f = untuk pulsa-pulsa D/C atau f = di sekitar fc untuk

gelombang frekuensi fc yang dikirim dalam bentuk pulsa-pulsa :

Gambar 1 – 3 Pulsa-pulsa periodik dengan lebar pulsa t dan periode T dapat

diuraikan menjadi sinyal-sinyal sinusoidal yang kontinyu dengan dengan frekuensi-frekuensi 1/T, 2/T, dan seterusnya. Jika pulsa-pulsa radio dengan frekuensi fC, uraiannya merupakan komponen-komponen dengan frekuensi-frekuensi 1/T, 2/T dan seterusnya di atas dan di bawah frekuensi fC. Untuk mengirimkan sinyal dengan baik, cukup dikirimkan komponen-komponen yang ada pada lebar band tertentu, yaitu : f = 1/ untuk pulsa-pulsa D/C atau f = 2/ di sekitar fC untuk gelombang frekuensi fC yang dikirim dalam bentuk pulsa-pulsa.

Contoh-contoh spectrum beberapa sinyal : 1) Suara manusia dan alat-alat musik.

Gambar 1 – 4 2) Spektrum sinyal televisi

Gambar 1 – 5Karakteristik beberapa jenis informasi :

Tabel 1 – 1

JenisLebar band

(kHz)Arah / Jurusan

Telegrafie Telefonie Musik

0.12410

121

VideoData

50004

1½

Lebar band menentukan jenis penyalur yang harus digunakan, juga memberi persyaratan yang sama untuk kecepatan pengiriman.

Khusus data, lebar band ataupun kecepatan pengiriman bergerak dari yang sempit sampai yang lebar tergantung data-data yang diolah. Dalam arti yang Was, semuanya sebenarnya dapat dimasukkan sebagai data, tetapi di sini data digunakan dalam pengertian deretan pulsa-pulsa yang menjadi “kode” dari besaran tertentu (binary code).

Sejalan dengan peningkatan volume komunikasi, kemajuan teknologi dalam bidang komunikasi dapat mengakomodir peningkatan kebutuhan ini dengan cara yang lebih baik dan harga per unit yang relatif lebih baik dan harga per unit yang relatif lebih murah. Secara umum dapat dituliskan dalam hubungan :

NK = konstan K = biaya saluran-kilometer/tahunN = jumlah saluran per-kabel/perhubungan radio.Perkembangan teknologi adalah sedemikian, sehingga setiap kali muncul cara baru yang lebih banyak kapasitas salurannya.

1.2 MEDIUM PENYALURANDalam menyalurkan sinyal, dalam sistem penyaluran

biasanya akan terjadi redaman dan akan timbul distorsi sebagai akibat ketidaklinieran sistem penyaluran serta adanya noise. Jadi sistem penyaluran dibedakan oleh:

- Lebar band, yang didefinisikan sebagai lebar band frekuensi yang dibatasi oleh frekuensi-frekuensi dimana level sinyal akan turun 3 dB dibandingkan level rata-rata (3 dB - bandwidth).

- Karakteristik frekuensi, yang menunjukkan redaman sebagai fungsi frekuensi.

- Phase shift, yang terjadi karena kecepatan fasa dalam saluran tidak sama untuk seluruh daerah frekuensi, sehingga perbedaan fasa antara komponen-komponen sinyal pada penerimaan tidak sama dengan waktu pengirirnan. Akibat yang nyata adalah, perubahan bentuk sinyalnya.

- Derau (noise)- Level.

Ada beberapa jenis cara penyaluran1.2.1 Saluran Transmisi:

Dalam meneruskan. sinyal dari sumber ke-penerima erring digunakan saluran transmisi yang pada prinsipnya mengusahakan agar sinyal listrik menjalar mengikuti-saluran nya dan tidak menyebar ke mana-mana. Saluran transmisi ada beberapa jenis yang dicirikan dengan:

- Impedansi karakteristik : Zo =

- Kec. Fase : v =

- Daerah frekuensi - Redaman:

Jadi dalam saluran transmisi sinyal menjalar dengan kecepatan tertentu, mengalami perbedaan dan perubahan bentuk karena kecepatan penjalaran yang tidak sama untuk seluruh daerah frekuensinya. Karakteristik impedansi juga merupakan faktor yang harus dipertahankan dalam titik penyambungan agar tidak terjadi refleksi.

Paralel wire:

Gambar 1 – 6

Co =

Lo

Vo =

Persyaratan daerah frekuensi : > > D Biasanya hanya dipakai untuk daerah audio atau sampai frekuensi radio yang rendah. Coaxial :

Gambar 1 – 7

Co =

Lo =

Zo = 1n (ohm)

v =

Persyaratan daerah frekuensi : > (a + b)

Redaman : = k

Untuk beberapa pemakaian, digunakan sampai daerah frekuensi 1000 MHz (misalnya untuk interkoneksi antar bagian-bagian peralatan).

1.2.2 Wave guide (bumbung gelombang)Umumnya digunakan untuk daerah frekuensi ribuan MHz atau

daerah gelombang mikro (microwave).Disini ada Batas-Batas daerah frekuensi dimana penyaluran dapat berlangsung sesuai dengan yang dikehendaki, jadi f1o < fo < fhi

a

b

Gambar 1- 8Penampang bumbung gelombang bisa bulat, ellips atau empat persegi.

v =

1.2.3 Strip Line

Gambar 1 – 9 Biasanya digunakan untuk daerah gelombang mikro den panjang gelombang milimeteran.

1.2.4 Serat optik (fiber optic)Ada 2 macam : - Multi mode

- Single mode

Terdiri dari 2 "silinder" (serat/fiber) optik yang, berbeda koefisien biasanya dan ncore >nclad, sehingga cahaya yang menjalar di core praktis tidak "bocor" ke luar karena selalu terjadi pemantulan sempurna.

Gambar 1 – 10 Single mode, diameter dibuat sangat kecil, sehingga hanya

mungkin 1 mode saja yang menjalar: - distorsi bentuk lebih kecil- lebar band lebih besar

1.2.5 Udara Bebas Sinyal dipancarkan dari lokasi pengirim (Tx) ke arah lokasi

penerima (Rx). Karena sifat mediumnya, sinyal tadi akan menyebar, sehingga pancaran sangat terendam.

Dalam perhitungan dianggap, sinyal menyebar ke segala arah dan untuk Tx yang isotropis, pemancarnya sama naik ke segala arah sehingga pada jarak R dari Tx, rapat daya :

W = = watt/m2

Gambar 1 - 11Untuk mengarahkan pancaran agar hanya ke arah tertentu,

digunakan antena.Antena dicirikan dengan gain = faktor yang menunjukkan pemancaran beberapa kali lebih baik dibandingkan Tx isotropis.

Jadi dalam arah yang diinginkan, rapat enersi oleh antena dengan gain G :

W = G

Gambar 1- 12Gain ini dapat disamakan dengan sifat pancaran cahaya dari

sebuah senter. Jika kapnya dibka, cahaya lampunya akan memancar ke segala penjuru. Sehingga pancarannya agak lemak pada layar yang diletakkan di depannya.

Jika kap dipasang kembali, intensitas cahaya di layar akan cukup kuat, karena daya yang sama hanya dibagi dalam daerah yang lebih sempit.

Sifat antenna lainnya :- Lebar berkas (3 dB beam-width)

Didefinisikan sebagai sudut ruang yang dibatasi oleh kerucut dimana gainnya 3 dB lebih kecil dari gain maks.

- Impedansi Impedansi yang terasa oleh Tx ataupun Rx pada jepitan antenanya.

Gambar 1 – 13Diagram arah antena

Diagram memperlihatkan kebaikan pemancaran sebagai fungsi arah.Dalam contoh "3 dB beamwidth" adalah 600.

1.3 GANGGUAN DALAM PENGIRIMAN Distorsi (gangguan)Karena pada dasarnya tidak ada proses yang ideal, maka informasi yang diterima tidak sama dengan yang dikirim.Karena dalam proses pengiriman dan penerimaan, informasi beberapa kali mengalami transformasi.

Gambar 1 – 14

Gangguan-gangguan tersebut berupa : - Attenuasi, karena perbedaan redman/amplifikasi dengan

frekuensi.

Transducer Modulasi Medium Demodulasi Transducer

- Phase shift, karena kecepatan perambatan tidak sama untuk semua frekuensi bentuk sinyal pengiriman dapat berbeda bentuknya waktu mencapai tujuan.

- Tambahan noise,* Intermodulation nooise ** Noise tambahan: udara, peralatan, dan lain-lain.

Gambar 1 – 15 Sesuai deret Fourier, suatu sinyal selalu dapat dianggap

terdiri dari sinyal sinussoidal dengan frekuensi dasar fo dan frekuensi harmonis 2fo, 3fo, dan seterusnya. Contoh: sinyal segi empat (square wave) seperti gambar di atas ini.Intermodulation, terjadi karena modulasi yang tidak linier, sehingga selain frekuensi-frekuensi asli, timbul komponen dengan frekuensi

kombinasi-kombinasi. Misalnya jika dikirimkam 2 sinyal dengan frekuensi f1 dan f2 akan timbul sederet frekuensi baru.

- f1 ± f2

- 2f1 ± f2

- 2f1 ± 2f1

- 3f1 + f2, dan seterusnya.

Noise tambahan :Dalam rangkaian-rangkaian yang ada :

Karena pergerakan elektron-elektron oleh panas, pada setiap komponen, di ujung-ujungnya timbul tegangan (= tegangan noise) sebesar : - Johnson noise : V = Sehingga sesuai teori rangkaian daya noise yang dapat diperoleh dari komponen tersebut adalah :

- max. available noise : = kTB

Gambar 1 – 16Nouise yang berasal dari luar :

f1 dan f2

Gambar 1 - 17

Gambar 1- 18 Benda-benda angkasa ternyata ada juga yang memancarkan gelombang-gelombang radio terutama pada frekuensi rendahnya (galactic noise). Demikian juga beberapa peralatan/mesin,

pengapian mobil, mesin las, dan lain-lain (man made noise). Atom-atom udara terutama uap air, N2 dan O2, nya, juga memancarkan gelombang radio yang semakin kuat pada frekuensi yang semakin tinggi, di daerah frekuensi GHz (atmospheric noise).

Intensitas derau (noise) di sekitar antena penerima, mempengaruhi kesanggupan sistem penerima untuk menangkap sinval-sinyal radio yang lemah. Karena untuk penerimaan yang baik sinyal radio yang dikehendaki harus lebih kuat dari pada intensitas deraunya.

Intensitas derau dari luar ini paling rendah di sekitar frekuensi 2400 MHz. Itulah sebabnya untuk proyek-proyek penelitian benda-benda angkasa (deep space) seperti proyek satelit Voyager untuk penelitian Venus, dan lain-lain dipakai frekuensi 2400 MHz, juga untuk frekuensi-frekuensi telemetri.

Total derau output penerimaan, terutama tahap pertamanva, merupakan jumlah dari derau luar ditambah derau oleh penerimaannya sendiri yang dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 1 - 19 1.4 BEBERAPA PENGERTIAN

1.4.1 Penguatan atau redaanKarena baik amplifikasi maupun redaman, cukup besar

angkanya (amplifikasi misalnya 10.000 x, 1.000.000 x, dan seterusnya) ditentukan ukuran yang baru:

Gambar 1- 20Faktor penguatan sistem penguat yang didefinisikan sebagai:

A = 10 log

atau ditulis: , A dB

Gambar 1 – 21Hal ini menyederhanakan penulisan angka dan memudahkan perhitungan-perhitungan dalam sistemnya. Misalnya, sinyal diamplikasi 2x, pertama dengan amplikasi A dan kedua dengan amplikasi B.Total amplikasi= a (dB) + B (dB)= (A + B) dBIdem di atas dengan redamanContoh :

AP1 P2

A B

Gambar 1 – 22 1.4.2 Signal to noise ratio (S/N)

Kebaikan penerimaan juga dicirikan dengan signal to noise ratio (S/N) atau carrier to noise (C/N).

S/N dalam satuan dB menunjukkan signal (base band) yang diinginkan berapa kali lebih kuat dari pada noise/gangguan-gangguan yang tidak diinginkan, sedang C/N juga dalam satuan dB menunjukkan perbandingan kuat signal (dalam gelombang radio) terhadap noise. Antara C/N dan S/N ada hubungan-hubungan yang tergantung dari sistem modulasi yang digunakan.

1.4.3 Noise FigureMenunjukkan kebaikan penguat dalam memproses

(memperkuat) sinyal. Ini merupakan ukuran, berapa besar noise tambahan yang dihasilkan oleh penguatnya (penerimanya). Sesuai teori Johnson Noise, pada input penguat dapat dianggap ada sumber noise Nin sebesar KToB.

F =

=

=

= Nout = (FkToB). G

Gambar 1 – 23

Jadi dapat dianggap noise di input diperbesar F kali, jika amplifiernya dianggap noise free. Dengan perkembangan teknologi, sekarang ini lebih relevan untuk menyebutkan noise temp. dari penerimaan (Te). Jadi dengan menganggap penguatnya noiseless, pada input, selain sumber noise kT oB akan ada sumber sebesar (F – 1)kToB untuk menghasilkan noise di output sebesr FkToBG. Derau sebesar (F -

1)kTo ini merupakan derau tambahan dari penerimanya sendiri yang dapat ditulis sebagai kTeB.

Hubungan Te dan To diberikan dalam rumus : k (F – 1) ToB = kTeB

------> Te = To (F – 1) atau

F = 1 +

Gambar 1 – 24

1.4.4 Beberapa Komponen a. Penguat – bertugas untuk memperkuat sinyal yang lemah.

Gambar 1 - 25

b. Filter – Rangkaian yang membatasi daerah frekuensi sinyal yang diteruskan. Rangkaiannya dapat rangkaian dengan komponen pasif saja atau pun rangkaian lengkap dengan penguat Lebar daerah frekuensinya didefinisikan se bagai daerah yang dibatasi oleh frekuensi yang amplitudo: harga rata-rata (- 3 db);,

Ada beberapa macam filter

BAB IIPRINSIP HUBUNGAN TELEPON

2.1 PENDAHULUANKemungkinan pengiriman suara lewat kabel dibuktikan

pertama kali oleh Alexander Graham Bell pada tahun 1847. Hal ini merupakan perwujudan cita-cita maupun angan-angan manusia untuk dapat menyampaikan suara atau pembicarnnya melalui jarak yang jauh di luar jangkauan terikan biasa.

Sebenarnya penemuan Bell ini merupakan suatu rangkaian dengan penelitian ataupun teori-teori sebelumnya. Prinsip dasar telepon adalah, gelombang suara diubah menjadi gelombang listrik oleh mikropon, yang diteruskan melalui kabel dan ditujukan diubah kembali menjadi gelombang suara oleh telepon, seperti pada gambar berikut :

Gambar 2 – 1

Keuntungan sistem ini adalah, pembicaraan dapat berlangsung melalui jarak yang jauh (20 km tanpa penguatan - local network).

Dengan sistern penguat dan sistem pengiriman lewat gelombang radio, jarak pembicaraan bisa mencapai ribuan kilometer.

Sejalan dengan kemajuan teknologi, telepon ini sekarang sudah sangat canggih seperti adanya hal-hal sebagai berikut :- IDDD (International Distant Direct Dailling), yang memungkinkan

kita untuk hubungan langsung dengan lawan bicara di manca negara.

- Pengiriman data gambar; dengan penambahan modem, lyn telepon kita dapat sekaligus digunakan untuk pengiriman dta fan gambar.

2.2 KOMPONEN-KOMPONEN RANGKAIAN TELEPON Mikropon - Mikropon bertugas untuk mengubah gelombang suara

menjadi gelombang listrik dengan cacat suara yang minimum.

Secara teoritis semua sistem yang menggunakan gelombang suara atau perubahan tekanan udara untuk mengubah sifat-sifat listrik suatu komponen listrik dapat digunakan sebagai mikropon.

Pilihan tergantung dari:- Segi Praktisnya - Apakah dapat dilaksanakan dalam praktek.- Sensitivitas - Besarnya sinyal listrik yang dihasilkan.- Keandalan - Tingkat ketahanannya terhadap gangguan-

gangguan mekanis, listrik dan lain-lain.- Fidelitas - Berapa baiknya gelombang listriknya

"mengikuti" gelombang suaranya.- Harga - Untuk jaringan telepon dimana digunakan

jutaan mikropon, hal ini sangat penting.Ada beberapa macam mikropon, tetapi yang paling banyak

digunakan dalam jaringan telepon adalah mikropon karbon. (lihat gambar a).

Mikropon terdiri dari sebuah kotak (cartridge) yang berisi butiran-butiran karbon (carbon granules), yang ditutup dengan diaphragma.

Gambar 2 - 2I - diaphragma 2 - catridge 3 - battere

(a) Prinsip Telepon

Kotak karbon merupakan bagian dari suatu rangkaian listrik yang dipasangi baterai. Di sini gelombang suara menekan diaphragma yang mengubah tahanan kotak karbon, sehingga ails listrik dalam rangkaian berubah. Sehingga arus dalam rangkaian merupakan arus searah yang bervariasi sesuai dengan gelombang suaranya. (gambar b). Dalam rangkaian yang lebih lengkap kedua arus ini "dipisahkan" dengan induktor (gambar c).

(b) Arus dalam mikropon

(c) rangkaian mikropon yang lebih lengkap

Berikut ini dapat dilihat contoh jenis-jenis mikropon:

Gambar 2 – 3

(a) Mikropon kondensator 1 - diaphragma2 - pelat belakang (posisi tetap)3 - kabel output yang juga berfungsi menghubungkan tegangan

dan kapasitornya.(b)Mikropon kristal 1 - diaphragma2 - kristal

Telepon - bekerja sebaliknya dari mikropon, yaitu mengubah gelombang listrik menjadi gelombang suara.

Persyaratan yang harus dipenuhi juga sama seperti pada mikropon. Yang banyak digunakan dalam hubungan telepon adalah telepon yang pakai magnet dan kumparan.

Gambar 2 - 4Magnet menarik diaphragma yang terbuat dari bahan besi.

Tetapi pada magnet juga terpasang kumparan yang dialiri anus listrik yang berubah-ubah sesuai gelombang suara. Akibatnya gaya tarik magnet tambah kuat atau dikurangi sesuai arah arus listrik dalam kumparannya.

Akibatnya, diaphragma akan tertarik atau terdorong yang selanjutnya akan menimbulkan perpadatan atau perjarangan udara di depannya atau akan menimbulkan gelombang suara.Baterai - Seperti terlihat, untuk bekerjanya mikropon

memerlukan baterai. Dalam sistem yang ada sekarang, baterai juga berguna untuk tugas-tugas lain seperti dalam signaling, dralling, dan lain-lain.

Dari segi dimana tempat baterai dipasang dibedakan sistem. CB - Central battery - baterai ada disentralnya.LB - Local battery - baterainya ada di dekat

pesawat telepon langganan (hanya ada pada telepon lama dengan sentral manual).

Hubungan telepon:Pada gambar terlihat bagaimana prosesnya pembicaraan

dapat diteruskan kependengarnya. Untuk komunikasi tentunya diperlukan pembicaraan dalam dua arah. Hal ini dapat dicapai dengan memasang dua rangkaian sebagai berikut :

Gambar 2 - 5

Sistem ini cukup memenuhi, tetapi cukup boros dalam penggunaan kabel. Terutama untuk jumlah langganan yang besar. Penyederhanaan dapat dilakukan dengan memakai hybrid sebagai berikut :

Gambar 2 - 6Hybrid mengubah sistem empat kawat menjadi dua kawat,

sedemikian hingga gelombang suara dari mikropon A hanya diteruskan ke telepon B dan sebaliknya. Secara lebih detail, rangkaian hybrid adalah sebagai berikut :

Gambar 2 - 7Karena sifat trafo T-1, arus oleh mikropon akan menimbulkan

tegangan yang sama besar tetapi berlawanan arah di teleponnya, sehingga suara dari mikropon tidak timbul di teleponnya.

Untuk gelombang listrik yang masuk akan menimbulkan arus yang berlawanan di mikropon, sehingga tidak akan ada arus di mikroponnya. Tetapi tegangan yang timbul dirangkaian telepon akan searah, sehingga gelombang listrik yang datang dapat sampai ke teleponnya.

2.3 JARINGAN TELEPONKita sudah melihat hubungan telepon antara 2 langganan.

Jika jumlah langganan bertambah, jumlah saluran yang diperlukan untuk menghubungkan seluruh langganan akan bertambah, dan pertambahan ini cukup cepat sesuai rumus:

Jumlah saluran =

dimana n = jumlah langganan Contoh: Untuk 3 langganan perlu 3 saluran. Untuk 6 langganan

perlu 15 saluran (a)

Selain jumlah saluran yang bertambah, juga sistem peralatan di tempat langganan akan semakin kompleks, karena harus ada suatu cara untuk menghubungkannya dengan langganan lainnya.

Jadi memang sejak semula sudah disadari bahwa dalam suatu jaringan telepon dengan sejumlah langganan, diperlukan adanya sentral yang menjadi pusat penghubung (b).

Gambar 2 - 8

Keuntungan:- Jumlah saluran (kabel) lebih sedikit lebih sederhana.- Peralatan di tempat langganan bisa lebih sederhana.

Kerugian:- Kenikmatan langganan berkurang, karena ada bagian proses

perhubungan yang diserahkan orang lain. - Dibutuhkan sistem signaling, untuk memberitahukan langganan

ataupun sentralnya mengenai status, kebutuhan hubungan, dan lain-lain.

Dengan sistem sentral ini, sebenarnya masih diperlukan suatu sistem penyambungan yang rumit tetapi hanya di sentral, keluar dari sentral hanya kabel yang menuju tempat langganan. Jumlah peralatan penyambungan semakin banyak, jika setiap langganan harus dapat berhubungan kapan aja dengan setiap langganan lainnya (no blocking). Keadaan paling maksimum adalah jika setengah dari jumlah langganan pada saat yang sama, sama-sama berbicara dengan langganan yang setengah lagi.

Tetapi secara statistik kejadian ini tipis sekali kemungkinannya, terutama untuk jumlah langganan yang semakin besar. Dan segi ekonomisnya, jumlah peralatan penyambungan yang relatif besar akan menaikkan ongkos penyambungan yang akan dibebankan kepada langganan.

Jumlah peralatan penyambungan di sentral biasanya dirancang sedemikian sehingga untuk setiap saat hanya dapat melayani persentase yang kecil dari seluruh langganan. Hal ini akan

mengakibatkan bahwa pada saat tertentu ada langganan yang tidak dapat berbicara dengan langganan lainnya (blockage).

Ukuran sistem jadinya tergantung dari besarnya persentase blockage yang diizinkan, misalnya I % yang berarti rata-rata setiap mencoba berhubungan, dari 100 x mencoba rata-rata I x dapat busy tone, karena peralatan-peralatan penghubung di sentral penuh.

Dalam proses penghubungannya, sentral melaksanakan tugas-tugas:- menerima sinyal dari langganan yang mau berhubungan yaitu

tanda mau hubungan dan nomor langganan yang akan dihubungi.

- setiap kali menginterpretasi keinginan langganan. - memilih saluran penyambung.- menyambungkan kedua langganan.- mengirim sinyal ke langganan yang dipanggil. - mengawasi hubungan selama pembicaraan. - menghitung lamanya atau pun biaya percakapan. - melepaskan sambungan-sambungan untuk segera dapat

digunakan langganan lainnya.Dengan jumlah langganan yang terus berkembang, jaringan

telepon pun ikut mengembang, sehingga untuk lalu lintas yang padat antara beberapa tempat bisa terjadi jaringan . telepon yang bermacam-macam:- Sistem jaringan bintang (star network) untuk jaringan lokal (lokal

network).- Sistem jaringan jala/jaring faring (mesh network) untuk

hubungan an tar sentral (junction network).

Gambar 2 - 9Umumnya dengan pertambahan langganan dan luas daerah

dimana mereka bermukim, jaringan berkembang juga sehingga sentral-sentral yang ada terbagi dalam beberapa tingkatan antara lain:- Sentral yang dihubungkan langsung dengan langganan (sentral lokal).- Sentral yang melayani sentral-sentral lain (sentral antara).

Gambar 2 - 10

Dalam suatu jaringan Nasional yang besar dapat terdiri dari beberapa tingkatan sesuai anjuran CCITT:

Gambar 2 – 11 Tingkatan-tingkatan sentral yang ada dalam suatu negara

ditentukan oleh jumlah telepon dan jumlah sentral-sentral yang harus didirikan serta kepadatan lalu lintas teleponnya.

Jadi disini langganan yang mau berhubungan dengan langganan di luar daerah lokalnya, penyambungan harus. melalui tingkatan sentral yang lebih tinggi. Semakin jauh jarak kedua langganan, semakin banyak tingkatan sentral yang harus dilalui.

Tetapi jika lalu lintas antara dua sentral tertentu cukup tinggi, adakalanya lebih efisien dengan memberi saluran langsung (high usage group).

Penentuan kapan dipasang hubungan langsung, merupakan "trade off" antara jumlah peralatan switching yang akan diperlukan

dibandingkan terhadap jumlah kabel yang diperlukan untuk transmisi langsung.

Contoh jaringan Nasional di Indonesia dengan tingkatan sentralnya sesuai keadaan pada tahun 1975 adalah sebagai berikut:

Gambar 2 - 12Jaringan telekomunikasi nasional di Indonesia (± 1975)

Sesuai dengan perkembangan, hubungan langsung antar sentral akan ada dan akan semakin banyak, sehingga tingkatan sentral tidak terlalu banyak dan ada hubungan jaring-jaring jaring (mesh) penuh antara sentral-sentral dengan level tertentu.

Dalam komunikasi satelit nanti akan terlihat bahwa berhubungan langsung antara sentral-sentral cukup fleksibel dan dapat cepat diadakan, bahkan yang "berpindah-pindah" dengan sistem DAMA-SCPS. Ini merupakan salah satu kelebihan sistem komunikasi satelit.

Contoh jaringan lokal diperlihatkan dalam gambar berikut :

Gambar 2 – 13 Jaringan kabel terdistribusi seperti pohon cemara. Makin jauh

dari sentral, jumlah saluran makin sedikit.

Gambar 2 - 14Prinsip jaringan adalah sebagai berikut:

Dari sentralnya keluar beberapa kabel yang besar, yang dibagikan ke llemari-lemari pembagi. Setiap lemari pembagi melayani suatu daerah, misalnya 1 RT. Kabel ukuran besar bisa mempunyai 1000 sampai 2700 pair.

Di sentralnya, kabel-kabel dari langganan tersebut diterminasi di MDF (Main Distribution Frame) setelah melalui “cable fault”.

Dalam MDF ini, saluran dari langganan diinterkoneksi dengan peralatan penyambung tahap pertama dan tahap terakhir (line equipments) dari peralatan-peralatan sistem penyambungan yang di sentralnya.

Gambar 2 – 15Jadi MDF merupakan tahapan perantara (interface) antara

ujung-ujung saluran langganan dan peralatan penyambung (switching equipments) dari sentralnya.

Cara penyambungannya harus cukup luwes, yaitu saluran langganan yang sembarang dapat dihubungkan dengan saluran peralatan penyambungan yang mana saja. Pemilihan hubungan dilaksanakan dengan pertimbangan agar pembebanan peralatan

penyambung di sentralnya cukup seimbang dengan mempertimbangkan lalu lintas dan jumlah langganannya.

Prinsip penyambungan di suatu MDF, terlihat pada gambar berikut:

Gambar 2 – 16 Jadi secara sederhana pembagian peralatan-peralatan

penyambung dalam suatu sentral otomat dapat diperlihatkan seperti pada gambar berikut:

Gambar 2 – 17 Saluran langganan tiba di sentral dalam dua posisi yaitu

sebagai rangkaian akhir (langganan tersebut dipanggil ole langganan lain).

Tahap pertama dari peralatan penyambung di sentral bertugas menerima nomor langganan yang dipanggil, menentukan apakah nomor langganan yang dipanggil disambung ke sentral yang sama atau sentral yang lain. Sedangkan tahap akhir dari peralatan penyambung meneruskan parggilan hanya ke nomor-nomor langganan yang tersambung ke sentral tersebut.Contoh proses penyambungan telepon

Dalam contoh ini dimisalkan dua orang Ny. S dan Ny. J yang masing-masing dihubungkan dengan dua sentral lokal yang berbeda (A dan B).

Sentral lokal A dan B selain dihubungkan dengan sentral ran)e lebih tinggi, juga dihubungkan langsung, karena lalu limas antara A dan B cukup tinggi (high usage trunk group).

Gambar 2 - 18.

Ketika NY. S. mengangkat gagang telepon (hand set) terjadi proses pertama, sebuah kontak tertutup di pesawat Ny. S. Yang mengalirkan arus dari sumber tegangan di sentral. Sebuah relay yang terpasang di sentral dan tersambung secara tetap kesaluran NY. S. menginfo sentral A bahwa Ny. S membutuhkan jasa. Sebuah Dialtone marker akan terhubung ke saluran dan juga akan mencari sebuah register yang menganggur dan menghubungkan register ke salurannya. Ini berarti sentral siap menerima perintah yang ditandai dengan adanya nada putar ("dial tone") yang diteruskan ke pesawat Ny. S. (lihat gambar 2 – 19)

Gambar 2 - 19.Begitu mendengar nada putar Ny. S. mulai memutar nomor

Ny. J. 432-5656. Setiap kali memutar 1 nomor, pada waktu piringan nomor kembali, rangkaian arus searah dalam rangkaian terputus sebanyak nomor yang diputar, menimbulkan pulsa arus searah dalam rangkaiannya. Proses selanjutnya terjadi di sentral A (lihat Gambar 2 - 20).

Gambar 2 - 20Dalam 3 nomor pertama, register mencatat bahwa perlu

hubungan dengan sentral lain di daerah yang dekat. Setelah ke 7 nomor diterima, register meneruskan informasi nomor yang memanggil ditambah nomor yang dipanggil ke sebuah completing marker.

Tugas selanjutnya dipegang oleh completing marker dengan "menghubungi" sebuah route translator untuk mengetahui route yang dapat diambil untuk menghubungi sentral B. Pertama sekali translator mengindikasikan agar mengetes saluran antara A - B. Marker mengetes saluran kembali menghubungi translator yang

mengindikasikan untuk mengetes saluran yang lewat sentral antara. Marker mengetes saluran-saluran yang tersedia dan menemukan satu yang kosong, lalu sekaligus akan terjadi beberapa hal :- Saluran trunk yang kosong tersebut akan "ditangkap" (seized)- Sebuah sender yang nganggur dihubungkan ke saluran trunk

yang kosong tersebut dan marker meneruskan informasi nomor telepon yang dipanggil ke sendernya.

- Marker akan menyambung saluran Ny. S. ke saluran trunk tersebut, sehingga sekarang Ny. S. sudah terhubungkan sampai sentral antara.

- Jika translator memberi indikasi bahwa ini interlokal peralatan penghitung juga terhubung seperlunya.

Waktu saluran trunk "ditangkap", terjadi hal sebagai berikut: Pada saluran trunk yang kosong, diisi sinyal sinus-soidal yang kontinyu dari 2600 Hz dalam kedua arah ("on hook" signal).

Pada waktu saluran tersebut "ditangkap", sinyal 2600 ini terputus ("off hook" signal).

Saat sentral antara mendeteksi sinyal 2600 Hz hilang, sinyal 2600 Hz ke arah sebaliknya juga terputus. Selain itu di sentral antara, sebuah register juga terhubungkan dengan saluran trunk tersebut dan sinyal "off hook" juga terkirim ke sentral A untuk kemudian disusul dengan "on hook" sinyal. Sentral A mendeteksi urutan off hook dan on hook ini, berarti sebuah register sudah terhubung ke saluran, kemudian meneruskan nomor telepon yang dipanggil ke register di sentral antara (lihat Gambar 2 - 21).

Gambar 2 -,21.

Setelah register di sentral antara menerima nomor telepon Ny. J. completing marker di sentral tersebut, menghubungi translator yang mengidentifikasi agar saluran-saluran trunk sentral B dites. Marker mengetes saluran-saluran ke sentral B plan menemukan yang kosong dan sebuah sender dihubungkan ke saluran trunk yang ke sentral B tersebut. Dan saluran Ny. S. sekarang sudah terhubung sampai ke sentral B (lihat gambar 2 - 22).

Gambar 2 – 22.

Sentral B mengikuti hubungan ini dan menghubungkan sebuah register ke saluran masuk tersebut. Nomor telepon Ny. J (hanya 4 nomor terakhir) lalu diteruskan register di sentral B.

Gambar 2 – 23

Seperti tadi, setelah register di sentral B menerima salur digit (4 nomor) ditransfer ke completing marker. Mark selanjutnya akan mengetes saluran Ny. J. Jika saluran to sebut kosong saluran trunk

dari sentral antara akan dihubungkan dengan saluran Ny. J. dan telepon Ny. J akan berbunyi dan nada panggil juga terdengar di telepon Ny. S. (lihat Gambar 2 - 23)

Selanjutnya Ny. J. mengangkat gagang teleponnya dan pembicaraan bisa berlangsung. Tetapi di samping itu, sebuah kontak di pesawat teleponnya tertutup dan anus listrik dan sentral B mengalir dalam rangkaian loop telepon Ny. J. Arus ini akan menyebabkan relay bekerja menghentikan nada panggil ke telepon Ny. J.

Tetapi di samping itu, sinyal "off hook" juga dikirimkan dari sentral B ke sentral antara dan akhirnya ke sentral k tanda ini diartikan bahwa lawan bicara sudah angkat gagang telepon dan hitungan ongkosnya mulai jalan di sentral A. (lihat Gambar 2 - 24).

Seluruh proses hubungan ini terjadi dalam waktu 15 - 20 detik. Tetapi waktu terlama dipakai oleh Ny. S. untuk memutar nomor dan oleh Ny. J untuk menjawab panggilan. Untuk proses hubungan lainnya termasuk signaling antara, sentral berlangsung sangat cepat.

Jika dalam proses hubungan tadi, setiap kali tidak didapatkan saluran trunk yang kosong, nada sibuk akan dikirimkan ke si pemanggil. Setelah pembicaraan selesai, dengan kembalinya gagang telepon ke pesawatnya, rangkaian arus searah masing-masing akan terbuka yang menyebabkan semua saluran-saluran akan dikembalikan ke keadaan kosong, sedang di sentral A, alat penghitung ongkos mencatat saat akhir pembicaraan.

Yang dijelaskan di sini hanya salah satu contoh dari banyak sistem penyambungan.

2.4 SISTEM PENOMORAN

Dalam sistem manual, nomor-nomor langganan dapat terdiri dari sebuah digit yang tidak sama. Tetapi untuk sistem sentral otomatis, jumlah digit untuk seluruh langganan sama, terutama yang tersambung pada satu sentral yang sama Jumlah digit tergantung dari jumlah langganan atau perkiraan jumlah langganan pada masa tertentu.

Untuk sistem penomoran dengan 4 digit, dapat melayani jumlah langganan secara teoretis sebanyak 10.000 dengan nomor-nomor bergerak dari 0000 sampai 9999. Tetapi biasa nya ada angka-angka yang tidak digunakan, yaitu angka yang digunakan untuk jasa-jasa lain.Seperti: 0 - sebagai angka pertama untuk tanda sambung interlokal.

211, ] untuk jasa jasa khusus (informasi, kebakaran, 311 s/d 911 ] ambulance, dan lain-lain).

Sehingga untuk sentral dengan 4 digit, jumlah langganan maksimum kira-kira 8000.Salah satu contoh untuk sistem penomoran 10 digit: NXX-NXX-XXXXdimana : N 2 s/d 9

X 0s/d9

Yang berlaku di Amerika Serikat adalah sebagai berikut :

Tabel 2 -1Tiga digit yang pertama NXX - merupakan area codeTiga digit yang kedua NXX - nomor kode sentralEmpat digit terakhir XXXX - nomor langganan. Sehingga, misalnya nomor telepon Bapak Widjojo adalah:(808) - 713-3544.

Untuk tidak terlalu membebani sistem penyambungan di sentral-sentral, terutama program-program komputernya, dari seluruh kemungkinan nomor-nomor yang ada dipilih hanya terbatas saja.

Terlihat dari banyak kemungkinan nomor-nomor kode yang bisa dibentuk dari kombinasi 3 angka untuk kode daerah (area

code) hanya diambil 152 buah saja karena diperkirakan cukup untuk mencakup daerah di seluruh negara Amerika Serikat.

Untuk kode sentralnya baru diambil 640 nomor dari sisa kombinasi-kombinasi 3 angka yang dimungkinkan Tentunya dengan perkembangan jumlah langganan, sistem penomoran bisa saja berubah lagi, tentunya disertai dengan sjstem penyambungan yang lebih canggih.Dialing International

Diperlukan beberapa nomor pendahuluan sebelum memutar nomor langganan yang dituju.

Gambar 2 - 25.

Access code adalah nomor yang harus diputar untuk sampai ke sentral gerbang di negara yang bersangkutan, yang menandakan bahwa langganan yang bersangkutan menginginkan sambungan internasional.

Tiap negara punya kode tersendiri, misalnya Indonesia kode untuk internasionalnya adalah 00 atau 000 (jika ingin mengetahui lama dan biaya percakapannya). Sedangkan kode negara (country code) merupakan nomor kode negara tersebut yang bisa terdiri dari satu sampai tiga angka berdasarkan perjanjian Internasional.

Access code Country and area code

Telephone number of called party

Total digit untuk panggilan otomatis internasional diusahakan 11 digit, maksimum 12 digit. Untuk ini beberapa negara yang sudah tinggi kerapatan teleponnya diberi country code 1 digit saja. Negara lain, country codenya 2 atau 3 digit. Pemberian country code adalah sebagai berikut:

KETENTUAN ZONA DUNIAZONA DUNIA PRINSIP DAERAH CAKUPAN

12

3, 4567890

Kanada, Amerika SerikatAfrikaEropaAmerika Selatan, Amerika Tengah, MexicoPasific SelatanUni SovietPasifik UtaraTimur Jauh dan Asia Tengah Cadangan

Tabel 2 – 2

Indonesia termasuk Zone South Pacific dengan country code 62, di samping. - Australia 61- Philippine 63- New Zealand 64- Thailand 66Country code lain : - Saudi Arabia 966- Israel 972

Jadi jika kita akan menghubungi teman di Singapura dengan telepon, harus memutr :

00 65 - 7792333access code – country code – area code – telephone number

Sedangkan jika orang Singapura akan menelepon seseorang di Jakarta dia harus memutar :

005 62 21 331627access code – country code – area code – telephone number (angka 0 pertama area core tidak diputar)

2.5 SISTEM PENYAMBUNGAN DI SENTRALDalam sistem sentral otomat, sistem penghubung (swiching) di sentralnya, dapat terlaksana secara "step by step direct controlled" direct controlled.

Gambar 2 - 26.Di sini setelah langganan mendapatkan dial tone, setia kali

memutar satu nomor, switching bergerak satu tahap Keuntungannya di sini adalah peralatan switching lebih "sederhana". Tetapi ada kerugiannya :

a. Saluran-saluran langganan harus terhubung ke peralatan switching di sentral betul-betul sesuai nomor-nomor di buku telepon.

b. Tidak ada pilihan saluran, karena setiap pergerakan merupakan pergerakan pertama dan terakhir.

c. Peralatan switching hares lebih banyak, karena tidak ada sistem "tunggu".

Dengan perkembangan teknologi, terutama teknologi komputer, pelaksanaan penyambungan dapat dilaksanak4n secara sekaligus. Jadi seluruh nomor yang diputar, diterima dulu oleh register, baru kemudian dicarikan route yang paling baik untuk kemudian dikirim sekaligus.

Gambar 2 - 27.Cara penyambungan ini lebih luwes, karena dapat

dilaksanakan dengan berbagai cara, yaitu diberi kemungkinan untuk pilih jalur. Juga dapat diberi service tambahan dengan hanya mengubah softwarenya tidak hares melakukan perubahan di hardwarenya. Perkembangan ini memang sejalan dengan

kebutuhan dan peningkatan volume lalu lintas komunikasi di masyarakat.

2.6 JARAK TERJAUH ANTAR TELEPONDari segi ekonomisnya diinginkan jarak antar langganan yang

sejauh mungkin. Sebab semakin jauh jarak antara langganan-langganan yang dilayani oleh suatu sentral, semakin sedikit peralatan sentral yang diperlukan. Tetapi dalam praktek hal ini terbatas, karena saluran punya tahanan dan losses lainnya, yang membatasi jarak maksimum tanpa penguatan. Juga jarak maksimum langganan dari sentralnya. Dalam hubungan untuk interlokal dan interkontinental persoalan lebih ruwet lagi, karena sinyal telepon hares melalui beberapa sentral dan/atau pengulang (repeater).

Dalam perencanaan jaringan telepon nasional, permasalahan ini hares termasuk dalam hitungan-hitungan :

Gambar 2 – 28

Dalam suatu jaringan nasional (lihat Gambar 2 - 28),

dikehendaki agar level - suara melalui interlokal (ACC'B) hampir sama dengan hubungan lokal (BD).

Jadi harus ada standar loss untuk setiap bagian jaringan. Standar-standar ini berbeda sedikit-sedikit antara negara negara, misalnya salah satu standar adalah:

Gambar 2 – 29TRE = Transmit Reference Equivalent RRE = Receive Reference Equivalent ORE = Overall Reference Equipment

Junction atau trunk line dapat melalui beberapa sentral ,Ian atau pengulang. Batas 26 dB adalah untuk jaringan yang Ruling dekat (junction antara dua sentral).

Untuk: jarak komunikasi yang lintas nasional atau internasional diberi batas maksimum 33 dB. Standar loss ini mempengaruhi:- Ukuran kabel-kabel telepon yang digunakan.- Radius maksimum daerah layanan sebuah sentral lokal.- Jarak antara dan level penguatan stasiun-stasiun pengulang.

Jadi standar loss ini pada akhirnya akan mempengaruhi harga dan kualitas suara. Standar-standar ini juga sesuai dengan peningkatan teknologi.Sistem penguatan dalam transmisi

Seperti telah disebutkan di atas, untuk jarak yang jauh, sinyal suara perlu diperkuat. Karena penguatan bekerja satu arah jadi ada bagian-bagian rangkaian dimana perlu perubahan dari sistem dua kawat ke sistem empat kawat.

Gambar 2 - 30.Dalam setiap perubahan sistem dua kawat ke sistem empat

kawat akan ada prinsip hybrid. Pada hybrid ini bisa terjadi "mismatched", sehingga ada daya yang mengalir k saluran yang

salah. Adanya "kebocoran" ini, ditambah dengan adanya penguat-penguat bisa menimbulkan permasalahan baru :- Echo : Si pembicara, dapat mendengar kembali suar nya

sendiri beberapa waktu kemudian.- Singing : Akibat kebocoran yang lebih besar, sehingga

rangkaian berosilasi pada frekuensi tertentu.Tingkat gangguan oleh echo ini ditentukan oleh : - Intensitas - Delaynya.

Semakin kuat echo dan semakin lama barn terdengar terasanya semakin mengganggu, si pembicara.Rekomendasi CCITT, untuk delay ( t ) yang lebih besar dari 50 m/sec, jaringan sebaiknya dilengkapi dengan echo suppressor yang dengan perkembangan teknologi meningkat menjadi echo canceller, yang berfungsi menghilangkan echonya.

Untuk mengurangi effek echo, bagian sistem saluran empat kawat dengan rangkaian penguatnya, diberi jatah standard loss, sehingga echo yang mungkin timbul sudah cukup kecil.

2.7 SISTEM MULTIPLEXUntuk transmisi jarah jauh, selain oleh jarak, juga dengan

diperlukannya penguat/pengulang, mahal biayanya jika untuk setiap saluran suara harus disediakan satu rangkaian khusus. Dalam usaha meningkatkan efisiensi dan menurunkan biaya pembicaraan, dipakai sistem multiplex. Dimana beberapa saluran telepon disusun dulu, sebelum dikirim bersama-sama melalui saluran transmisi jarak jauhnya.

Gambar 2 – 31 Di tempat tujuan, saluran-saluran suara tadi dipisahkan

kembali, menuju tujuannya masing-masing Ada 2 macam sistem multiplex:FDM : Frequency Division Multiplex, dimana saluran-saluran

suara dibedakan dalam daerah frekuensi. TDM : Time Division Multiplex, dimana saluran-saluran suara

dibedakan dalam daerah waktu.

Sistem TDMDi sini digunakan teori, bahwa deret Fourier terlihat, jika

suatu sinyal disampling minimum sebanyak dua kali frekuensi tertinggi, di tempat tujuan bentuk asli sinyal bisa dikembalikan dengan melalui suatu lowpass filter. Jadi prinsipnya, tlntuk mengirimkan suatu sinyal, tidak perlu dikirimkan keseluruhannya, cukup contoh-contoh harganya yang diambil sebanyak 2 fhi x perdetiknya.Misalnya diambil sistem multiplexnya untuk tiga saluran suara:

Gambar 2 – 32 Prinsipnya di sini, dengan jalan sampling, saluran -suara.

Yang paralel diubah menjadi serf. Di penerima, dilaksanakan proses sebaliknya, sehingga tiap saluran mendapatkan kembali "contoh" harga sinyal di saluran masing=masing. Dalam proses selanjutnya di masing-masing saluran, sinyal semula dapat diperoleh kembali.

Sistem FDM

Gambar 2 - 33

Tiap saluran suara dengan frekuensi dari 0 - 4 kHz dicampur dengan lokal osilator dengan frekuensi berturut-turut 16, 20 dan 24 kHz.

Sesuai teori, dalam setiap percampuran (mixing) dua frekuensi fl dan f2, akan diperoleh komponen-komponen dengan kombinasi-kombinasi frekuensi f1, f2, fl + f2, f2 – f1, 2f1 - f2, f1 - 2f2, dan seterusnya. Dari seluruh komponen, komponen-komponen f1 + f2 dan f2 – f1 yang menonjol dan memang penting.Bahkan dengan proses mixingnya sendiri ditambah dengan filtering, hanya komponen-komponen ini yang praktis ada.

Gambar 2 – 34

Di tempat tujuan, dilakukan proses yang sebaliknya (demultiplex), sehingga kembali diperoleh sinyal-sinyal yang semula. Dengan prinsip yang sama sistem multiplex tiga saluran ini dapat diperluas menjadi sistem multiplex untuk 12, 60, 300 bahkan 900 saluran, seperti blok-blok diagramberikut ini:

Gambar 2 - 35

Gambar 2 - 36

Gambar 2 – 37 Prinsip pembentukan master group (300 saluran)

Gambar 2 – 38 Prinsip pembentukan super master group (900 saluran)

BAB IIITELEKOMUNIKASI RADIO

3.1 PENDAHULUANDalam kelompok ini termasuk semua sistem komunikasi yang

menggunakan udara atau ruang antariksa sebagai bahan antara (medium).

Bentuk umum sistem ini adalah, sebuah pemancar yang memancarkan dayanya melalui antena ke arah tujuan dalam bentuk gelombang elektromagnetis.

Gambar 3 - 1Di tempat tujuan, gelombang elektromagnet ini "ditangkap"

oleh sebuah antena, yang kemudian diteruskan sebuah pesawat penerima.

Gejala-gejala gelombang elektromagnet. pertama kali diturunkan oleh Maxwell dalam rumus-rumusnya yang terkenal itu.

Kebenaran teori ini dibuktikan oleh percobaan Hertz pad tahun 1888, yang menunjukkan bahwa enersi dapat disalurkan dalam bentuk gelombang elektromagnet.

Sebenarnya percobaan Hertz ini merupakan prinsip komunikasi radio pertama. Tetapi untuk penggunaan praktis baru pada tahun 1901, dengan berhasilnya Marconi mengirimkan sinyal radio melintasi lautan Atlantik.

Penemuan triode oleh Lee de Forest pada tahun 191 merupakan tonggak yang penting dalam teknik radio, karena dengan penemuan ini sistem amplikasi dapat diterapkan yang menyebabkan hubungan radio dapat terlaksana dengan cara-cara yang lebih canggih.

Perang Dunia II lebih lagi mempercepat perkembangan teknik radio menjadi teknologi yang kita kenal sekarang dengan komunikasi satelit dan serat optik.

Di Indonesia, komunikasi radio antar benua pertama kali terjadi pada tahun 1923, dengan hubungan radio telegrafie antara Negeri Belanda dan Indonesia dengan stasiun pemancar di gunung Malabar (Jawa Barat) yang dibangun oleh Ir. De Groot.

Gelombang elektromagnet sendiri, spektrumnya cukup lebar, mulai dari gelombang radio melalui gelombang cahaya sampai sinar kosmis.

Tabel 3 – 1Gelombang elektromagnet dicirikan oleh frekuensinya.

Karena kecepatan penjalarannya rata-rata 300.000 kilometer/ detik, didefinisikan panjang gelombang :

= (f dalam Hertz)

Karena sifat-sifat perambatan, dan sampai tahap tertentu juga mempengaruhi sistem peralatannya, frekuensi-frekuensi radio dibagi dalam beberapa daerah atau band seperti dalam tabel berikut :

Tabel 3 – 2 Nama Frekuensi Panjang

gelombangNama

Very Low Frequency VLF Kurang dari 30 kHz

Lebih dari 10 km

Gelombang Myriametrik

Low Frequency LF 30 – 300 kHz 1 – 10 km Gelombang kilometer Medium Frequency MF 300 – 8.000 MHz 100 – 1.000

mGelombang hectometer

High Frequency HF 3 – 30 MHz 10 – 100 m Gelombang decameter

Very High Frequency VHF 30 – 300 MHz 1 – 10 m Gelombang meter

Ultra High Frequency UHF 300 – 3.000 MHz 10 – 100 cm Gelombang decimeter Super High Frequency

SHF 3 – 300 GHz 1 – 10 cm Gelombang sentimeter

Extremely High Freq. EHF 30 – 300 GHz 1 – 10 mm Gelombang millimeter

Gambar 3 - 2 Gelombang radio dari antena dapat dibedakan dalam : a. Gelombang tanah.

Yang menjalar sepanjang permukaan bumi.b. Gelombang langit.

Yang terpancar ke udara dan "dipantulkan" ke arah bumi oleh lapisan ionosphere.

c. Gelombang angkasa.Gelombang yang menjalar lurus seperti gelombang cahaya.

Gelombang VLF, LF dan MW cenderung untuk merambat sebagai gelombang tanah. Sedang gelombang HF, lebih menonjol penjalarannya sebagai gelombang langit.

Gelombang radio di atas 30 MHz, hanya merambat sebagai gelombang angkasa, sehingga komunikasi radio dalam daerah gelombang ini hanya bisa terjadi dalarn keadaan "line of sight

(LOS)", dengan pengertian antena-antena pemancar dlan penerimanya harus "saling melihat".

Komunikasi radio dalam seluruh gelombang radio, ditandai. oleh ;- Besarnya kehilangan (loss) antara pemancar dan penerima.- Tingginya tambahan noise dari "luar" oleh udara, angkasa dan

daerah sekitar pemeriksa.

3.2 RADIO HFKarena gelombang radio HF dipantulkan oleh lapisan

ionosphere, jarak tempuhnya bisa jauh dibanding gelombang MF maupun gelombang-gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi (VHF, dan sebagainya).

Karena pengaruh sinar matahari (terutama sinar ultra violet), terjadi beberapa lapisan udara yang terionisir.

Lapisan ini terdiri dari 4 lapisan yang terpisah dengan ciri-ciri sebagai berikut : - Lapisan D: * Lapisan ini hanya timbul pada siang hari,

mempunyai ketinggian dari permukaan bumi sekitar 60 - 90 km dengan ketebalan rata-ratanya 10 km.

* Ketinggian frekuensi sangat rendah (VLF) dan frekuensi rendah (LF dibawah 0,3 MHz.

* Meredam frekuensi menengah (MF)* Meredam sebagian frekuensi tinggi (HF).

- Lapisan E : * Mempunyai ketinggian sekitar 90 - 130 km, dengan ketebalan rata-rata 25 km.,

* Ketinggian matapun indek bias tergantung pada elevasi matahari.

* Mempunyai frekuensi kritis sekitar 4 MHz.* Mempunyai range maksimum untuk single

hop sekitar 2350 km.- Lapisan F1 : * Mempunyai ketinggian sekitar 180 km (170-

230 km), dengan ketebalan rata-rata pada siang hari sebesar 20 km.

* Ketinggian lapisan ini dipengaruhi oleh elevasi matahari.

* Mempunyai range maksimum untuk single hop sekitar 3000 km.

* Lapisan ini hanya ada pada siang hari.- Lapisan F2 * Mempunyai ketinggian sekitar 250-400 km

pada siang hari dan sekitar 300 km pada malam hari, dengan ketebalan dapat mencapai lebih dari 200 km.

* Ketinggian maupun indek bias tidak begitu tergantung pada elevasi matahari dan harganya berubah-ubah setiap saat.

* Mempunyai frekuensi kritis sekitar 8 MHz pada siang hari dan sekitar 6 MHz pada malam hari.

* Mempunyai range maksimum untuk single hop sekitar 3840 km pada siang hari, sedangkan pada malam hari bis mencapai 4200 km.

Gambar 3 – 3

Untuk keadaan malam hari lapisan F l dan F2 bergabung menjadi satu dan bisa disebut lapisan F saja. Lapisan-lapisan ionosphere tersebut dapat digunakan untuk mencapai jarak jauh. sehingga penggunaan daerah frekuensi HF biasanya dimaksudkan untuk mencapai daerah jangkauan yang jauh.

Lapisan ionsphere ini bertindak sebagai "cermin" yang memantulkan gelombang radio. Pantulan utama terjadi pada lapisan F-nya.Gelombang yang terpantul ke arah bumi bisa juga dipantulkan kembali oleh permukaan bumi, sehingga gelombang radio tersebut merambat cukup jauh.

Gambar 3 - 4

Kemampuan lapisan ionosphere untuk mengembalikan gelombang radio tergantung dari tebal dan konsentrasi ion-ionnya, sehingga ada frekuensi maksimum dimana gelombang radio masih dapat dipantulkan (frekuensi kritis - critical frequency).

Besarnya frekuensi ini tergantung dari jam, musim dan saat dari periode bintik matahari (sunspot cycle).

Gambar 3 - 5

Frekuensi maksimum yang dapat digunakan (MUF = Maximum Usable Frequency) masih ditentukan oleh sudut datangnya pancaran sesuai rumus

f = fo sec i dimana fo = frekuensi kritis dalam arah tegak lurus.

Tetapi untuk hubungan yang lebih pasti, biasanya dipakai frekuensi tertinggi sebesar 0,85 f yang disebut sebagai frekuensi optimum (optimum working frequency OWF atau biasanya disebut FOT).

Besarnya f atau fo ini dapat dihitung hanya secara pendekatan dalam suatu sistem perhitungan yang cukup rumit yang memperkirakan pengaruh-pengaruh jam, musim, posisi matahari, bilangan bintik matahari dan lain-lain.

Prinsip hubungan radio HFSeperti sudah ditunjukkan dalam gambar l, dalam permulaan

bab ini diperlukan adanya pemancar dan penerima. Tetapi ini berlaku untuk setiap arah. Untuk terjadinya komunikasi dua arah, ada beberapa sistem :

a. Sistem half-duplex

Gambar 3 - 6

Di sini dipakai hanya satu frekuensi, sehingga setiap kali arah arah pembicaraan hanya ke satu arah. Sehingga pembicaraan berlangsung secara bergantian, yang biasanya ditandai dengan ucapan "ganti". Pada setiap lokasi ada sebuah relay van digerakkan oleh switch yang mengaktifkan pemancarnya ("press to talk").

Jadi dengan menekan tombol tadi, bagian transmitter menjadi aktif dan antena juga berganti fungsi sebagai antena transmiternya. b. Sistem Full-duplex

Gambar 3 - 7Di sini dipakai satu frekuensi untuk setiap arah, sehingga,

pembicaraan bisa berlangsung seperti pembicaraan telepon yang biasa.

Dengan pemisahan yang cukup antara frekuensi f1 dan f2

serta pemakaian filter-filter yang baik, di setiap lokasinya dapat digunakan hanya satu antena. Tetapi untuk daerah Frekuensi HF umumnya digunakan dua antena. Juga untuk komunikasi jarak jauh, biasanya digunakan pemancar-pemancar yang cukup kuat.

Di sini biasanya lokasi pemancar dan penerima letaknya terpisah sejauh beberapa kilometer, antara 3 sampai 45 km, sehingga juga diperlukan 2 antena.

3.3 SISTEM MODULASIDalam komunikasi radio, yang dipancarkan adalah sinyal

dalam bentuk gelombang radio. Karena informasi yang sebenarnya atau dikirimkan adalah gelombang suara atau data lain, yang seluruhnya berada dalam daerah frekuensi suara, maka informasi ini harus dapat "ditumpangkan" ke frekuensi radionya.Cara penumpangan ini disebut sebagai sistem modulasi.

Gelombang elektromagnet dicirikan oleh frekuensi, amplitudo dan fasanya, sehingga jika salah satu ciri ini berubah sesuai dengan sinyal yang mau dikirimkan, maka di tempat tujuan perubahan-perubahan ini dapat "dideteksi". Jadi dengan mengubah frekuensi, amplitudo ataupun fasa gelombang radio yang dipancarkan (modulasi) dan melakukan ..proses sebaliknya di penerima (demodulasi), sinyal asli dapat diperoleh kembali di lokasi penerima.Jadi sistem modulasi yang umum adalah :

a. AM (Aplitude Modulation)

Gambar 3 - 8Amplitudo frekuensi radionya berubah sesuai dengan sinyal audio yang mau dikirimkan. Secara matematis, sinyal radio dengan modulasi amplitudo dapat dituliskan sebagai :

V = Vo (1 + m sin wst) sin wctdimana : ws = 2 fst

wc = 2 fctm = indek modulasi (0 m 1)fs = frekuensi sinyal audionya

= frekuensi modulasi. fc = frekuensi modulasi.

= frekuensi gelombang pembawa.

Selanjutnya persamaan dapat diuraikan menjadi : V = Vo sin wct + Vo m sin wst sin wt

= Vo sin wct + 2 x cos (wc + ws)t

b. FM (Frequency Modulation)

Gambar 3 – 9

Di sini, frekuensi gelombang pembawa diubah sesuai dengan sinyal yang mau dikirimkan. Secara matematis, sinyal radionya dapat ditulis sebagai : V = Vosin (wct + m sin wst)

dimana : ws = 2 fs fs = frekuensi modulasi

wc = 2 fc fc = frekuensi gelombang pembawa

m = indek moduilasi dan m =

=

Jika diuraikan selanjutnya akan menghasilkan : V = Vo [ Jo (m) sin wct

+ J1 (m) (sin (wc + ws) t – sin (wc – ws) t )

+ J2 (m) (sin (wc + ws) t + sin (wc – 2ws) t ) + J2 (m) (sin (wc + 3 ws) t – sin (wc – 3ws) t ) + ………. ]Jadi komponen-komponen sinyal radionya terdiri dari

sejumlah side bands yang amplitudonya merupakan fungsi-fungsi Bessel.

Jumlah side bands dan amplitude masing-masing tergantung dari besarnya m seperti dapat diperlihatkan dalam gambar berikut :

Gambar 3 – 10 c. PM (Phase Modulation)

Di sini fase dari gelombang pembawa yang diubah sesuai sinyl audio yang dikirimkan. Bentuk gelombang radionya mirip yang termodulasi frekuensi (FM), serta rumus matematisnya pun hampir sama, yaitu :

V = Vo sin (wct + m sin wst) Sehingga untuk harga m yang sama baik dalam FM maupun PM akan diperoleh jumlah side band yang sama.

Beda antara FM dan PM hanya dalam unsur faktor indek modulasi m-nya. Dari rumus : sin (t) ----- dimana, (t) = besarnya fase dan dapat

ditulis sebagai (t) = wit dapat diperoleh bahwa kecepatan sudut sesaat.

Wi = 2 fi =

Dalam FM ----- frekuensi sesaat yang berubah sesuai sinyal modulasi :

wi = wc + 2 fcos wstdimana: f = deviasi frekuensi maks. jadi akan diperoleh untuk harga fase sesaat :

(t) = wct + sin wst

Sedang dalam PM dapat dituliskan : (t) = wct + m sin wst disini kecepatan sudut sesaat dari :

wi =

diperoleh :wi = wc + m ws cos wstdan dari: wi = 2 fi

diperoleh untuk frekuensi sesaat : fi = fc + mfs cos wstsehingga : f = mfs

Jadi dapat dikatakan bahwa PM adalah FM dimana deviasi frekuensi sebanding dengan frekuensi modulasi.

Rangkaian dasar Modulasi

a. AMUntuk sistem AM, modulasi biasanya terjadi pada tahap

akhir penguat RF dengan mengubah tegangan anoda atau suppressorgrid dari tabung akhir. Tegangan suppressorgrid mengatur arus pelat (ia) tabungnya.

Gambar 3 – 11 Dari gambar terlihat, bahwa aplitudo tegangan output (VRi) akan berubah sesuai perubahan sinyal modulasi.

b. FM Modulasi biasanya terjadi pada frekuensi masih rendah yaitu pada osilator pertama, dengan prinsip mengubah frekuensi sebanding dengan sinyal audio dalam suatu rangkaian reaktansi.

Gambar 3 – 12 Setelah modulator, frekuensi ditingkatkan beberapa kali

sebelum akhirnya diperkuat dipenguat akhir baru dipancarkan. Secara lebih lengkap diagram kotak sistem modulasi FM adalah seperti gambar berikut :.

Gambar 3 – 13 Untuk menjaga kestabilan frekuensi pembawanya, frekuensi

rata-rata osilator dijaga dengan suatu rangkaian yang membandingkan frekuensinya dengan frekuensi osilator kristal dalam suatu rangkaian feedback.

Rangkaian Demodulator

Di pihak penerima, frekuensi modulasi harus dapat dikembalikan dirangkaian demodulator.

a. AMBiasanya disebut rangkaian detektor, dan pada prinsipnya

merupakan rangkaian penyearah. Oleh efek rektifikasi yang terjadi, menimbulkan tegangan audionya di output.

Gambar 3 - 14 b. FM

Di sini biasa disebut discriminator, yang pada prinsipnya merupakan rangkaian penyearah dimana tegangan output sebanding dengan frekuensi masuk.

Rangkaian terdiri dari dua rangkaian penyearah yang frekuensi resonansi input berbeda sedikit, sehingga output lokal sebanding dengan frekuensi sinyal yang masuk.

Gambar 3 – 15 Secara umum, suatu pemancar terdiri dari tahap penguat

audio, modulator dan penguat akhir. Sinyal audio diperkuat dulu dipenguat audio sebelum masuk ke modulator. 1)i modulator sinyal audio mengubah salah satu sifat frekuensi radionya sesuai sistem modulasi yang digunakan. Gelombang radio yang sudah termodulasi diperkuat dulu dipenguat akhir, sebelum dipancarkan melalui antena.Prinsip rangkaian pemancar

Gambar 3 – 16 Prinsip rangkaian penerima

Gambar 3 - 17Prinsip rangkaian pesawat penerima merupakan kebalikan

dari rangkaian pemancar. Di sini, sinyal audio "diambil kembali" dari sinyal radio pembawanya.

Dalam pesawat penerima, sinyal radio dari antena diteruskan ke mixer. Di mixer ini frekuensi sinyal radio diturunkan ke frekuensi antara (IF = Intermediate Frequency) dengan jalan mencampurkannya dengan frekuensi radio lain yang dihasilkan oleh suatu lokal oscillator, dimana :

fif = [ fc – f10 ]Frekuensi diturunkan dulu, agar sinyalnya dapat diperkuat berjuta-juta kali tanpa menimbulkan osilasi. Setelah sinyal cukup diperkuat di penguat IF baru didemodulasi, atau sinyalnya dikembalikan pada frekuensi dasar (base band), lalu diperkuat di penguat audio untuk selanjutnya digunakan sebagaimana mestinya.

Sistem Modulasi pada Radio HF

Karena alasan lebar band, sistem modulasi yang digunakan dalam daerah HF biasanya hanya AM saja.

Pada tahap-tahap permulaan komunikasi radio, digunakan modulasi khusus yang disebut sebagai sistem CW,

Gambar 3 – 18 Di sini pancaran gelombang radionya di "on" atau "off" sesuai sinyal telegrap.Pada prinsipnya ini merupakan modulasi AM dengan indek inodulasi 100%. Sesuai kemajuan teknologi pada saat itu, memang amplitude gelombang radionya belum dapat diubah-ubah secara luwes sesuai perubahan amplitudo sinyal audionya, jadi baru bisa "on" atau "off'.

Pada perkembangan selanjutnya untuk menghemat pemakaian daerah frekuensi, digunakan juga sistem pemancar SBB (Single, Side Band). Di sini, dari dua side bands (LSB + USB) yang timbul sebagai' proses modulasi, hanya satu yang dipancarkan. Karena memang informasi yang mau dikirimkan terdapat baik di LSB maupun di USB-nya, sehingga cukup dikirimkan satu saja.

Di pihak penerima, sinyal asli diperoleh kembali dengan mixing gelombang. radio yang masuk dengan frekuensi pembawa

yang dibangkitkan dipenerimanya. Sistem SSB ini banyak digunakan untuk komunikasi "point to point".

Keuntungan sistem ini adalah antara lain- Pemakaian daya yang lebih efisien, karena hanya bagian dari

spektrum yang mengandung informasi yang dikirim. - Karena hanya digunakan setengah dari lebar band (dibanding

sistem AM), S/N-nya lebih baik.- Karena lebar band setiap pemancar lebih sempit, lebih banyak

frekuensi pemancar bisa dialokir dalam seluruh band HF yang tersedia.

Blok diagram sistem pemancarannya adalah :

Gambar 3 – 19 Penguat akhirnya biasa disebut Linear Power Amplifier

(LPA), karena daya outputnya bergerak dari nol sampai harga batas atas. Secara teoretis, jika sinyal modulasi tidak ada, output dari amplifier ini juga nol.

Pada pihak penerima, sinyal yang datang dicampur dengan frekuensi pembawa, sehingga diperoleh kembali sinyal semula.

Gambar 3 - 20Untuk dapat diperoleh sinyal yang betul-betul sesuai

dengan yang semula, persyaratan utama adalah frekuensi local oscillator harus betul-betul sama dengan frekuensi-frekuensi pembawa di pihak transmitternya. Perbedaan frekuensi pemancar dan penerima sebesar 50 Hz merupakan batas atas yang masih dapat ditolerir. Tetapi untuk mengirimkan sinyal telegraph sistem VFTG (Voice Frequency Carrier Telegraphy) dan data-data dengan kecepatan rendah, perbedaan frekuensi maksimum 2 Hz. Maka biasanya pemancar/penerima SSB selalu pakai osilator kristal dengan sistem pemanas (oven) untuk menjaga kestabilan frekuensi-frekuensi IF maupun frekuensi radio yang digunakan.

Sesuai kemajuan teknologi sekarang ini banyak digunakan frequency sythesizer dengan frekuensi yang lebih stabil dengan frekuensi pemancar dapat diubah dalam step-step sampai 1 KHz atau bahkan 1 Hz dari 3 sampai 30 MHz. Osilator yang digunakan sebagai standar di sini punya kestabilan frekuensi sampai 1 * 10 -

11 /bulan.Diagram kotak pemancar dan penerima sistem HF SSB

dengan frequency synthesizer ini adalah sebagai berikut :

Gambar 3 - 21 Jadi sebenarnya, prinsip kerja synthesizer adalah dapat menghasilkan banyak frekuensi-frekuensi yang kestabilannya sebanding dengan suatu osilator kristal yang frekuensi sangat stabil, Kestabilan frekuensi synthesizer dijaga dalam suatu rangkaian "phase locked loop" dengan osilator kristal nya.

3.4 SISTEM ANTENA UNTUK KOMUNIKASI HFAntena yang umum dipakai terutama untuk pemancar daya

rendah dan di lokasi-lokasi penerima adalah dipole :

Gambar 3 – 22 Untuk wide band bisa digunakan cage dipole :

Gambar 3 – 23 Untuk hubungan yang jauh ataupun power yang besar digunakan antara lain :

Gambar 3 - 24Prinsipnya antena ini merupakan saluran transmisi yang

bocor" dalam bentuk radiasi (pemancaran). Ukuran antenanya cukup panjang yaitu beberapa kali panjang gelombang. Arah pancarannya cukup terkonsentrir dengan gain sekitar 20 dB (100 x) dan dapat digunakan dalam daerah frekuensi yang cukup lebar (2 oktaf). b. Antena Log-periodic (> 2500 km)

Untuk frekuensi yang sama, antena LP ukurannya lebih kecil dari pada antenna Rhombic.

Pada prinsipnya, dipole-dipole tersusun dan “resonansi” untuk frekuensi terendah sampai tertinggi, sehingga pad setiap frekuensi ada beberapa dipole yang beresonansi da membentuk "pusat pemancaran".

Gambar 3 – 25

Arah pancaran juga cukup terkonsentrir dengan gain sekitar 17 dB (50 x) dan dapat digunakan untuk daerah frekuensi yang debar, lebih lebar dari pada antena Rhombic.

BAB IVKOMUNIKASI RADIO

DALAM FREKUENSI LEBIH TINGGI

4.1 PENDAHULUANSistem komunikasi radio untuk daerah frekuensi di atas

gelombang HF dikelompokkan tersendiri, karena sifat-sifat. penjalarannya berbeda dengan gelombang HE

Seperti sudah dijelaskan pada bab sebelumnya, gelombang-gelombang dengan frekuensi di atas daerah HF, merambat seperti gelombang cahaya, jadi tidak lagi terpantul oleh lapisan-lapisan ionosphere.Akibatnya, antena pengirim dan antena penerima harus 11saling melihat" (line of sight - LOS), sehingga jarak pemancar dan penerima tidak bisa jauh, karena bentuk permukaan bumi yang berbentuk bola sudah merupakan suatu "halangan" (lihat gambar). Di samping itu, adanya gunung dan lembah sering menambah lagi permasalahan dalam membuat hubungan telekomunikasi antara lokasi-lokasi di bumi ini.

Maka untuk jarak yang jauh, sering digunakan stasiun-stasiun pengulang (repeater) yang dipasang di tempat-tempat yang tinggi.

Gambar 4 - 1Beberapa keuntungan pemakaian sistem ini adalah :- Besarnya daya yang diterima dapat diperhitungkan dengan teliti

dan hubungan dapat diusahakan stabil dengan probabilitas 99,99% atau lebih tinggi.

- Karena frekuensi yang jauh lebih tinggi, setiap gelombang pembawa dapat "ditumpangi" dengan banyak ken suara atau data berband lebar.

Walaupun pada prinsipnya sifat-sifat penjalarannya sama, tetapi karena perbedaan-perbedaan dalam jenis dan ukuran peralatan, daerah frekuensi ini masih dibagi-bagi lagi dalam beberapa daerah-daerah

Tabel 4 -1

Kelas Daerah Frekuensi (MHz)

Sub. Daerah Frekuensi(Band) - MHz

VHF 30 – 300 P : 225 - 390UHF 300 – 3.000 L : 390 - 1.550SHF 3.000 – 30.000 S : 1.550 - 5.200

X : 5.200 - 10.900EHF 30.000 – 300.000 K : 10.900 - 36.000

Q : 36.000 - 46.000V : 46.000 - 56.000W : 56.000 - 100.000

Catatan : - Frekuensi di at as 2000 MHz sering juga dikategorikan sebagai micro wave (gelombang mikro).

- Dalam alokasi frekuensi, dalam setiap ban diadakan alokasi untuk jasa atau sistem komunikasi tertentu misalnya militer, broadcast navigasi, komunikasi, dan lain-lain.

4.2 PROPAGASI

Gelombang radio dari pemancar menjalar menurut arah garis lurus. Tetapi karena sifat pemancaran, gelombang-gelombang dari pemancar menjalar secara tersebar, sehingga jika udara/angkasa dianggap homogen, pancaran akan tersebar dimana muka-muka gelombang sebagai tempat kedudukan medan-medan dengan fase yang sama akan berbentuk bola-bola yang konsentris dengan pemancar sebagai titik pusatnya.

Gambar 4 - 2Jadi pada jarak R dari pemancar (R > ukuran pemancar),

rapat daya pada permukaan "bola" adalah :

W = P = daya pancaran

R = jarak penerima ke pemancar.

Jika antena pemancar punya gain Gt dalam arah yang dikehendaki, sesuai definisi, di lokasi penerima rapat daya menjadi :

WR = GT * W = GT

Oleh antena penerima, sebagian dari daya yang terpencar akan “ditangkap” dan besarnya adalah :

PR = WR * Aeff (watt)Aeff = “luas” bagian permukaan bola yang ditempati oleh

antenna. Tetapi antar A dan G (gain) untuk setiap antenna, ada

hubungan :

G =

sehingga : PR = WR * Aeff =

=

EIRP = P x GT = Effective Isotropic Radiated Power.LFS = Free Space Lossc = kecepatan rambatan gelombangf = frekuensi Dan LFS dapat diuraikan lebih lanjut menjadi : LFS = 32,44 + 20 log R + log f (dB)

di mana : R dalam km; f dalam MHz.atauLFS = 36.6 + 20 log R + 20 log f (dB)

di mana : R dalam statute mile ; f dalam MHz. Sehingga dalam hitungan logaritmis : PR (dBw) = EIRP (dBw) + GR (dB) – Lfs (dB)

Besarnya LFS sebagai fungsi jarak dan frekuensi ditunjukkan dalam tabel berikut :

Tabel 4 – 2

Perhitungan di atas digunakan dalam perkiraan suatu hubungan komunikasi dimana harus ditentukan besarnya daya pancar, gain antena, saluran yang, harus digunakan dan lain-lain. Perkiraan ini akan dipengaruhi selain oleh jarak antara pemancar dan penerima juga oleh antara lain; kepekaan (sensitivity) penerimanya dan keandalan yang diminta.

Kepekaan PenerimaUntuk dapat diproses dengan baik, sinyal yang diterima

harus cukup kuat atau beberapa kali lebih kuat dari total noise dipenerimanya.

Hal ini dinyatakan dalam faktor C/N (= Carrier to Noise ratio). Seperti diketahui, karena penerimanya sendiri juga menambah noise, untuk sistem radio dengan penerima yang biasa (non cooled), noise total di input penguat pertama dapat dianggap :

N = FN0 = FKT0Bdimana F = noise figure.

Untuk sistem radio dengan frekuensi lebih tinggi ini, karena

biasanya memakai sistem modulasi FM, C/N harus lebih besar dari 14 dB.

Jari-jari efektif bumiDalam penjalarannya melewati bumi, gelombang memang

menjalar seperti gelombang cahaya. Tetapi karena udara dapat dianggap terdiri dari lapisan-lapisan dimana udara semakin tipis pada lapisan yang semakin tinggi, gelombang radio mengalami reflaksi yang cenderung membelokkan pancaran ke arah bumi.

Akibatnya dapat diperhitungkan sebagai arah rambatan gelombang menurut garis lurus tetapi dengan jari-jari bumi yang lebih besar (lihat gambar).

Untuk perkiraan saja dapat diambil, Reff = 4/3 Rbumi sehingga jarak LOS lebih besar dari jarak pandang.

Dalam merencanakan hubungan radio antara dua titik di permukaan bumi, diperlukan daerah lintasan yang bebas.

Dalam rambatan gelombang radio dari Tx ke Rx, gelombang dapat melalui beberapa lintasan. Karena perbedaan jarak, kedua gelombang akan tiba di Rx dengan fase yang berbeda. Jika beda lintasan sedemikian sehingga jaraknya berbeda Y2X, gelombang akan punya beda fase 1800 atau akan saling menghapuskan.

Gambar 4 – 3

Jadi ada persyaratan jarak minimum-h (clearance) untuk mencegah terjadinya beda fase yang 1800 itu.

H > 17.3

dimana : h = tinggi ( m ) d1 = jarak Tx ke titik pantul (km)d2 = jarak Rx ke titik pantul (km)d = jarak total Tx ke Rx (km)f = frekuensi (GHz)

4.3 CONTOH PERHITUNGAN PROPAGASIDalam perhitungan-perhitungan untuk perencanaan sistem

komunikasi radio ini, faktor-faktor di atas dimasukkan dalam perhitungan-perhitungan seperti contoh berikut ini.

Gambar Peta topografi antara lokasi A dan B yang berjarak 40 mil dengan ketinggian A = 2080 feet dan B = 2960 feet (0 titik tengah antara A dan B).

Gambar 4 – 4

Gambar Peta topografi, yang menunjukkah titik-titik ketinggian yang juga memperhitungkan lengkungan permukaan bumi.

Komunikasi radio frekuensi 6000 MHz diadakan antara lokasi A dan B. Dari suatu peta topografi dengan skala I : 50.000 atau 1 : 25.000, dicari titik-titik dengan ketinggian yang cukup menonjol antara A dan B dan dilukiskan dalam suatu profil rambatan (path profile) yang berupa grafik jarak dan ketinggian. Profil rambatan ini memasukkan pengaruh lengkungan permukaan bumi, sehingga dalam grafik di atas, skalanya sudah tertentu (dalam contoh ini: Jarak pakai skala bawah dan ketinggian skala kanan). Di sini biasanya dipakai harga standar jari-jari bumi efektif Reff = 4/3 jari-jari bumi.

Pengaruh lengkungan permukaan bumi, dapat juga dihitung dengan cara lain, yaitu pada setiap titik antara A dan B, ketinggian oleh lingkungan bumi adalah :

h =

dimana: d1 = jarak titik ke A (km) d2 = jarak titik ke B (km) K = faktor perbandingan jari-jari bumi efektif terhadap

jari-jari bumi. Dalam satuan lain :

h = (feet)

dimana d1 dan d2 dihitung dalam mil.

Gambar 4 – 5

Jika titik-titik tersebut untuk setiap harga d1 dan d2 diplot, diperoleh juga garis lingkungan permukaan bumi. Barulah ketinggian suatu titik di atas permukaan laut yang diambil dari peta topografi, ditambahkan di atas ketinggiannya karena lingkungan bumi tadi.

Dari profil rambatan terlihat hanya titik f yang mungkin merupakan penghalang (obstacle) dan pancaran harus melewati penghalang ini di atas ketinggian minimum. Hitung h dari rumus di atas !

Baru dicari ketinggian yang praktis dari menara di A dan B sehingga garis lurus AB berada di atas titik ketinggian minimum.

Dari jarak AB bisa dihitung LFS-nya, sekitar 140 dB. (f sekitar 46 Hz). Jika sistem ini akan digunakan untuk komunikasi radio dengan RF bandwidth sebesar 6,5 MHz dengan noise figure F = 10 dB dan min, C/N = 14 dB.

C/N = 14 dB

atau : C - N = 14 dBC = 14 + N C (dBw) = 14 + F (dB) + k (dB) + To (dB) + B (dB) K = konstanta Boltzman (1.38 x 10-2 3 watt sec/deg).T = 300o

B = 6.5 MHzF = 10 dB

Dalam contoh di atas : C = (14 + 10 – 228,6 +24,7 + 68.1 ) dBw = -111.8 dBw.

agar di penerima ada daya yang masuk sebesar - 111 . 8 dBw. Dari rumus :

PIN = EIRP + GR - LFS

dan jika GR = GT = 20 dB, maka : - 111.8 = 20 + P + 20 – 140P = -11.8 dBw atau kira-kira P = 70 mw.

Jadi dalam perencanaan, gain dan loses diperbandingkan. Dari perhitungan juga terlihat dengan memilih antenna lain, artinya dengan gain yang lain, diperlukan pemancar output power yang berbeda pula.

Dalam perhitungan yang lebih mendetail perlu masukkan pengaruh kehilangan di saluran transmisi. pemancar maupun penerima, faktor keandalan yang absorbsi udara dan lain-lain, sehingga biasanya daya p besarnya sekitar 1 watt. 4.4 DIAGRAM KOTAK SISTEM KOMUNIKASI RADIO DENGAN

FREKUENSI LEBIH TINGGIPada prinsipnya, sistem komunikasinya sama saja seperti

pada sistem HE Perbedaan yang menonjol antara lain hanyalah dari segi daya pemancar (biasanya hanya orde watt), gain antena yang lebih besar dengan ukuran fisik yang lebih kecil dan biasanya sistem modulasinya FM. Karena biasanya sistem digunakan untuk beberapa saluran, selalu ada multiplexnya, sehingga diagram kotak sistemnya adalah sebagai berikut: (Lihat Gambar 4 - 6).

Sinyal asli (base band) yang berupa hasil multiplexing beberapa kanal audio yang dimasukkan ke modulator FM. Selanjutnya output modulator ini berupa sinyal dengan frekuensi IF. Baik di pemancar maupun penerima ada tahap IF amplifier, yang di pemancar outputnya dicampur dengan LO (Local Oscillator) di U/C (Up Converter) untuk jadi frekuensi RF yang diperkuat dipenguat terakhir berupa TW (Travelling Wave Tube).

Sebaliknya di penerima, frekuensi radio diturunkan menjadi frekuensi IF di D/C (Down Converter).

Preemphasis - Deemphasis

Dengan amplitudo yang tetap dari sinyal modulasi, di penerima FM-nya, sinyal to noise (S/N) relatif lebih, rendah untuk saluran-saluran yang menempati daerah frekuensi bagian atas dari basebandnya. (Saluran dengan nomor besar).

Agar pada seluruh saluran S/N kurang lebih sama, sebelum modulasi, sinyal dilewati dulu di preemphasis yang merupakan rangkaian dimana output level semakin besar jika frekuensi semakin tinggi, sehingga waktu modulasi, deviasi frekuensi untuk frekuensi-frekuensi tinggi cukup Di. pihak penerima, setelah prows demodulasi, sinyal dilewatkan rangkaian deemphasis dulu, dimana frekuensi tinggi lebih diredam dibanding dengan frekuensi rendahnya sebelum diteruskan ke rangkaian baseband. Sehingga diagram kotak sistem komunikasi dengan preemphasis - deemphasis adalah sebagai berikut :

Gambar 4 – 7

4.5JARINGAN STASIUN – STASIUN PENGULANG UNTUK KOMUNIKASI JARAK JAUH

Untuk komunikasi antara dua lokasi yang berjauhan, sering diperlukan komunikasi lebih dari satu "hop", misalnya seperti gambar diperlukan 3 hop.

Gambar 4 - 8Di lokasi antara C dan D ditempatkan pengulang (repeater) yang tugasnya hanya menerima sinyal radio yang sudah lemah, memperkuat dan meneruskannya.

Ada beberapa jenis repeater (lihat gambar) :

Fin = Frekuensi masukan ke penerimaFco = Frekuensi keluaran dari converter lokal oscillator Flot = Frekuensi lokal oscillator pemancar TWT = Traveling wave tubeFout = Frekuensi keluaran pemancar Flor = Frekuensi lokal oscillator penerima Flo = Frekuensi lokal oscillator

Gambar 4 - 9

a) Sinyal yang datang diturunkan dulu frekuensinya sampai baseband, baru dimodulasi lagi sebelum dinaikkan frekuensinya untuk diperkuat dan diteruskan (baseband repeater). Dalam

sistem ini dimungkinkan untuk mengambil (dropping) beberapa kanal dan memasukkan kanal-kanal baru (inserting). Ini digunakan, pada titik-titik persimpangan, atau di lokasi-lokasi tujuan antara.

b) Kalau hanya pengulang saja, frekuensi masuk hanya diturunkan sampai frekuensi antara (IF) yaitu "IF heterodyne repeater" (b) bahkan sampai frekuensi RF saja yaitu RF heterodyne repeater (c).Repeater sistem ini digunakan di lokasi-lokasi pengulang dalam

suatu sistem komunikasi radio jarak jauh.Kebaikan repeater ini adalah- Rangkaian lebih sederhana.- Mengurangi noise, karena pada setiap proses transformasi selalu

ada tambahan noise.Untuk menghindarkan gangguan-gangguan interferensi,

osilasi dan lain-lain, pada setiap repeater fIN fOUT. Bahkan untuk lebih mengurangi kemungkinan interferensi, tkietan repeater-repeater diusahakan jangan terletak pada satu garis lurus.

Dalam perencanaan lintasan jaringan stasiun-stasiun repeater dan frekuensi-frekuensi radio yang digunakan, diperlukan pengamatan dan analisa yang teliti dari sistem-sistem radio yang sudah ada atau yang direncanakan, di daerah itu. Hal ini

dimaksudkan untuk menghindari timbulnya Baling mengganggu antar jaringan.

Jadi diperlukan adanya perencanaan frekuensi (frequency planning) dan koordinasi dengan badan ataupun jawatan-jawatan lainnya.Hal ini sangat penting mengingat antara lain :- Daerah frekuensi yang tersedia pada dasarnya memang

terbatas. - Daerah frekuensi yang sama digunakan untuk jasa-jasa lain di

luar radio komunikasi seperti : HANKAM, Navigasi, Radar, Meteorologi dan Broadcast, dan lain-lain.

Jadi memang perlu adanya pengaturan frekuensi yang ketat. Dalam hubungannya dengan interferensi ini ada persyaratan-persyaratan yang ketat terhadap peralatan yang digunakan, ukur dari “Spurious Emission” (frekuensi yang dihasilkan di luar frekuensi-frekuensi yang diinginkan) dan “kebocoran” (pancaran yang tidak diinginkan misalnya dari local oscillatornya).

Pada jaringan stasiun-stasiun pengulang ini, permasalahan-permasalahan di luar permasalahan komunikasi cukup menonjol, seperti : - Jalan menuju ke lokasi stasiun-stasiun pengulang (acces road).- Pemeliharaan (maintenance) dari peralatan radionya sampai

peralatan-peralatan penunjang seperti sumber tenaga listrik, menara dan lain-lain.

Sesuai dengan perkembangan teknologi, diadakan sistem remote control, dimana keadaan peralatan di stasiun dapat dimonitor dan dikontrol sampai tahap tertentu dari suatu lokasi yang jauh dan telretka di kota (misalnya kantor teleponnya)

sehingga tidak perlu ditempatkan operator dan teknisi di lokasi stasiun pengulang secara terus-menerus. Ini sangat mengurangi biaya pemeliharaan.

Bahkan dengan peralatan elektronik yang serba transistorized, peralatannya cukup kecil dan tidak memerlukan daya listrik yang besar, cukup dari baterai dengan solar cell. Ukuran total cukup kecil, sehingga dapat dipasang di puncak gunung dengan mudah. Acces road tidak mutlak lagi, dan kunjungan teknisi bisa dengan helikopter.

4.6 HUBUNBGAN ANTARA DUA TITIK YANG TIDAK SLAING MELIHAT

Perhitungan-perhitungan di atas selalu didasarkan pada I 1.US. ' Dalam praktek ternyata komunikasi masih bisa juga terjadi di antara dua lokasi yang tidak saling melihat. Hal ini cukup menonjol untuk daerah frekuensi VHF sekitar 30 – 500 MHz. Dari pengukuran-pengukuran yang dilakukan oleh Bullington, diturunkan beberapa rumus-rumus untuk menghitung secara pendekatan path loss antara dua titik yang tidak saling melihat, seperti dalam beberapa contoh kemungkinan situasi seperti berikut ini :

Gambar 4 – 10 Dari rumus-rumus (empiris), dihitung perkiraan tambahan redaman (loss) di atas redaman LOS. Tambahan-tambahan ini tergantung dari jarak, frekuensi dan jenis hambatan kedua lokasi. Tetapi sistem ini hanya digunakan pada daerah ketelitian frekuensi 30-500 MHz dengan probabilitas dengan 90% perhitungan sampai ± 5 dB.

Pada frekuensi yang lebih tinggi lagi, timbul juga kemungkinan adanya komunikasi antara dua titik yang saling tidak melihat karena suatu proses hamburan oleh lapisan troposphere (tropospheric scatter).

4.7 SISTEM ANTENA DALAM DAERAH FREKUENSI YANG LEBIH TINGGI

Pembagian daerah frekuensi sebelumnya juga dipengaruhi oleh bentuk ataupun ukuran dan jenis peralatan dan antenanya. Untuk daerah-daerah frekuensi di atas 30 MHz, antena-antena yang sering digunakan ada beberapa jenis. Untuk antena VHF dan UHF bagian bawah, digunakan macam-macam bentuk sesuai dengan keperluannya, tetapi dasarnya adalah antena dipole. Dari segi penggunaan antena VHF/UHF dapat digolongkan menjadi 2 bentuk, yaitu :

- Antena yang omnidirectional, antena ini digunakan pada stasiun "mobile service" atau siaran radio dan televisi.

- Antena yang mempunyai pemancaran/penerimaan suatu arah, antena ini digunakan untuk Perhubungan titik ke titik atau penerimaan TV.

Dan pada gambar berikut ini dapat dilihat jenis antenna untuk VHF dan UHF.

Antena dipole, yang kafakteristik pancarannya sama dengan dipole yang biasa seperti di daerah HF. Tetapi di sini ukuran fisiknya lebih kecil sesuai dengan ukuran panjang gelombangnya. Ukuran "tebal" dari elemen dipolenya dibuat besar untuk memperoleh lebar band yang cukup besar.

Gambar 4 - 11

Antena Omnidirectional

Antena omnidirectional dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu : - Antena koaksial dan antena Brown.- Antena vertikal dengan penguatan elemen omnidirectional

Antena jenis ini banyak dipakai untuk memperoleh penguatan yang tinggi dan digunakan untuk siaran radio dan televisi.

Gambar 4 – 12

Gambar 4 – 13 Antena vertikal dengan penguat tinggi2. Antena Omnidirectional dengan Polarisasi Horizontal A

Antena omnidirectional dengan polarisasi horizontal antara lain adalah antenna super turnstile seperti gambar (a) dan antara super gain seperti gambar (b) dan antena super gain ini ditempatkan pada keempat sisi dari menaranya.

Gambar 4 – 14Antena polarisasi horizontal omnidirectional

Antena Berarah

Untuk antena dengan diagram pancaran yang mempunyai jenis antara lain, antena "corner reflector", Yagi Uda antena, antena Parabola dan antena Helical.* Antena corner reflector

Pada antena jenis ini reflektornya berupa array "parasitic element" pada dua bidang datar yang berpotongan membentuk sudut, dimana radiatornya berada.

Gambar 4 – 15Antena Corner Reflector

* Antena Yagi Antena yagi pada dasarnya terdiri dari "driven element” reflektor, direktor dan boom. Antena yagi banyak digunakan di dalam komunikasi VHF dan bentuk umum antena yagi adalah :

Gambar 4 – 16Antena Yagi

* Antena ParabolaUntuk daerah frekuensi UHF band atas dan gelombang-

gelombang mikro umumnya dipakai antena parabola. Prinsip antenna parabola adalah memusatkan tenaga radiasi dari radiator. Sesuai dengan sifat optik jika ada sinar yang datang melalui fokus menuju permukaan parabola maka akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama.

Gambar 4 – 17Bentuk dasar antenna parabola

Tergantung dari daerah frekuensinya, parabolanya bisa 14-rupa permukaan logam penuh atau terali (grid). Umumnya untuk gelombang mikro dipakai permukaan logam penuh sedang untuk daerah UHF adakalanya masih digunakan terali. Persyaratannya adalah, agar kebocoran kecil jarak terali harus lebih kecil dari /10. Sedang radiatornya bisa yogi ataupun horn.Penguatan dari antenna parabola adalah :

G = 10 log

dimana : G = penguatan terhadap antena isotropis, dBi. A = Was antena aparture. e = efisiensi antena (55% - 65%) = panjang gelombang.

Bila dimisalkan e sebesar 55%, maka penguatannya dap dinyatakan :

G = 20 log D + 20 109 f + 7,5 dB. Dimana : f = frekuensi, GHz.

D = diameter parabola dalam feet .Dari rumus di atas. terlihat bahwa penguatan antena parabola tergantung dari diameter dan frekuensi. Hal ini dapat dilihat dari tabel berikut :

Tabel 4 – 3

Diameter (f1)Penguatan relatif terhadap isotropik (dB)

2 GHz 4 GHz 6 GHz 7 GHz 8 GHz 11 GHz 13 GHz468101215

5,59,01,53,5--

-5,07,39,30,8

42,6

5,28,71,13,04,646,0

5,99,41,93,95,5

46,9

7,00,63,15,26,7

48,7

40,343,846,047,7

--

41,344,847,348,5

--

BAB V SISTEM KOMUNIKASI

DENGAN TROPOSPHERIC SCATTER

Seperti sudah diutarakan untuk frekuensi-frekuensi di atas 30 MHz terutama untuk daerah gelombang mikro (> 2000 MHz) komunikasi hanya mungkin dalam LOS.

Gambar 5 - 1

Tetapi ternyata dalam perjalanan gelombang elektromagnet lewat troposphere bumi (yaitu' bagian atmosphere dari permukaan sampai ketinggian = 11 km), gelombang tersebut seolah-olah dihamburkan (scatter) oleh karena adanya ketidakhomogenan lapisan-lapisan udaranya.

Contoh yang baik dari sifat penghamburan udara ini adalah penghamburan cahaya sinar mobil (lihat gambar).

Gambar 5 – 2

Waktu perjalanan malam, kita dapat mengetahui adanya mobil yang sedang melaju dari seberang bukit, Walaupun mobilnya sendiri belum kelihatan.

Hal ini terjadi karena dari sinar lampu, mobil lawan yang cukup kuat, sebagian akan terhambur ke arah kita. Memang di sini terlihat, bahwa pancaran utama gelombang radio ataupun

gelombang cahaya, memang tetap menuju angkasa tetapi sebagian kecil “terhambur” ke arah lokasi “penerima”. Jadi di sini memang redaman total antara pemancar dan penerima akan lebih besar dari pada sistem LOS, dengan redaman sekitar 260 dB.

Perkiraan redaman ini cukup rumit dan saling mempengaruhi antara jarak, bentuk permukaan bumi antara pemancar dan penerima frekuensi yang digunakan dan daerah lokasi pemancar dan penerimanya.

Ada beberapa hal yang dipakai sebagai alasan memilih sistem tropospheric scatter ini : - Mengurangi jumlah stasiun-stasiun pengulang, rata-rata bisa

mencapai jarak 600 km untuk 1 hop. - Merupakan sistem yang dapat memecahkan permasalahan

komunikasi antara dua tempat yang terpisah oleh laut atau danau, ataupun daerah-daerah orang lain yang kurang bersahabat dengan kita.

- Dapat menjamin adanya komunikasi ke daerah-daerah yang jauh tetapi yang tidak besar volume traficnya.

Sedang kerugian sistem ini adalah : - Pemancar yang digunakan biasanya besar-besar (orde kilowatt),

karena loss antara pemancar dan penerima cukup menonjol. - Karena sifat penghamburan yang statis itu, fading cukup besar,

sehingga hampir selalu digunakan sistem diversity.

DiversityDalam penjalaran gelombang melalui troposphere ini, total

loss saat tidak selalu sama dalam dua arah yang berbeda (misalnya

A

antara lokasi A dan B), ataupun dalam lintasan yang sama tetapi berbeda frekuensi ataupun pola-risasi medannya.

Sistem diversity memanfaatkan sifat-sifat ini dengan dipihak penerima ada dua lokasi penerima yang terpisah sejauh kira-kira 100 (space diversity), ataupun satu lokasi penerima saja tetapi antenanya dapat menerima gelombang dalam dua frekuensi (frequency) yang berbeda kira-kira 5% (frequency diversity) atau dalam dua arah polarisasi yang berbeda, misalnya vertikal dan horizontal (polarization diversity).

Dalam gambar diperlihatkan diagram kotak dari sistem frequency diversity (a) dan space diversity (b) :

Bo

Gambar 5 – 3 Dalam rangkaian, sinyal output dan kedua penerima

digabung dalam sebuah combiner. Tujuan penggunaan combiner adalah agar di output, S/N pada setiap saat selalu yang terbaik atau bahkan lebih baik dari pada masing-masing saluran.

Ada 3 macam combiner :a. Selection Combiner, setiap saat hanya satu penerima yang

terhubung ke output.b. Equal-gain Combiner, output dari semua penerima langsung

dijumlahkan saja, sehingga untuk dual diversity, (S/N) output

dimana S = kuat sinyal, N = noise dari penerima.

c. Maximal Ratio Combiner, output dari penerima-penerima digabung dengan penguatan masing-masing sinyal diatur jadi sebanding dengan perbandingan kuat sinyal-sinyal di outputnya.

Di sini, untuk dual diversity berlaku

Perbaikan S/N di output combiner, dibanding S/N pada satu penerima, untuk ketiga macam combiner diperlihatkan pada gambar berikut ini :

Gambar 5 - 4

Selain S/N di output combiner lebih baik dari pada masing-

masing penerima, keuntungan lain dari kombiner ini menghilangkan efek fading, sehingga sinyal di output relatif stabil.

Diagram kotak suatu sistem komunikasi tropopheric scatter yang agak lengkap adalah seperti pada gambar berikut ini.

Dalam contoh di atas digunakan empat kemungkinan penerimaan sinyal radionya, (quadruple-diversity), dengan menggunakan perbedaan tempat dan polarisasi. Jadi selain diterima di dua tempat, di masing-masing lokasi penerima gelombang radio diterima dalam polarisasi vertikal dan zontal.

Output dari penerima-penerima tadi digabungkan dalam combiner sehingga sinyal baseband dengan S/N yang sangat jauh lebih balk untuk diteruskan ke output.

Pada setiap lokasi, pemancaran juga dilakukan dari ke dua tempat penerimaan tadi, serta dipancarkan masing-masing dalam polarisasi vertikal dan horizontal.

Antena yang sama jugs digunakan untuk pemancaran dan penerimaan dengan memakai duplexer.

Di Indonesia saat sekarang, sistem tropospheric scatter ini digunakan antara Surabaya - Banjarmasin untuk 240 saluran telepon.

BAB VITELEKOMUNIKASI SATE LIT

Seperti terlihat dalam bab-bab sebelumnya, telekomunikasi dengan gelombang mikro harus memenuhi persyaratan LOS, sehingga dalam jaringan gelombang diperlukan stasiun-stasiun pengulang yang dipasang di tempat-tempat yang tinggi.

Gambar 6 - 1

Andaikata stasiun pengulang bisa ditempatkan di lokasi yang tinggi sekali, jumlah stasiun pengulang akan lebih sedikit. Persyaratan ini menjadi mutlak jika diinginkan komunikasi antara dua lokasi yang terpisah oleh lautan yang luas.

Seorang penulis “science fiction” Arthur C. Clarke pada tahun 1945 membayangkan, andaikata dengan bantuan roket, dapat ditempatkan satelit sedemikian sehingga letaknya cukup tinggi dan satelitnya punya kecepatan mengelilingi bumi yang sama dengan perputaran bumi sekeliling sumbunya, hanya diperlukan tiga buah satelit untuk memungkinkan komunikasi antara dua titik dimanapun di muka bumi.

Karena dari sebuah titik di muka bumi, satelit tersebut akan terlihat seolah-olah diam, seperti lampu yang digantungkan di kamar saja. Keberhasilan peluncuran satelit Sputnik pada tahun 1957 memperlihatkan bahwa impian ini dapat

Gambar 6 -2

Percobaan demi percobaan dilakukan, seperti :

- Proyek Echo (balon besar yang mengorbit bumi dipakai sebagai "passive repeater").

- Proyek Courir, satelit yang mengangkut tape yang berisi pidato Presiden Eisenhower, yang dengan komando dari bawah memancarkan kembali pidato tersebut dan dapat ditangkap oleh stasiun penerima di bumi.

- Pada tahun 1965 berhasil diluncurkan satelit komunikasi geosynchronous komersial yang pertama, "Early Bird''. Peluncuran- ini diikuti oleh satelit-satelit Intelsat II, III, IV dan seterusnya untuk telekomunikasi Internasional, satelit-satelit komunikasi domestik seperti Anik (Ka nada), Palapa (Indonesia) ataupun untuk komunikasi regional (Arabsat), dan lain-lain.

Sehingga pada saat sekarang satelit untuk tujuan penggunaan telekomunikasi sipil saja sudah berjumlah puluhan (lihat gambar 6-3).

Gambar 6 - 3Selain dalam jumlah, kecanggihan satelitnya pun

meningkatkan dalam ukuran dan berat, kekuatan daya pancar, jumlah saluran telepon dan televisi yang bisa ditampung, dan lain-lain.

Prinsip yang pokok dari sistem telekomunikasi satelitadalah, semakin kuat dan efektif satelitnya (EIRP), semakin kecil

ukuran stasiun penerima di bumi. Telekomunikasi satelit ini akan terus berkembang, sehingga pada tahun 2000, telekomunikasi antara kendaraan atau stasiun-stasiun yang bergerak (mobile station) dapat berlangsung secara praktis dengan ukuran peralatan dan antenna yang kecil.

Dari segi broadcast akan ada siaran langsung (dire broadcast) untuk televisi maupun radio. Saat sekarang sudah ada satelit dengan EIRD sekitar 65 dBw sehingga pancaran dari satelit dapat diterima langsung di pesawat-pesawat penerima di rumah-rumah dengan antena parabola diameter I meter dan sebuah alat tambahan (demodulator). Dengan perkembangan teknologi, peralatan yang di rumah-rumah akan semakin sederhana.

6.1 PRINSIP KERJA SATELITSeperti sudah diutarakan, satelitnya bertindak hanya

sebagai stasiun pengulang dengan rangkaian kotak seperti di gambar 6 - 4. Jadi tidak beda jauh dengan rangkaian suatu rupeater dari jenis "RF Heterodyne Repeater". Sinyal radio yang masuk dengan frekuensi sekitar 6 GHz diperkuat, lalu diturunkan frekuensinya ke sekitar 4 GHz, diperkuat lagi untuk kemudian dipancarkan kembali ke arah bumi.

Gambar 6 - 4Memang sebagai benda angkasa yang harus dijaga posisi

kecepatan orbitnya diperlukan perlengkapan-perlengkapan lain. Di samping itu, karena ada rangkaian elektronisnya, diperlukan tenaga listrik yang diperoleh dari baterai yang diisi dengan “solar pannel”.

Secara lebih detail, rangkaian - sistem pengulang satelitnya adalah seperti diperlihatkan pada gambar 6.5.

Sinyal 6 GHz yang datang dari bumi, setelah melalui filter- dan switch (SW), diperkuat di penguat 6 GHz (lebar band 500 MHz dari 5925 - 6425 MHz), diturunkan menjadi 4 GHz (3700 -4200 MHz), untuk kemudian diperkuat lalu melalui hybrid, circulator dan filter tiba di penguat akhir. Setelah melalui penguat akhir melalui filter baru dijumlahkan dan diteruskan ke antena untuk selanjutnya dipancarkan kembali ke bumi. Untuk meninggikan keandalan digunakan sistem back-up.

Dalam selang waktu sekitar 20 tahun, perkembangan komunikasi satelit ini cukup pesat, terutama satelitnya seperti

terlihat dari tabel berikut ini, serta gambar 6 – 6A yang memperlihatkan perkembangan satelit INTELSAT (satelit untuk komunikasi internasional).

Bentuk fisik satelitnya sendiri terlihat pada dua gambar berikutnya yang memperlihatkan perkembangan PALAPA juga membandingkan tingkat kemajuan teknologi dalam selang 10 tahun. Disitu terlihat 'adanya kemajuan dalam hal berat (300

1000 kg), total RF output (60 240 watt), sofistikasi dan lain-lain. Jet yang kecil-kecil (thruster) digunakan untuk mengoreksi

posisi satelit (station keeping) selama masa buktinya (life time).

Gambar 6 – 6 A

Gambar 6 – 6 B

Gambar 6 - 7Ciri khas telekomunikasi satelit adalah- besarnya loss antara satelit dan stasiun buminya. ( 200 dB

pada frekuensi 6 GHz).- sistem penerima di bumi memerlukan penerima yang sangat

peka (low noise receiver).

6.2 KEUNTUNGAN- Untuk mencakup telekomunikasi suatu daerah (misal, Indonesia)

hanya diperlukan satu stasiun pengilang alias satu satelit.- Pengembangan jaringan bisa cepat, karena tinggal memasang

stasiun bumi dimanapun dalam daerah cakupan satelitnya dan segera dapat berhubungan dengan stasiun-stasiun bumi lainnya .

Hal ini pun terlihat dari gambar-gambar berikut, yang memperlihatkan pancaran Satelit PALAPA

Gambar 6 -,8Dari gambar terlihat daerah pancaran satelit PALAPA secara

perspektif. Luas daerah pancaran ini lebih didetailkan dalam suatu diagram '"footprint", yang menunjukkan daerah pancaran satelit dengan beberapa tingkat intensitas pancaran yang sama seperti pada gambar berikut :

Gambar 6 – 9 Daerah pancaran dan intensitasnya (PALAPAB)

Puncak pancaran terjadi di sekita Tarakan. Beda antara intensitas tertinggi dengan daerah pinggiran adalah sekitar 6dB.

Setiap lokasi dalam daerah pancaran ini secara teoretis dapat berhubungan satu dengan lainnya.

Untuk orbit yang "geosynchronous", satelit harus berada sekitar 35.900 km persis di atas khatulistiwa.

Hal ini membawa implikasi bahwa orbit khusus ini mempunyai nilai strategis (geosynchronous orbit - GSO), karena antara lain :- Lokasi untuk menempatkan satelit geosynchronous yang

terbatasi.- Negara-negara yang dilewati khatulistiwa, ingin ada peranannya

dalam hal alokasi satelit di atas. daerahnya.6.3 RANGKAIAN KOMUNIKASI SATELIT

Dalam rangkaian yang umum, komunikasi satelit merupakan bagian dari suatu jaringan yang menghubungkan dua langganan (lihat gambar).

Gambar 6 - 10

Bedanya dibandingkan dengan sistem terrestrial hanyalah, bahwa letak kedua stasiun buminya bisa sangat berjauhan (Cibinong - Jayapura atau Jatiluhur, Indonesia – Burum, Holand).

Jadi dalam hal prinsip-bagian rangkaian seperti untuk proses modulasi atau demodulasi, LO, RFA dan IF sama dengan sistem komunikasi yang sudah ada. Yang memang agak berbeda hanyalah di bagian ujungnya, yaitu antena, pemancar dan penerima RF (RFA).

Ciri khas sistem komunikasi satelit adalah, jarak yang jauh antara stasiun bumi dan satelitnya, yang mengakibatkan 3 hal di stasiun buminya, yaitu : - Antena harus cukup besar.- Pemancar di stasiun bumi harus besar. - Penerima harus sangat sensitife.

Terlebih lagi untuk masa sekarang, kemampuan satelit masih terbatas, sehingga stasiun bumi bisa kecil tetapi hanya telekomunikasi satu kanal telepon (SCPC).Dari rumus untuk LFS terlihat untuk :- Arah satelit (Up-link) dari

LFS = 32.4 + 20 log f + 20 log d = 199 dBdengan : f = 6 GHz dan d = 35.900 km.

- Arah satelit ke stasiun bumi (down-link): dengan f = 4 GHz -- LFS = 196 dB.

Loss yang besar ini menyebabkan pemancar di stasiun bumi harus cukup besar dan penerimaannya cukup peka, WOW dengan Low Noise Receiver dengan sistem temperatur sekitar 75o K.

Rangkaian kotak suatu stasiun bumi adalah sebagai berikut :

Gambar 6 - 11- antena yang sama dipakai baik untuk up-link maupun clown-link.

Untuk pemisahan antara sinyal radio yang pergi dan yang datang dipakai "diplexer".

- bagian-bagian rangkaian berikutnya prinsip sama dengan sistem komunikasi terrestrial.

Contoh perhitungan sistemnya adalah :

a) DownlinkTYPICAL MULTICARRIER FDM/FM LINK CALCULATION FOR 108 CHANNEL CARRIER RECEIVED AT JAKARTA, = 58O

Satellite EIRP 32.2 dBwSatellite pointing error 1.0 dBSatellite EIRP (worst case) 31.0 dBw*Output backoff of carrier 8.8 dB (at input backoof of 12:3 dB)Path loss (LFS) - 195.8 dBAtmospheric absorption -0.1 dBGround station pointing -0.3 dBGround station G/T 29.4 dB/o K Downlink C/T -144.6 dBw/o K*

Boltzmann’s constant -228.6 dBw/o K – HzCarrier bandwidth (6.5 MHz) 68.1 dB-HzDownlink C/N 15.9 dB

Hitungan tersebut selanjutnya dapat diterangkan sebagai berikut :- ERP efektif di Jakarta = 32.0 – 1 – 8.8 = 22.2 dbw- Total path loss = - 195.8 – 0.1 – 0.3 = - 196.2 dB- C/T = EIRP – total path loss + G/T

= 22.2 – 196.2 + 29.4 = - 144.6 db. - C/N = C/kTB = (C/T) – k(w) - B (dB)

= - 144.6 – (- 228.6) – 68.1 = 15.9 db.

b) Up-linkTYPICAL UPLINK CALCULATION FOR 108 CHANNEL CARRIER ORIGINATING AT YOGYAKARTA, = 59O

Saturating flux density - 79.2 dBw/M2

10 log 411 D2 162.2 dB-M2

Ground station antena pointing loss 1.0 dBAtmospheric absorption 0.1 dBAllocation for uplink power control 1.0 dBCarrier input backoff 12.3 dBGround station EIRP 72.8 dBw

Satellite G/T - 8.3 db/o KArea of isotropic antenna - 37.0 dB-M2Upiink C/T - 136.8 dBw/° K

Boltzmann's constant - 228.6 dBw/oK-HZCarrier bandwidth (6.5 MHz) 68.1 dB-HzUplink C/N 23.7 dB

Untuk uplink sering input ke satelit dinyatakan dalam saturating flux density, atau rapat daya maksimum pada antena penerima satelit.Ini dapat dihitung dari :.

Flux density : P

D = jarak satelit ke stasiun bumiDalam contoh, spesifikasi satelit fluks maksimum =

- 80 dbw/m2.Tetapi karena untuk Yogyakarta G/T antenanya lebih kecil, jadi fluks maksimum bisa lebih besar, yaitu :

- 80 + (8.3 - 7.5) = - 79.2 dbw/m2 .

Hitungannya menjadi :

P = - pointing error – atmospheric absorbtion –

cadangan loss-input back off. - 79.2 = EIRP – 162.2 – 1.0 – 0.1 – 1.0 + 12.3EIRP = 72.8 dbw. Untuk menghitung daya input di satelit :

C = P.Aeff = P

Jadi dalam dB : C = flux density + gain – luas isotropic antenna (2/4)

atau :

C/T = P+ G/T – (2 4) – Input back off = Pmaks + G/T + (2 / 4) – Input back off = - 79.2 – 8.3 – 37.0 – 12.3 = - 136.8

Selanjutnya :C/N = C/T – k – b

= - 136.8 + 228.6 – 68.1= 23.7

Dalam contoh perhitungan down link di atas, terlihat dari "foot print" bahwa EIRP untuk Jakarta adalah 32 dbw, tapi masih dicadangkan lagi kehilangan 1 db karena antenna-antena dianggap tidak betul-betul terarah maksimum (pointing error)

Output back off - Ini merupakan pengurangan output sebenarnya dibanding output satelit yang maksimum, karena. sinyal di input sendiri lebih kecil dari pada harga maksimum. Hubungan daya input - output dari setiap satelit, atau lebih tepat dari final amplifiernya (TWT), ditunjukkan dalam grafif 7x seperti pada gambar di bawah.

Gambar 6 - 12

Untuk daya input optimum, output TWT akan maksimum. Jika daya input dikurangi, yang diukur dalam db di bawah optimum, daya outputpun lebih kecil dari daya maksimum.

Seperti contoh, sinyal input diturunkan 2 db akan menyebabkan daya di output akan turun 0,6 db. Input back off diperlukan untuk menjaga agar TWT beroperasi di daerah liniernya, jadi mengurangi intermodulasi. Dalam contoh perhitungan, untuk saluran dengan 108 kanal telepon perlu input back off sebesar 12.3 db yang menyebabkan output turun 8.8 db (TWT dengan karakteristik yang lain dari pada gambar 6 - 12).

Perhitungan-perhitungan di atas pada prinsipnya merupakan perhitungan yang lebih mendetail dari perhitungan dasar sebagai berikut ini :

C (db) = EIRP - LFS + GRrC = carrier level yang diterima di penerima. Kesanggupan

penerima untuk menerima sinyal-sinyal yang lemah diukur denganC/T = carrier to noise power density.

atau :

= EIRP – LFS + (*)

Untuk downlink link : GR/T= figure of merit, merupakan ukuran kepekaan penerima stasiun dan merupakan salah satu faktor yang menentukan kelas stasiun buminya.

Untuk suatu sistem komunikasi tertentu, baru dapat ditentukan lebar band (B) -nya dan hitungan menjadi lengkap :

Dalam sistem komunikasi yang manapun (tv, radio, telepon), diminta C > 14 db. Dari perhitungan (*) juga terlihat, bahwa karena LFS nya sudah tertentu maka untuk suatu harga C/T, jika EIRP satelit semakin tinggi (atau satelitnya semakin kuat) diperlukan GR/T yang semakin ke at au stasiun bumi yang semakin sederhana.

Untuk Up link :Pada dasarnya, karena keterbatasan ukuran dan berat

satelit, harga GR/T nya cukup rendah bahkan biasanya negative (dalam db). 4kibatnya, agar harga C di penerima satelitnya masih cukup tinggi, EIRP harus cukup tinggi atau daya pemancar stasiun bumi harus cukup besar.

6.4 PERKEMBANGAN SISTEM TELEKOMUNIKASI SATELITDari penelaahan di atas jelas terlihat bahwa penelitian

perkembangan telekomunikasi satelit, ditujukan untuk memperbesar kemampuan satelit baik dalam jumlah saluran maupun daya pemancarnya, mendapatkan low noise receiver yang relatif murah dan sederhana, pemanfaatan satelit untuk komunikasi “jalur tropis" dan lain-lain.

Sesuai dengan kemajuan teknologi, baik ukuran maupun berat satelit semakin besar. Dengan rangkaian dan solar pannel yang makin efisien memang daya pancarnya semakin meningkat.

Akibat langsung dari hal-hal ini adalah ukuran, stasiun bumi semakin kecil dan pemanfaatannya semakin luas.

Diperkirakan pada tahun 2000, sudah dapat ditempatkan “space station" di angkasa, sehingga dapat mengelola sistem komunikasi yang lebih canggih. Karena ukuran "stasiun bumi" bisa kecil akan dapat dipasang di mobil.Dalam bidang broadcasting sistem DBS (Direct Broadcasting Satelit) dapat diterapkan. Di sini, siaran televisi dari satelit dapat diterima langsung di pesawat-pesawat penerima televisi di rumah, bahkan juga akan dikembangkan untuk radio. (lihat gambar 6 - 13 dan 6 - 14).

Untuk komunikasi jalur tipis, pada saat ini pun sudah berjalan dengan sistem SCPC (Single Channel Per Carrier). Dengan sistem ini stasiun-stasiun yang hanya punya satu atau dua saluran telepon dapat diikutkan dalam jaringan komunikasi saatelitnya secara ekonomis. Bahkan untuk tempat-tempat yang traficnya tidak banyak, sistem SCPC ini dilengkapi lagi dengan sistem DAMA (Demand Assiqued Multiple Acc s). Jadi di sini, beberapa stasiun dengan frekuensi radio yang sama. Suatu stasiun yang akan mengadakan hubungan, harus meminta dulu ("on demand").

Dilihat dari satelitnya sistem ini cukup efektif, karena dengan " menggabungkan" beberapa stasiun dalam satu saluran yang lama, faktor pemakaian saluran akan cukup tinggi.

Perkembangan komunikasi satelit ini saling mendorong dengan perkembangan komputer. Perkembangan komputerisasi yang membutuhkan komunikasi, termasuk komunikasi

6.5 ROKET PENDORONGDengan perkembangan teknologi, roket pendorong untuk

menempatkan satelit di orbitnya pun bertambah kuat dan semakin canggih. Sekarang ini sudah ada roket pendorong yang jumlah roket pendorongnya yang jumlah roket pendorongnya dapat disesuaikan dengan berat satelitnya. Juga ada sistem dimana dua satelit yang berbeda dapat diluncurkan sekaligus untuk ditempatkan di dua lokasi yang berbeda pula.

Jumlah negara yang sanggup membuat satelit clan sanggup meluncurkan pun semakin banyak. Sehingga harga-harga satelit sekarang sebenarnya cukup bersaing dan teknologi satelit cepat menjadi dewasa.

Salah satu cara untuk mencapai ketinggian 35.900 km, adalah sebagai berikut; roket menempatkan satelit dalam suatu transfer orbit dengan titik terendah (perigee) sekitar 230 km dan titik tertinggi (apogee) 36.100 km (lebih tinggi dari ketinggian geosynchronous).nerenah (perigee) se 230 km dan titik tertinggi (apogee) sekitar 36.100 (lebih tinggi dari ketinggian geosynchronous).

Setelah satelit di “recheck” dan dinyatakan sehat, apabila satelit mendekati posisi tertinggi dan lintasannya memotong khatulistiwa, roket AKM (Apoge Kick Motor) dinyalakan sehingga satelit menempuh lintasan yang synchronous (drift orbit).

Operasi berikutnya akan menempatkan satelit betul-betul di lokasi yang ditentukan dalam suatu lintasan yang geosynchronous.

Gambar 6 - 16 Urutan peluncuran Satelit : (a) Orbit transfer, (b) Transisi dari orbit transfer ke orbit sinkron.

BAB VIISISTEM KOMUNIKASI KABEL LAUT

7.1 PENDAHULUANSistem komunikasi kabel laut (SKKL) adalah suatu sistem

komunikasi melalui laut dengan menggunakan media transmisi kabel koaksial, yang diletakkan terbaring di atas dasar laut pada bagian air yang dalam atau di dalam parit di dasar laut pada bagian air yang paling dangkal. Kabel koaksial yang dipergunakan mempunyai persyaratan-persyaratan tertentu terutama mengenai perlindungan terhadap tegangan tarik dan gangguan luar. Kabel, ini dirancang agar mampu beroperasi bebas dari gangguan dalam masa yang cukup lama, duapuluh tahun atau lebih.

Kondisi dasar laut di Indonesia sangat baik untuk sistem komunikasi kabel laut, karena tidak ada hal-hal yang luar biasa yang dapat mengganggu pemasangan maupun pengoperasiannya, sehingga akan menambah keuntungan dari segi keamanannya dan pemeliharaannya.

Indonesia mulai menggunakan kembali sistem komunikasi kabel laut, yaitu sejak dioperasikannya SKKL ASEAN Indonesia - Singapura (SKKL ASEAN I-S) yang menghubungkan Indonesia dengan Singapura) pada tahun 1979. Kemudian dilanjutkan dengan SKKL Sea-Me-We, yang menghubungkan Indonesia Timur Tengah dan Eropa Barat, yang biaya pembangunannya ditanggung bersama oleh negara-negara Asia Tenggara, Timur Tengah dan Eropa Barat. Dan SKKL A - I - S yang menghubungkan Australia dengan Indonesia dan Singapura.

Dalam operasinya, sistem komunikasi kabel laut ditunjang oleh peralatan-peralatan baik yang berada di laut maupun yang berada di darat. Peralatan yang berada di laut adalah pengulang (repeater) dan perata (equalizer), yang didarat adalah terminal.

Repeater berfungsi untuk mengatasi kehilangan daya yang terjadi karena adanya redaman, sedangkan equalizer berfungsi untuk memperbaiki penyimpangan-penyimpangan yang timbul akibat adanya redaman tersebut. Stasiun terminal digunakan untuk memonitor, memelihara sistem, menyalurkan informasi, serta memberikan daya yang diperlukan.

Apabila kapasitas sirkit semakin tinggi, maka jarak antara repeater menjadi semakin dekat. Pemasangan equalizer dilakukan sesudah tiap-tiap 15 buah repeater atau sesuai dengan kebutuhan. Repeater dan equalizer seperti halnya dengan kabel laut dirancang untuk dapat tahan 25 tahun di dasar laut.

7.2 SISTEM JARINGANKeseluruhan sistem komunikasi kabel laut terdiri dari;

sistem utama (main system) yang biasa disebut juga sebagai sistem laut (sub marine system) dan jaringan ekor (tail network) atau biasa juga di darat (inland system).

Untuk jelasnya, konfigurasi SKKL ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 7 – 1Konfigurasi SKKL

Gambar 7 – 2

Gambaran umum sistem laut SKKL

Sistem darat atau jaringan ekor hanya berfungsi sebagai sistem penunjang. Jaringan ini dapat berbentuk gelombang micro atau microwave link atau Inland Coaxial Link yang menghubungkan sistem kabel dengan sentral telepon. Gambaran umum dari sistem laut ini dapat dilihat pada gambar 7 -2.

Sistem ini menggabungkan dua stasiun kabel yang dipisahkan oleh laut atau antara stasiun kabel A (SK A) dengan stasiun kabel B (SK B). Penyaluran sinyal dari A ke B dan sebaliknya dari B ke A dipisahkan dalam daerah frekuensi gelombang pembawanya. Saluran informasi dari A ke B menempati band frekuensi rendah sedangkan dari B kV A menempati band frekuensi tinggi. (lihat Gambar 7 - 2).

Kabel laut itu sendiri adalah kabel koaksial yang meredam sinyal listrik yang dikirim dari masing-masing stasiun kabel. Untuk mengkompensasi redaman kabel terse but digunakan pengulang (submerged repeater), tetapi pengulang tidak dapat 'secara sempurna mengkompensasi redaman kabel secara merata di keseluruh band frekuensi dan hal ini sudah tentu tidak diinginkan. Untuk itu digunakan Ocean Block Equalizer (OBE) yang meratakan kembali level sinyal listrik di keseluruhan band frekuensi.

Submerged repeater menggunakan pemancar (transmitter) sebagai komponen penguat (amplifier) dan diperlukan catu daya listrik agar dapat bekerja. Catu daya listrik diberikan oleh kedua stasiun kabel (SK) melalui kabel laut dengan menggunakan alur dalam dan air laut sebagai konduktor balik.

7.3 SISTEM KOMUNIKASI KABEL LAUT DAN PERALATANNYA 73.1 Kabel Laut dan sistem proteksia) Kabel Laut

Seperti telah diutarakan di atas, bahwa media transmisi yang digunakan pada sistem komunikasi kabel laut adalah kabel dari jenis kabel koaksial, yang dengan kemajuan-kemajuan teknologi di bidang telekomunikasi dirancang agar mampu dioperasikan dengan bebas dari gangguan dalam masa 25 tahun di dasar laut, kabel laut diletakkan terbaring atau ditahan di dasar dangkal atau shallow water yang kedalamannya kurang dari 200 meter. Untuk laut dalam hanya diletakkan terbaring di dasar laut.

Pemilihan antara penanaman kabel laut (burial) dan peletakkan kabel laut (laying) tergantung dari beberapa hal seperti berikut ini :

- keadaan Taut- jenis bahaya yang dapat merusak kabel laut - besarnya bahaya tersebut- kondisi dasar Taut itu sendiri- dan kondisi setempat seperti kegiatan pelayaran dan

penangkapan ikan.Pada laut yang dangkal, perhatian terhadap bahaya yang

dapat merusak kabel laut harus diberikan secara khusus. Bahaya-bahaya terhadap kabel di laut dangkal antara lain meliputi : - kegiatan perikanan- kegiatan pelayaran- kegiatan biologis dan kimia di dasar laut - gempa dan gesekan fisik kulit bumi - kegiatan pertambangan lepas pantai.

Untuk mengatasi atau paling tidak mengurangi bahaya terhadap kabel laut tersebut, maka pemilihan rute kabel dan sistem proteksi yang akan digunakan menjadi sangat penting.

Sistem proteksi lebih banyak ditujukan untuk melindungi kabel pada laut yang dangkal, karena kerusakan kabel laut sekitar 90% terjadi pada laut yang dangkal.

b) Sistem proteksiSistem proteksi yang digunakan ada dua macam yaitu :

- sistem proteksi armouring- sistem proteksi burial

Sistem proteksi armouring

Sistem proyeksi ini menggunakan kabel berpelindung, dimana kabel laut dilindungi oleh lingkaran kawat baja di sekelilingnya.Kabel berpelindung pada dasarnya ada dua jenis, yaitu :

- double armoured cable, yaitu kabel laut yang dilindungi oleh dua lapisan lingkaran kawat baja.

- single armoured cable, yaitu kabel laut yang dilindungi hanya oleh satu lapisan lingkaran kawat baja saja.

Pemilihan kedua jenis kabel ini tergantung dari perkiraan besar dan jenis bahaya di laut yang bersangkutan.

Sistem proteksi burialSistem proteksi burial yaitu sistem-sistem proteksi dengan

menanam kabel di dasar laut.Untuk menanam kabel di laut dipergunakan dua cara, yaitu ;

- dengan menggunakan mesin penanam kabel (cable burial machine)

- dengan water jetting, yaitu dengan cara penanaman kabel dengan menyemprotkan air di dasar laut sehingga terbentuk alur di dasar laut untuk menempatkan kabel.

Ongkos total penanaman kabel dengan menggunakan burial machine akan menjadi ekonomis bila kabel yang ditanam adalah dari jenis kabel ringan tanpa pelindung (armourless light weight submarine cable), karena mahalnya ongkos penanaman dapat dikompensasi oleh murahnya harga kabel laut.

Sistem proteksi burial sangat tergantung pada kondisi dasar laut. Kondisi dasar laut yang keras dan berbatu karang tidak memungkinkan penggunaan sistem proteksi ini, juga ada daerah dimana terjadi simpangan (crossing) dengan kabel laut yang lain.

Cara water jetting lebih mahal dibandingkan dengan penggunaan cara burial machine. Contoh kabel laut yang tanpa armour terlihat pada gambar berikut :

Gambar 7 - 3Penampung kabel jenis LW

c) Repeater (pengulang)Pada sistem diperlukan repeater-repeater untuk

mengkompensasi redaman kabel tersebut. Selain itu repeater-repeater juga harus dapat. menangani sinyal pada dua arah yang berlawanan dengan bidang frekuensi yang berbeda. Karena repeater ini terletak di dalam laut, maka repeater tersebut harus mempunyai keandalan yang sangat tinggi.

Jarak antara repeater tergantung dari ukuran kabel dan frekuensi yang digunakan.

Bagian-bagian dari repeater unit adalah: PSF (Power Separation Filter). Amplifier (penguat), DF (Directional Filter), SV Osc (Supervisory Oscillator).

- Penguat berfungsi untuk memperkuat sinyal, baik yang low band maupun yang high band, jadi harus memiliki band width yang lebih lebar.

- Filter pemisah daya (PSF) digunakan untuk memisahkan sinyal dengan pencatuan daya, yang dikirim bersama-sama melalui konduktor dalam dari kabel lautnya.

- Filter pengarah (DF) mempunyai sepasang terminal. Dalam repeater filter ini berfungsi sebagai pengarah sinyal-sinyal yang akan masuk dan keluar dari sirkit penguat. Sinyal low band (LB) dan high band (HB) datang dari arah yang berlawanan akan dikuatkan dengan penguat yang sama, dan keluar dari sirkit penguat menuju arah yang berlawanan pula. Sehingga rangkaian DF terdiri dari beberapa filter. Pada dasarnya filter pengarah (DF) terdiri dari empat filter 2 (dua) HPF dan 2 (dua) LPF.

- Oscillator untuk pengawasan (Supervisory Oscillator) berfungsi untuk mengawasi baik atau tidaknya saluran transmisi dan repeater, sehingga bila terjadi kerusakan atau kesalahan dapat segera diketahui lokasinya. Tone tersebut dikirimkan ke terminal darat. Frekuensi oscillator yang dibangkitkan ada pada dua daerah frekuensi sesuai dengan band frekuensi penyaluran.

Gambar 7 – 4Rangkaian kotak SKKL

(d) Equalizer (perata)

Selain repeater (pengulang), peralatan SKKL yang lain adalah equalizer (perata), yang gunanya untuk mengadakan penyesuaian kembali terhadap penyimpangan-penyimpangan yang disebabkan redaman kabel. Equalizer yang dipergunakan sistem komunikasi kabel laut disebut OBE (Ocean Block Equalizer). OBE disisipkan di antara beberapa repeater, biasanya antara 15 - 20 repeater atau tergantung pada kebutuhan.

OBE dirancang untuk mengkorripensasi deviasi-deviasi yang terjadi pada kabel laut yang disebabkan oleh: error dari perkiraan temperatur dasar laut tempat diletakkannya label laut, juga deviasi loss kabel dan variasi loss karena akibat peletakan kabel di dasar laut. Dasar equalizer dapat dicapai dengan membentuk penguatan (gain) repeater agar snatch dengan loss (kerugian kabel). Terjadinya deviasi antara loss kabel dengan penguatan repeater disebabkan karena tidak mungkin didapatkan penyesuaian impedansi (matching) yang sempurna antara deviasi loss kabel dengan penguatan repeater . Hal ini meskipun kecil-perbedaannya, tetapi bila dalam suatu saluran transmisi yang cukup jauh dengan sejumlah repeater, maka deviasi ini akan terjadi penimbunan dan cukup besar, sehingga akan mengganggu sistem penyaluran sinyal. Untuk mengatasi akibat ini, deviasi tersebut harus dihilangkan dengan equalizer yang disisipkan di antara beberapa repeater.

Pemasangan equalizer ini dilakukan di atas kapal. Setelah pemasangan repeater terakhir, diadakan pengukuran loss atau penguatan dari saluran transmisi mulai dari terminal di darat sampai repeater yang terakhir dipasang, dengan bermacam-macam frekuensi yang sesuai dengan pita frekuensi yang digunakan pada sistem. Biasanya pembuatan equalizer jenis ini dibuat beberapa jam

sebelum pemasangannya. Untuk mendapatkan ketepatan yang lebih teliti sewaktu equalizer dibuat, pengukuran berjalan terus.

BAB VIII KOMUNIKASI SERAT OPTIK

8.1 PENDAHULUANGelombang cahaya juga merupakan gelombang

elekromaknit, jadi sebenarnya pengembangan sistem telekomunikasi dari gelombang elektromaknit ratusan Gigahertz (= 109 Hz) ke ratusan, Terahertz ( = 1012 Hz), merupa perkembangan yang logis dalam bidang telekomunikasi.

Gambar 8 – 1Spektrum frekuensi di atas 300 MHz

Dari pembahasan-pembahasan sebelumnya terlihat, bahwa semakin tinggi frekuensi gelombang pembawa, semakin tinggi kapasitasnya dalam arti semakin banyak kanal telepon yang dapat ditumpangkan. Dari segi ini cukup menarik sistem komunikasi dengan mempergunakan gelombang cahaya. Dengan frekuensinya sekitar 1014 Hz, maka jumlah kanal telepon yang dapat dikirimkan adalah sekitar 100.000 kanal.

Dengan menyalurkan gelombang cahaya melalui sebuah serat optik (fiber optic cable), di samping lebar band yang cukup besar diperoleh keuntungan tambahan yaitu :- jarak antara repeater cukup jauh (bisa sampai 40 km). - sistem tidak terganggu oleh induksi rangkaian listrik lainnya

(EMI).- ukuran lebih kecil dan lebih ringan dari kabel-kabel koaksial yang

biasa.Sistem serat optik ini juga paling cocok untuk sistem digital.

Diagram kotak suatu sistem komunikasi dengan serat optik terlihat pada gambar berikut :

Gambar 8 - 2Link komunikasi sistem serat optik

Sinyal yang akan dikirim, masih dalam bentuk sinyal-sinyal listrik, melalui penguat (driver, memodulasi (intensity modulation) sumber cahaya yang dipancarkan oleh sebuah sumber cahaya (LED - Light Emitting Diode atau ILD - Injection Laser Diode). Gelombang cahaya ini lalu disalurkan lewat serat optik. Dan di tempat penerima, yang biasanya berupa photo diode (PIN diode atau APD - Avalanche Photo Diode), output dari detektor ini yang berupa sinyal-sinyal listrik diteruskan ke rangkaian berikutnya.

Pada saat sekarang, gelombang cahaya yang digunakan berada di sekitar frekuensi 3.1014 Hz = 300 THz. Tetapi biasanya lebih umum dinyatakan dalam panjang gelombang cahayanya yaitu antara 0,8 - 0,9 µm.

8.2 PENYALURAN GELOMBANG CAHAYA MELALUI OPTIK

Untuk dapat menyalurkan gelombang cahaya melalui serat optik untuk jarak jauh, digunakan prinsip hukum Snellius untuk cahaya. Gelombang cahaya yang menjalar dalam suatu medium dengan indeks refraksi n1 dan menemui batas dengan bahan lain dengan indeks refraksi n2, akan mengalami pembelokan dalam lintasannya (refraksi).

Jika n1 > n2, gelombang dalam bahan n2 akan terefraksi menjauhi garis normal terhadap perbatasan, seperti diperlihatkan dalam gambar berikut :

Gambar 8 – 3

Lintasan sinar untuk beberapa sudut datang, n1 > n2

Jadi jika sudut datang 1> sudut kritis (b), akan terjadi pemantulan sempurna (c). Hal inilah yang terjadi dalam serat optiknya, dimana gelombang cahaya menjalar dengan mengalami pemantulan-pemantulan sempurna dari dinding seratnya (cladding) yang indeks refraksinya lebih kecil dari pada indeks refraksi inti seratnya (core).

Gambar 8 – 4 ncore>ncladding

Dari sini sebenarnya terlihat bahwa tanpa diberi cladding pun (artinya n2 = 1), akan terjadi pemantulan-pemantulan yang sempurna. Tetapi hal ini dihindarkan karena justru harga n1 dan n2

harus berbeda hanya sedikit (contoh : n1 = 1,51 dan n2 o = 1,50) agar pengiriman dapat terlaksana untuk band yang lebar dan jarak yang jauh tanpa terjadi distorsi.

Karakteristik serat optic ini ditunjukkan dalam rumus untuk normalized frequency, V di mana :

V = a = jari-jari inti serat

= panjang gelombang Dari perhitungan-perhitungan untuk penjalaran gelombang

cahaya melalui serat, agar hanya satu mode yang menjalar dalam serat, V = 2,405. Jika V > 2,405 mode yang dapat menjalar lebih dari satu, sesuai rumus N = ½v2 (N = jumlah mode). Sedang faktor

disebut "numerical aperture", menunjukkan kesanggupan serat untuk "mengumpulkan" cahaya. Sudut masuk maksimum yang masih dapat disalurkan adalah :

(sin)maks = Jadi jumlah mode dapat dibatasi dengan memperbesar

harga a dan membuat n1/n2 sekecil mungkin, biasanya sebesar 1,01 atau bahkan kurang.

(a) Single-mode Fiber

(b) Multi-mode fiber

Gambar 8 – 5

Diinginkan hanya satu mode, karena mode yang berbeda akan berbeda pula kecepatan fasa atau kecepatan groupnya, sehingga tibanya di detector akan berbeda (modal dispersion). Tetapi disperse juga terjadi karena perbedaan kecepatan penjalaran antara gelombang-gelombang dengan frekuensi yang berbeda (material dispersion). Salah satu akibat dari disperse adalah bentuk pulsa-pulsa menjadi lebih lebar.

Efek ini membatasi lebar band dan jarak tempuh, karena disperse akan dapat mengaburkan jarak antara pulsa-pulsa. Salah satu kelebihan ILD sebagai sumber cahaya dibanding dengan LED adalah, material dispersionnya sangat kecil karena laser hanya menghasilkan cahaya dalam spectrum yang sangat sempit.

Gambar 8 – 6

8.3 JENIS KABEL YANG DIGUNAKAN Ada dua macam kabel yaitu :

- Single mode (hanya satu model, yang disalurkan) - Multi mode : (i) Step index

(ii) Grade index Single mode, hanya satu mode yang disalurkan, jadi efek

disperse sangat kecil, tetapi diperlukan ketelitian untuk membuatnya. Karena untuk V = 2,405 dengan n1 = 1,48 dan n2 = 1,46, untuk = 820 nm, diameter inti hanya 2,6 m.

Multi mode, terdiri dari dua macam yaitu: Step index, dimana terjadi perubahan yang mendadak dari indeks refraksi antara core dan cladding.

Sedangkan pada graded index terjadi perubahan yang kontinyu antara core dan cladding (lihat gambar 8 – 7).

Gambar 8 – 7Konstruksi dan index refraksi

(a) Untuk step-index fiber (b) Untuk graded-index fiber

Dalam praktek kabel optik ini hanya berukuran luar kira-kira 1 cm dengan beberapa serat optic yang digabung (lihat gambar 8 – 8).

Gambar 8 – 8Kabel serat optis direct – burial

Satu gulung kabel (haspel atau drum) panjang sekitar 1 km.Jadi untuk rute yang panjang perlu mengadakan

sambungan. Dalam sambungan ini diperlukan ketelitian, untuk menjaga jangan terjadi kehilangan dan distorsi yang besar dengan menjaga agar seratnya secara fisik terdapat dalam satu garis lurus (no lateral displacement of fiber axes), serta bahan inti dan cladding kontinyu. Sehingga diperlukan alat khusus agar losses hanya sekitar 0,2 db. Penyambungan langsung ini lebih disenangi dari pada penyambungan menggunakan konektor, karena dengan teknologi yang sekarang lossnya masih cukup tinggi, sekitar 3 db.

Selain persyaratan-persyaratan optis di atas, karakteristik kabelnya juga diberi persyaratan-persyaratan lain seperti : - jari-jari lekukan minimum sekitar 10x diameter kabel, jadi kira-

kira 10 cm.- tegangan tarik maksimum, misalnya 200 kg pada 20o C. - dan lain-lain

8.4 SUMBER-SUMBER CAHAYASumber cahaya dalam sistem komunikasi serat optik punya

tugas utama untuk mengubah energi listrik menjadi energi cahaya serta menjalarkannya seefisien mungkin ke dalam serat optik.

Modulasi intensitas dari cahayanya harus pula selinier mungkin "mengikuti" perubahan sinyal listriknya.

Sumber cahaya yang sekarang banyak digunakan adalah LED dan ILD. LED tidak begitu efisien (2%), tetapi jauh lebih murah dari ILD yang lebih baik efisiensinya (5%). ILD dapat menerbitkan daya gelombang cahaya sekitar 7 mW dalam serat optiknya.

Sistem serat optik yang sekarang bekerja di sekitar 820 nm. Tetapi dalam gambar berikut terlihat bahwa losses seratnya masih cukup tinggi sekitar 800 nm ini.

Gambar 8 - 9Curva rugi-rugi jaringan spectral untuk inti gelas. Termasuk komponen-komponen dari penghamburan redaman sinar ultra violet, redaman infra merah, redaman ion hidroksida.

Sebenarnya ada daerah redaman rendah di sekitar 1300 nm dan 1440 nm. Tetapi daerah ini belum dapat dimanfaatkan karena

belum adanya sumber cahaya maupun detektor yang kerjanya cukup efisien di daerah panjang gelombang ini. Tetapi penelitian-penelitian sedang gencar-gencarnya diadakan di daerah ini.

8.5 DETEKTORDetektor yang digunakan adalah photo diode yaitu PIN atau

APD. Detektor dicirikan oleh faktor responsivitas yang menunjukkan beberapa ampere atau volt output dari detektor untuk setiap mW daya gelombang cahaya yang masuk. Rangkaian pengganti untuk suatu detektor gelombang cahaya adalah :

Gambar 8 – 10Sedangkan contoh responsivitas beberapa jenis photo diode

adalah seperti gambar berikut.

Gambar 8 – 11Contoh beberapa kurva responsivitas

Gambar 8 – 12

Sistem ini digunakan sebagai pilot project oleh Bell Systems di Amerika Serikat. Prinsipnya mirip dengan sistem gelombang mikro yang biasa. Cuma pada pihak pemancar dan ditahap output dari repeater (disebut juga regenerator) ada tahap pengalihan dari gelombang listrik ke gelombang cahaya (E/O). Sebaliknya, di

penerima dan tahap input dari repeater ada tahap pengalihan dari gelombang cahaya ke gelombang listrik (O/E).

Contoh sistem FT3 di atas, digunakan untuk kecepatan transmisi pulsa 44,738 Mbps dengan jarak anta repeater whesar 6.8 km.

BAB IXSISTEM TRANSMISI DIGITAL DAN MODULA

Sistem modulasi seperti yang sudah dijelaskan dalam bab-bab sebelumnya seperti :- AM (Amplitude Modulation)- FM (Frequency Modulation)Termasuk dalam golongan sistem modulasi analog, dimana sinyal diubah amplitudo/frekuensi secara kontinyu sesuai dengan perubahan informasi yang akan dikirimkan. Dengan perkembangan zaman, dikembangkan sistem modulasi lain yaitu sistem modulasi pulsa dimana besarnya sinyal dikodekan dalam sederetan pulsa-pulsa (Pulse Code Modulation PCM) dan biasanya dalam suatu binary code.

Sesuai dengan teori, untuk mengirimkan suatu sinyal tidak perlu dikirimkan seluruhnya, cukup dikirimkan nilai sinyal yang disampling minimum dua kali frekuensi tertinggi dan di tempat tujuan sinyal asli akan diperoleh kembali setelah melewati sebuah low pass filter. Jadi misalnya; untuk suatu kanal telepon dengan

frekuensi tertinggi 4 kHz perlu disampling 8000 x perdetiknya, dimana dalam salah sistem, setiap pulsa dikodekan menjadi 4 binary pulse memerlukan lebar band sebesar 400 x 2 x 4 = 32 kHz.

Tentunya jika diinginkan sampling yang lebih bagus bisa saja setiap pulsa dikodekan dalam pulsa-pulsa yang lebih banyak sehingga diperoleh perbedaan level yang le teliti.Misalnya seperti gambar berikut :

Gambar 9 – 1

Level dari -1 ke +1 volt, dibagi dalam 15 loncatan (step) dan setiap nilai besarnya tegangan dinyatakan dalam kode yang masing-masing terdiri dari 4 (empat) pulsa sesuai dengan binary code berikut :

StepCode Step Code0 0000 8 10001 0001 9 10012 0010 10 10103 0011 11 10114 0100 12 11005 0101 13 11016 0110 14 11107 0111 15 1111

Tetapi di situ terlihat, antara sinyal asli dan sinyal yang diterima ada perbedaan. Untuk memperkecil kesalahan bisa saja tiap step diperkecil dengan menyatakan tegangan dalam pulsa-pulsa yang lebih banyak. Jika setiap nilai dinyatakan dalam 5 (lima) pulsa maka bisa dibedakan dalam 25 = 32 step sesuai rumus.

Lebih teliti lagi, jika tiap nilai dinyatakan dengan 8 pulsa maka ada 28 = 256 step untuk membedakan nilai dari - sampai +1 volt. Jadi semakin banyak pulsa perkodenya semakin sempurna penerimaan sinyalnya, tetapi akan di perlukan lebar band yang semakin besar untuk tiap kana teleponnya. Jadi seperti biasa, akan dicapai titik optimu dimana jumlah pulsa perkodenya cukup tinggi tetapi lebar band perkanalnya tidak begitu besar.

Sistem dengan kode 8 pulsa ini dengan kecepatan pengiriman dari 64 kbps (kilo bit per sekon) sering dipakai sebagai standar pengiriman I kanal telepon. Sistem modulasi ini, biasanya digandengkan dengan sistem multiplex dan perbedaan waktu (TDM - Time Division Multiple). Misal untuk sistem modulasi pulsa dengan 24 kanal telepon seperti gambar berikut.

Gambar 9 – 2Diagram kotak sistem PCM

Jadi setiap kanal hanya disampling, kemudian besarnya

sampling dinyatakan dalam suatu binary code. Di penerima level dari sampling dikembalikan oleh decoder, sesuai dengan binary codenya.

Gambar 9 – 3 Setiap kanal harus disampling 8000 x perdetik, jadi dalam 1

kanal antara sampling yang berurutan ada waktu 1/8000 detik = 125 sec (1 frame). Jadi dalam waktu 125 sec ini harus bisa disampling ke 24 saluran tersebut. Sehingga setiap saluran hanya diberi waktu 125 : 24 = 5,2 sec, sehingga jika setiap besaran dinyatakan dalam kode dari 8 pulsa, maka setiap pulsa hanya punya lebar 5,2 : 8 = 0,65 sec, sehingga untuk menyalurkan 24 kanal telepon tersebut diperlukan lebar band kira-kira 1,54 MHz.

Keuntungan sistem PCM : - Lebih tidak peka terhadap gangguan noise karena pada setiap

repeater pulsa-pulsa bisa diperbaharui (regenerasi).- Bentuk modulasi sudah sesuai untuk komunikasi data yang saat

ini merupakan kebutuhan yang semakin meningkat sesuai dengan berkembangnya komputerisasi.

Kerugian sistem PCM :- Dibutuhkan lebar band yang lebar besar untuk setiap kanal

telepon. - Adanya bentuk noise baru yaitu quantizing noise.

BAB X TELEVISI

10.1 PENDAHULUAN

Televisi, yang sebenarnya berarti "melihat dari jauh" (tele = jauh, visie = lihat), pada saat ini diartikan sebagai suatu cara pengiriman gambar yang bergerak atau "sinyal televisi" dari studio dan pemancar ke pesawat penerima dengan gelombang radio.

Pengiriman sinyal televisi dengan gelombang radio, berlangsung seperti pada gelombang radio yang biasa, yang "mengirimkan" gelombang suara. Jadi sinyal televisi ditumpangkan (dimodulasikan) pada suatu gelombang pembawa. Sehingga sebenarnya televisi merupakan perkembangan yang wajar dari keinginan manusia untuk meningkatkan pengiriman suara menjadi pengiriman suara ditambah gambar yang bergerak.

Sebenarnya, prinsip televisi sudah lama diketemukan. Pada tahun 1884 Paul Nipkow sudah mendapatkan hak paten untuk suatu cara pengiriman gambar melalui kawat. Prinsip kerja pesawat Nipkow ini, dimana "sinyal titik-titik gambar" yang terletak berdekatan dalam satu bidang, diubah menjadi sinyal-sinyal yang berturutan dalam waktu. Sampai sekarang prinsip Nipkow ini merupakan prinsip dasar yang digunakan pada sistem televisi modern. Siaran televisi untuk umum pertama, sudah disiarkan di Inggris sekita tahun 1940.

Siaran televisi ditangkap dengan indera penglihatan atau mata kita, sehingga televisi justru mungkin terlaksana dengan menggunakan beberapa sifat indera penglihatan kita.

Cahaya yang masuk, difokuskan oleh lensa mata sedemikian agar bayangan yang tajam terjadi pada selaput jala. Ujung-ujung saraf pada selaput jala ini meneruskannya ke otak, sehingga kita mendapat kesan penglihatan.

Gambar 10 - 1

Beberapa sifat dari indera penglihatan yang penting antara lain :a. Daya membedakan antara terang dan gelap dan dalam

perubahan tingkatan-tingkatannya (gradasi terang - gelap) atau intensitas.

b. Daya membedakan cahaya berdasarkan panjang gelombangnya (warna).

c. Daya penglihatan dalam tiga dimensi, yang dibantu oleh adanya dua mata.

d. Kelembaman penglihatan "adegan" yang tertangkap oleh mata, masih "tertinggal" dibenak kita beberapa saat setelah adegan sebenarnya hilang (1/36 detik).

Sifat terakhir ini dimanfaatkan dalam filem (gambar hidup), yang dalam tahap berikutnya juga dalam televisi, untuk memperoleh kesan adanya pergerakan atau adegan yang hidup (= gambar hidup).

Waktu pengambilan gambar film, adegan di depan kamera digambar 24 x perdetiknya. Sehingga antara gambar-gambar yang berurutan terjadi perubahan yang sedikit saja dalam posisi-posisi dari objek yang bergerak dalam adegan-adegannya.

Gambar 10 - 2Gambar filem celluloid

Pada pertunjukan filmnya, gambar-gambar ini disorotkan ke layar dengan kecepatan 24 x per detiknya. Jadi setiap gambar berhenti selama 1/24 detik di layar untuk diikuti oleh gambar yang berikutnya selama waktu yang sama. Karena kelembaman mata, pada saat gambar berikutnya tersorot di layar, kesan gambar sebelumnya masih ada, sehingga otak kita "merekam" gambar-gambar itu dalam suatu urutan yang mulus, mengikuti gerakan objek-objek yang diambil, yang menimbulkan kesan bergerak atau hidupnya gambar yang disorotkan di layar.

Tetapi dari pengalaman diperoleh bahwa, dengan kecepatan 24 gambar per detik memang gambarnya bergerak tetapi terlihat kesan pergerakan yang masih kurang mulus, ada kesan berkelap-kelip. Karena kesan sudah agak melemah waktu gambar yang baru muncul di layar.

Hal ini sebenarnya dapat diatasi dengan menambah gambar per detik, misalnya menjadi 40. Tetapi ini akan menaikkan harga karena pita celluloidenya akan dua kali lebih panjang. Maka diusahakan cara yang lebih murah dan praktis, dengan cara gambar yang sama disorotkan dua kali ke layar, sehingga secara teoretis diperoleh 48 gambar perdetiknya. Sehingga gerakan dalam layar cukup mulus, dan kita dapat menikmati film seperti sekarang ini.

Pemanfaatan cara ini dalam televisi, selain persoalan kecepatan penyorotan gambar di layar, akan ada permasalahan tambahan. Karena untuk gambar yang baik, posisi dan intensitas setiap titik dalam gambar cukup penting. Jadi selain jumlah gambar, harus didapatkan cara bagaimana mengirimkan informasi posisi dan intensitas titik-titik dalam setiap gambar ke pesawat-pesawat penerima televisi dalam suatu sistem yang praktis dan ekonomis.

Setiap gambar atau adegan, dapat dianggap terdiri dari sejumlah titik atau elemen gambar.

Gambarnya semakin bagus atau mendekati aslinya jika titiknya semakin banyak (lihat Gambar 10 - 3).

Gambar 10-3

Dalam televisi berwarna selain posisi dan intensitas, ditambah lagi dengan warnanya. Dalam televisi sistem CCIR, setiap gambar dibagi dalam 625 garis horizontal. Karena setiap gambar punya perbandingan, garis horizontal vertikal = 4 : 3 (aspect ratio); jadi secara teoritis setiap gambar dibagi dalam 4/3 x 625 elemen = 520.083,3 elemen.

Tetapi karena beberapa hal, efektif hanya terpakai 470 garis, sehingga total elemen hanya sekitar 275.000 buah.

Setelah dibagi dalam 275.000 buah elemen, elemen-elemen nya lalu dapat dikirimkan secara berurutan. Dan di pesawat penerima dengan suatu cara, elemen-elemen tersebut disusun kembali sesuai dengan urutannya semula. Sehingga gambar

semula, dapat diperoleh kembali pada layar pesawat penerimaannya.

Tetapi disinilah perbedaan yang mencolok antara televisi dan radio, karena setiap gambar terdiri dari 275.000 elemen dan tiap detik dikirim 25 buah gambar atau perdetiknya harus dapat dikirimkan 25 x 275.000 = 6.875.000 elemen:

Dalam teknik radio berarti, diperlukan lebar band yang lebih besar untuk mengirimkan sinyal televisi dengan baik.

10.2 SINYAL VIDEOPada waktu pengambilan gambar dengan kamera, setiap

adegan "disapu" (scan) dengan sinar katoda dari sudut kiri, atas sampai ke sudut kanan bawah. Hampir selamanya memang, baik pengambilan gambar di studio maupun penyorotan gambar di layar pesawat penerima dilaksanakan dengan suatu tabung sinar katoda.

Informasi intensitas elemen-elemen gambar sepanjang; garis yang sedang "disapu" dikirim secara berurutan.

Gambar 10 - 4Untuk mengurangi efek "kelap-kelip", 625 garis sapuan

dibagi dua yaitu pertama disapu garis-garis ganjil sebanyak 1 /2 x 625 garis = 312 1/2 garis, sesudah itu baru garis-garis yang genap (interlacing).

Jadi sebenarnya setiap 1 /2 x 1/25 detik dikirim hanya 1 /2 gambar. Tetapi karena jarak garis cukup kecil efeknya adalah seolah-olah setiap detiknya dikirim 50 buah gambar lengkap. Angka 50 ini ada alasannya, yaitu sama dengan frekuensi aliran listrik PLN, karena biasanya di pihak pemancar dan penerima, sumber tenaga biasanya adalah listrik PLN.

Dalam rangkaian-rangkaian, biasanya diperlukan tegangan searah (DC) yang diperoleh dari tegangan listrik. Karena proses penyerahan tidak bisa sempurna, selalu ada komponen arus bolak-balik di sinyal-sinyal televisi nya, dalam bentuk derau berupa garis-garis.

Efek gangguannya sangat berkurang jika posisinya digambar tetap. Maka diusahakan agar frekuensi tegangan pelat vertikal sama dan beda phasanya tetap terhadap aliran listrik. Jadi di Amerika misalnya, frekuensi penyimpangan vertikal 60 sama dengan frekuensi aliran listriknya yang 60 Hz.

Penyapuan ini dimungkinkan dengan memberi dua macam tegangan gigi gergaji pada pelat-pelat tabung katodanya.

Gambar 10-5- tegangan gigi gergaji garis horizontal diberikan pada pelat

horizontal.

Gambar 10-6- tegangan gigi gergaji vertikal diberikan pada pelat vertikal

Cuma, agar gambar yang diterima sesuai dengan gambar yang dikirim, harus dapat diusahakan agar urut-urutan penyapuan di pemerima sama dengan yang dipengiriman. Hal ini dicapai dengan memberikan pulsa-pulsa sinkronisasi baik untuk garis horizontal maupun untuk bidang vertikal. Pulsa-pulsa sinkronisasi ini dikirim bersama-sama dengan, sinyal videonya. Jadi sinyal video yang lengkap terdiri dari tiga komponen yaitu, sinyal gambar, pulsa sinkronisasi garis horizontal dan pulsa-pulsa sinkronisasi vertikal. Sehingga sinyal video satu garis lengkap adalah sebagai berikut :

Gambar 10 – 7

Jadi intensitas hitam setinggi 25 % dari intensitas putih, sedang aplitudo pulsa berada di bawah hitam (lebih hitam dari hitam - blacker than black).

Karena beberapa alasan, dikehendaki agar sebelum dan sesudah pulsa sinkronisasi, intensitas gambar hitam. Sehingga permulaan garis selalu hitam (tangga belakang) demikian juga akhir sebuah,garis (tangga depan).

Pada akhir setiap gigi vertikal, diberi pulsa-pulsa sikronisasi vertikal yang bentuknya berbeda dari pulsa sinkronisasi horizontal.

Gambar 10 – 8 Pulsa-pulsa sinkronisasi vertikal agak rumit, karena untuk

kembali, memakan waktu beberapa garis horizontal dan disamping

itu diperlukan adanya sinkronsasi 1 /2 garis untuk loncatan garis dari ganjil ke genap (interlacing).

Sehingga pada waktu kembali, sinkronisasi garis tetap dipertahankan dan untuk loncatan garis diberikan pulsa-pulsa sinkronisasi dengan frekuensi dua kali frekuensi garis.

Dari perkiraan jumlah elemen yang harus dikirimkan per detiknya, dapat diperkirakan lebar band frekuensi suatu sinyal video, yaitu f = 1/T = 6.875.000 Hz. Untuk standardisasi, bandnya didefinisikan seperti pada Gambar 10 - 10.

Gambar 10 – 9Karena lebar band yang cukup besar, gelombang pembawa juga harus cukup tinggi. Ada sepuluh saluran televisi pada daerah VHF sebagai berikut :

Tabel 10-1

No. Saluran Daerah Frekuensi (MHz)i1.2.3.4.5.6.7.8.9.

10.

Saluran 1Saluran 2Saluran 3Saluran 4Saluran 5Saluran 6Saluran 7Saluran 8Saluran 9Saluran 10

41 – 4747 – 5454 – 6161 – 68

174 – 181181 – 188188 - 195195 – 202202 – 209209 – 216

Daru jumlah garis dan elemen ada beberapa standar : Tabel 10 – 2

Sistem Jumlah garis dalam arah vertikal

InggrisCCIRAmerika (R.M.A.)Negara-negara Comecon (O.I.R.T)Perancis

405625525625

455 dan 819

Seperti sudah dijelaskan di atas, jumlah garis akan menentukan lebar band dari sinyal videonya. Pesawat penerima sistem yang satu juga tidak bisa menerima sistem lainnya.

10.3 PEMANCARDi pihak pemancaran biasanya dimulai dengan studio,

dimana gambar diambil dengan satu atau beberapa buah kamera.Prinsip kamera adalah, cahaya dari adegan yang diambil

dengan suatu sistem lensa disorotkan pada permukaan suatu tabung sinar katoda (7). Di tabung ini adegan disapu dengan sinar katoda, sehingga dioutputnya diperoleh arus yang besarnya berubah sesuai dengan intensitas elemen-elemen gambarnya.

Sinyal ini diperkuat dulu dikameranya sendiri (9-pream¬pliferi), baru dikirim melalui kabel ketahap pencampuran, dimana sinyal dari kamera digabung dengan pulsa-pulsa sinkronisasi dan diatur intensitas dan gradasinya (11).

Gambar 10 – 10 1. Master Oscillator2-3 Pembagi Frekuensi4.% Rangkaian Gundel ke Tegangan net 5. Kontak net 6. Pencampur7. -8. Pembangkit tegangan-tegangan gig! gergaji untuk tabung

kamera 9. Penguat kedua sin-1 Video dal! Kamera10. Penguat kedua sinyal Video 11. Monitor12. Modulator 13. Pemancar14. Antena

Sinyal video yang lengkap, baru diteruskan ke pengua berikutnya, dimodulasikan ke gelombang pembawa untuk seterusnya dipancarkan lewat antena (12 - 13 - 14).

Selain komponen-komponen yang pokok ini, diperlukan juga rangkaian pembangkit pulsa-pulsa. sinkronisasi dan gigi gergaji. Untuk kestabilan (jadi kualitas gam bar juga), dipakai osiilator yang stabil yang frekuensinya dibandingkan dengan liAuensi listrik PLN (4 - 5).

Karena frekuensi osilator cukup tinggi, untuk pertan¬ilingannya f;ekuensi diturunkan dulu melalui rangkaian-

rangkaian pembagi (2 - 3). Dengan menggunakan frekuensi di autput rangkaian pembagi sebagai referensi, diterbitkan pulsa-pulsa sinkronisasi di rangkaian pembangkit pulsa-pulsa sinkronisasi.

Pulsa-pulsa sinkronisasi lalu digabung dalam suatu rangkaian penjumlah (6) untuk diteruskan ke rangkaian penguat (I0). Pulsa-pulsa sinkronisasi juga dikirimkan ke rangkaian pembangkit gigi gergaji (8) untuk membangkitkan tegangan-tegangan garis dan tegangan vertikal di tabung sinar katoda tialam kameranya.

10.4 PENERIMAPesawat penerima mirip pesawat penerima radio utaupun

pesawat penerima gelombang radio frekuensi lebih linggi (VHF). Jadi ada penguat RF, penyalur (mixer) dan penguat IF serta detektor (lihat Gambar 10-13). Cuma di sini ada dua saluran IF dan detektor yaitu untuk sinyal videonya dan sinyal suaranya.

Di sini diperlukan penguat video dengan lebar band sekitr 6 MHz. Sedang sinyal suara dimodulasikan secara FM pada gelombang pembawa sekunder (sub carrier). Setelah pemisahan antara suara (sub carrier) dan sinyal video, sinyal suara diproses seperti pesawat penerima FM.

Gambar 10 – 11.1. Penguat RIP.2. Penguat IF untuk Video 3. Detektor Video

4. Penguat Video5. Pemisah sinyal sinkronisasi6. Pemisah sinyal Video dan pulsa sinkronisasi 7. Pemisah sinyal sinkronisasi horisontal dan vertikal 8. Pembangkit gigi gergaji vertikal 9. Pembangkit gigi gergaji horisontal 10. CRT.11. Penguat IF untuk suara 12. Detektor frekuensi suara 13. Penguat frekuensi suara 14. Speaker frekuensi suara

Selain itu, juga ada rangkaian pembangkit tegangan gigi gergaji untuk garis-garis horizontal dan arch vertikal.

Sinyal video dimasukkan ke kisi pengontrol dari tabung sinar katodanya. Untuk tidak mengganggu, pada saat kembalinya tegangan-tegangan gigi gergaji, tegangan llebih hitam dari hitam akan menghalangi adanyaaaliran elektron, sehingga garis kembali tidak kelihatan di layar. Penguat video

Sinyal video punya komponen-komponen dari arus searah sampai frekuensi 6 MHz, yang harus dapat diperkuat oleh penguat video secara linier. Hal ini agak cukup pelik. Terutama jika andaikata gelombang radio yang terpancar termodulasi AM secara double side bait, akan susah memisahkan komponen-komponen frekuensi fendahnya. Sehingga biasanya dipakai sistern single-band yang, "tergeser" (vestigial sideband) di pihak pemancarnya, dan

dengan penguatan, penguat video karakteristik seperti Gambar 10 - 14 di pihak prnerimanya, diperoleh total amplifikasi yang agak linier pada seluruh daerah frekuensi sinyal videonya.

Di samping itu besarnya komponen1 DC-nya juga cukup penting, sehingga dalam rangkaian detektor dan penguat videonya ada rangkaian-rangkaian penoatur tingkatan komponen DC-nya.

Gambar 10 - 12 10.5 PRINSIP TABUNG SINAR KATODA

Baik pada kamera televisi dalam pengambilan gambar maupun untuk penyorotan kembali gambarnya di layar pesawat penerima televisi, digunakan tabung sinar katoda.

Dengan memanaskan katodanya dihasilkan electron-electron bebas yang akan tertarik ke arah layar. Karena perbedaan tegangan antara layar dan katodanya cukup tinggi, waktu elektron menabrak layar akan dihasilkan yang cukup kuat, karena layar dilapisi bahan yang bersifat flouresensi.

Gambar 10 – 13

Dengan melalui sistem pemfokusan dan pelat pendefleksi (deflecting plates) atau pelat penyimpang dapat diatur agar elektron-elektron menabrak layar pada satu titik (fokus) mulai dari sudut kiri atas sampai sudut kanan bawah layar (defleksi). Sedang

terang-gelapnya atau intensitas titik cahayanya dilayar diatur oleh kisi pengendali (Control grid) yang mengatur jumlah electron yang lolos sampai ke layar.

Sehingga pada prinsipnya tabung sinar katoda terdiri dari 3 bagian pokok, yaitu : a. Sistem pengatur jumlah elektron dan pemfokusannya di layar

(electron gun).b. Sistem defleksi (deflecting plates atau deflecting coil) c. Layar yang dilapisi bahan yang bersifat fleoresensi (fluorescent

screen).

Electron gunDalam suatu medan listrik, elektron menderita gaya, sesuai

dengan rumus : F = e E dimana : F = gaya pada elektron

e = muatan elektron E = kuat medan

Karena elektron memiliki massa, maka dia akan mendapat percepatan sesuai hukum Newton :

F = m a dimana : m = massa elektron a = percepatan

Sehingga gerakan elektron dalam medan, dipengaruhi oleh bentuk medannya. Dengan beda tegangan dan bentuk kisi-kisi pengaturnya (lihat gambar 10 - 14) dapat diatur agar elektron terfokuskan pada titik tertentu.

Gambar 10 – 14

Gambar 10 – 15

Sehingga fungsinya mirip lensa-lensa cahaya, maka selanjutnya sistem ini sering disebut sebagai electron-optics (Gambar 10 - 15).

Plat penyimpangPenyimpangan berkas elektron juga terjadi berdasarkan prinsip yang sama. Ketika elektron-elektron melalui pela elektron akan tertarik ke arah pelat yang positif. Sehingga waktu keluar dari daerah pelatnya, arah menyimpang ke arah pelat positipnya. Dengan memberikan tegangan gigi gergaji kepada pelat-pelatnya terjadi penyimpangan elektron elektron-elektron yang linier dengan waktu sehingga di layar kelihatan titik-titik cahaya, bergerak dari kiri ke kanan (pelat horisontal) dan dari atas ke bawah (pelat vertikal).

Tetapi penyimpangan pun dapat terjadi jika elektronnya bergerak melewati medan magnet, sesuai dengan rumus :

F = e v B dimana: F= gaya pada elektrone = muatan elektronv = kecepatan elektronB = kuat medan magnet

Cuma di sini, arah F tegak lurus terhadap v dan B. Sehingga juga dapat terjadi penyimpangan dan pemfokusan dengan membangkitkan medan-medan magnet oleh kumparan-kumparan (coils) pemfokus maupun defleksi seperti pada pelat-pelat listrik.

Gambar 10 - 16

10.6 TABUNG KAMERA TELEVISIRangkaian pertama dari pemancar televisi,, adalah kamera

yang mengambil gambar. Dalam kamera ini, peralatan pokok adalah tabung kamera (camera tubes) yang mengubah gambar dari bentuk gambar optis ke dalam sinyal¬sinyal elektronis untuk diproses selanjutnya secara elektronis seperti, diperkuat dan ditumpangkan ke dalam gelombang radio serta dipancarkan dalam gelombang elektromagnet.

Ada beberapa jenis tabung kamera, tetapi yang terbanyak digunakan adalah image orthicon atau vidicon untuk mengambil gambar adegan hidup (livepickup) sedang untuk mereproduksi gambar-gambar dari film atau slide banyak digunakan inconoscope atau Flying spot scanner.

10.6.1 Tabung Image OrthiconPrinsipnya juga berupa tabung sinar katoda. Layar dilapisi

dengan lapisan bahan yang peka sinar (photosensitive) dan diberi tegangan yang sangat rendah dibandingkan dengan kotadanya (- 600 volt).

Lapisan peka cahaya ini sangat tipis, sehinggal jika suatu gambar disorotkan pada permukaan kiri, elektron-elektron sebagai akibat proses emisi cahaya (photo emission) keluar dari sebelah kanan. Elektron-elektron ini akan terarah kisi (screen) yang diberi

tegangan positif (+1 volt). Tetapi karena hanya berbentuk kisi dengan jaringan 400 buah/cm, hampir seluruh elektron-elektronnya lolos dan tiba di pelat sasaran (target plate) lihat gambar 10 – 17a.

(a) Skema image orthicon

(b) Pemfokusan dan scanning Gambar 10 – 17

Sistem pemfokusan adalah sedemikian, sehingga elektron-

elektron yang keluar dari suatu titik di layar tiba pada posisi titik yang sama di pelat sasarannya. Pada waktu elektron-elektron ini menabrak pelat sasaran, pelat sasaran akan mengeluarkan elektron sekunder (secondary electrons) yang jugs tertarik ke.arah kiri sehingga pada pelat sasaran timbul titik-titik dengan muatan-muatan positif yang intensitasnya sesuai dengan intensitas gambar pada layar tabungnya (lapisan peka cahaya). Hal ini semua terjadi pada 'bagianbagian gambar' (image section) dari tabungnya.

Di sebelah kanan ada sistem tabung sinar katoda: Jadi, waktu permukaan pelat sasaran disapu dengan berkas elektron-elektron, titik-titik bermuatan positif tadi akan dinetralisir oleh adanya elekton-elektron yang jatuh di permukaan kanan dan mengalir ke permukaan kiri pelat sasarannya.

Banyaknya elektron yang tertinggal pada pelat sesuai dengan intensitas muatan positifnya, sehingga jumlah elektron

yang sisa dan yang akan tertarik kembali ke arah "electron gun"-nya berbanding terbalik dengan intensitas muatan-muatan positif pada pelat sasarannya.

Hampir seluruh elektron yang kembali, akan menabrak pinggiran kisi nomor 2 yang sudah dilapisi bahan yang menghasilkan secondary emission yang cukup besar. Elektronelektron ini akan tertarik ke arah sistem'pengganda elektron (electron-multiplier), sehingga pada output akan keluar arus elektron yang cukup besar. Arus elektron akan besar pada bagian hitam dari gambar dan kecil pada bagian putihnya, atau jika sebagai arus konvensional, arus di output sebanding dengan intensitas titik-titik gambar.

Gambar 10 - 18Gambar yang lebih lengkap dari image orthicon terlihat

pada gambar 10-21b, dengan kisi-kisi pemfokusan kumparan pemfokusan maupun penyimpangan.

10 6.2 Tabung VidiconTabung vidicon, prinsipnya juga hampir sama dengan image

orthicon. Cuma di sini pada layar digunakan lapisan bahan semikonduktor yang tahanannya berkurang seban dengan intensitas cahaya.

Gambar optis disorotkan pada pelat sinyal (signal plate) yang terdiri dari bahan konduktor yang sangat tipis sehingga cukup

tembus pandang (transparan). Permukaan kanan dari permukaan semikonduktornya disapu dengan berkas elektron-elektron akan tertumbuk pada permukaan tersebut, yang menurunkan potensial permukaan semikonduktorn hampir sama dengan katoda tabungnya (-30 volt).

Gamtar 10 – 19 Tetapi selama selang 1125 detik dari sapuan yang

berurutan, jumlah elektron pada permukaan kanan "bocor" kearah pelat sinyal. Banyaknya elektron-elektron yang bocor ini, tergantung dari intensitas cahaya yang jatuh pada pelat sinyalnya. Sehingga pada sapuan berikutnya, jumlah elektron yang dideposit pada permukaan kanan sama banyak dengan jumlah elektron yang bocor ke kiri. Sehingga pada setiap sapuan, arus elektron pada rangkaian, yang juga berarti tegangan pada outputnya sama dengan intensitas titik-titik gambar pada pelat sinyalnya.

Tabung vidicon lebih murah dan lebih sederhana rangkaiannya. Tetapi responnya kurang linier dan kurang peka terhadap perubahan intensitas dibandingkan dengan image orthicon. Juga perubahan resistivitas dengan cahaya kurang cepat, sehingga tabung kurang dapat mereprodusir dengan baik gerakan-gerakan yang cepat.

1116.3 Fliying Spot ScannerUntuk perubahan gambar slide atau film ke dalam sinyal

elektronis digunakan cara yang lebih sederhana.

Titik-titik cahaya pada layar tatung sinar 'katoda pada waktu terjadi "penyapuan" (Scanning), difokuskan oleh sliatu sistem lensa pada slide atau filmnya.Cahaya yang tembus ke kanan sebanding dengan intensitas putih-hitarn dari slide atau filmnya.

Gambar 10 - 20Cahaya yang tembus ini difokuskan lagi pada suatu tabung

sinar (foto tube/cell). Sehingga arus pada rangkaian foto tube/cellnya sebanding dengan intensitas titik slide yang "disapu". 10.7 PRINSIP TELEVISI BERWARNA

Secara teoretis, gambar televisi berwarna dapat diperoleh dengan mengambil gambar dengan tiga kamera yang masing-masing hanya mengambil berturut-turut warna-warna merah, hijau dan biru.

Masing-masing komponen lalu dipancarkan sendiri-sendiri dan di penerima diproses melalui saluran tersendiri, tetapi disorotkan pada

layar yang sama dengan suatu cara sehingga gambar-gambar tersuperimpose.Karena pada prinsipnya, hampir seluruh warna dalam pelangi dapat diperoleh dari campuran warna merah, hijau dan biru (lihat gambar 10 – 21).

Televisi berwarna agak lama baru dapat dimanfaatkan karena salah satu persyaratannya adalah, sinyal televisi berwarna harus dapat juga ditangkap dengan televisi biasa (liitam-putih) sebagai gambar televisi hitam-putih (syarat k ompatibilitas).

Sistem yang sekarang adalah, tetap ada tiga tabung kamera (merah, hijau dan biru), tetapi sinyal outputnya tidak langsung dikirim. Yang dikirim adalah sinyal campuran, olari sinyal-sinyal merah (EM), hijau (EH) dan biru (EB) (lengan susunan

EY = a 1 EM + a2 EH + a3 EB EV = EM – EY

EU = EB - EyEY disebut sinyal luminansi (luminance signal), yang menunjukkan intensitas sinyalnya. Jadi ini mirip sinyal video pada televisi hitam-putih (monochrome). Dari penelitian, sinyal EY yang paling baik adalah yang merupakan sinyal campuran merah, hijau dan biru dalam perbandingannya :

EY = 0,30 EM + 0,59 EH + 0,11 EBSinyal EY ini, jika diterima di pesawat hitam-putih, akan memberikan versi gambar hitam-putih dari sinyal televisinya. Sinyal (EM - EY) dan (EB - Ey) disebut sebagai sinyal selisih warna (colour difference) dan nantinya akan digabung sebafdi sinyal krominansi (chrominance signals), yang hanya memuat informasi warna saja.

Masing-masing sinyal selisih dapat dinyatakan dalam komponen-komponen warna sebagai berikut :

EM - Ey = 0,7 EM - 0,59 EH - 0,11 EEB - Ey = 0,89 EB - 0,3 EM - 0,59 EH

Dari ketiga komponen warna, hanya perlu dikirimkan dua komponen sinyal krominansi, karena warna hijau dapat diturunkan dari kedua sinyal krominansi yang ada.Selanjutnya sinyal krominansi Eu dan Ev dapat dijumlahkan menjadi :

Ec = Eu + jEvdengan memberi beda fase 902 antara Eu dan Ev-nya.Sehingga kedua sinyal ini dikirimkan sebagai sinyal baru Ec Dan sudut fase Ec menunjukkan warnanya, sedang besarnya vector Ec

menunjukkan saturasi warnanya (lihat gambar 10 – 22a).

Gambar 10 – 22 Tetapi kalau dijumlahkan begitu saja, pada warna-warna

kuning dan hitam Ec akan cukup besar, sehingga overmodulasi gelombang pembawa. Sehingga sinyal krominansinya diperkecil sesuai faktor :

Ec = aEu + jbEv dimana a = 0,493 dan b = 0,877 sehingga diperoleh diagram fasa dari warna-warna seperti gambar 10 - 26 b.Amplitudo warna fasa masing-masing warna adalah sebagai berikut :

Tabel 10 – 3

Cuma dalam sistem PAL (Phase Alternation Line by-Line), sesuai dengan. namanya, komponen (EM - Ey), fasa sub-carriernya dibalik (phase iinverted) pada setiap garis horisontal yang berturutan, sehingga pada, diagram phasa, vektor warna berpindah kwadram (garis dengan garis titik-titik), menyeberangi sumbu - U.

Pada sistern NTSC prinsipnya juga sama, tetapi phasa-inversion. Sehingga sinyal krominansi sistem suatu saat sama dengan NTSC (NTSC Line), tetapi pada berikutnya menyeberang sumbu - U (PAL Line).

Jadi pada prinsipnya, sinyal televisi berwarna terdirl tiga sinyal Ey, EU (Jan Ev yang dikirim bersamaan.

10 7. 1. Pemancar Televisi BerwarnaDiagram kotak TV berwarna terlihat pada Gambar 10

Gambar 10-23

Gambar 10 – 23

Jadi pada kamera ada tiga tabung kamera yang masing-masing mengeluarkan sinyal-sinyal EM, EH dan EB. Output ketiga tabung kamera ini dikirim ke tiga rangkaian pencampur wiluk memperoleh sinyal-sinyal Ey, Ev dan Eu. Cuma untuk ko'irksi sifat-sifat tabung sinar katoda penerima yang tidak liner antara arus elektron dan intensitas cahaya, di pihak pemancar penguatan dibuat di atas linier (gamma corection).

Sinyal Eu dan Ev dilewatkan rangkaian penapis (filter), untuk membatasi lebar bandnya. Karena untuk mendapat yang baik mengenai warna, mata tidak membutuhkan lebar hand yang terlalu besar. Jadi lebar band sinyal-sinyal warna, dibatasi, beda dengan sinyal videonya sendiri (Ey).

Baru kemudian sinyal Eu dan Ev imodulasikan pada suatu sub-carrier dengan frekuensi 4,433 MHz dalam suatu balanced sodulator, sehingga pada output modulator gelombang pembawanya tidak ada (nol). Serta untuk Ev, subcarriernya dilewatkan rangkaian delay ± 90° - lebih dulu. Pada output kedua modulator dipasang lagi rangkaian penapis sebelum seluruh sinyal Ey, Eu dan Ev-nya dijumlahkan untuk diteruskan ke penguat video dan setelah ditambahkan sinyal-sinyal blaking dan sinkronisasi baru

dimodulasikan ke frekuensi pembawa untuk selanjutnya dipancarkan.

Karena untuk sinyal warna, beda fasa frekuensi subcarrier penting pada pemancar, setelah setiap pulsa blaking untuk garis horizontal, ditambahkan sederetan sinyal subcarrier dengan fasa standard (colour burst) yang nantinya digunakan oleh penerima sebagai referensi dalam menentukan frekuensi subcarrier dan menentukan sudut fasa Ec nya.

Gambar 10 – 24

10. 7.2 Penerima Televisi BerwarnaDiagram balok pesawat penerima terlihat pada 10-29.Dalam penerima, sinyal-sinyal Ey Eu dan Ev diproses

sedemikian sehingga diperoleh kembali sinyal-sinyal EM, EH dan EB. Masing-masing sinyal ini, seperti sinyal video yang biasa, diberikan kepada tiga electron gun yang sesuai warnanya masing-masing dari satu tabung sinar kata pesawat penerima.

Dalam rangkaian tabung sinar katoda ini, diusahakan agar elektron-elektron dari elektron gun merah, hijau biru dan setup kali hanya mengenai titik layar televisi yang mengeluarkan berturut-turut hanya warna merah, hijau dan biru saja. Karena ketiga titik ini cukup dekat, kalau jarak cukup. dari layar televisi, ketiganya akan terlihat sebagai satu titik dan memberikan warna yang merupakan gabungan dari ketiga warna tersebut, sesuai dengan intensitas masing-masing

Jadi rangkaian pertama seperti penguat RF, mixer, penguat IF dan detektor kedua, sama dengan pesawat penerima televisi hitam-putih. Pada oitput detektor akan diperoleh sinyal-sinyal subcarrier untuk sinyal suara, Ey, Eu dan Ev.

Gambar 10 - 25Subcarrier sinyal suara selanjutnya diproses seperti biasa. Sinyal Ey juga diproses seperti sinyal video biasa, cuma disini ada rangkaian jerat (trap) untuk gelombang 4,336 MHz terytama untuk menghilangkan "colour burst" agar tidak mengganggu pulsa blaking.

Pada output detektor tadi, terdapat filter untuk memperoleh kembali sinyal-sinyal Eu dan Ev. Sinyal-sinyal Eu dan Ev dipisahkan oleh "synchronous detector”. Detektor ini merupakan detektor modulasi amplitudo Yrang biasa. Pada input diberikan sinyal-sinyal termodulasi Eu dan E. yang gelombang pembawanya nol serta gelomb pembawa yang dibangkitkan secara lokal (local osc.). Eu dan Ev yang gelombang pembawanya nol. serta gelombang pembawa yang dibangkitkan secara lokal (local osc.).

Cuma di sini, frekuensi dan fasa osilator lokalnya diusahakan agar betul-betul sama dengan osilator yang dipemancarnya. Sehingga pada detektor sinyal Eu misalnya, osilator lokal akan menggantikan gelombang pembawa, sehingga akan dideteksi seperti gelombang modulasi amplitudo biasa sedang untuk sinyal Ev, sinyal dari osilator lokal akan berbeda fasa 90° dengan osilator frekuensi pembawa yang asli, sehingga efeknya

adalah seolah-olah Ev menjadi termodulasi frekuensi (lihat teori FM untuk faktor modulasi m yang rendah), dengan akibat tidak terdeteksi oleh detektornya. Sehingga pada output detektor Eu hanya keluar sinyal Eu-nya. Demikian juga sebaliknya pada detektor untuk sinyal Ev.

Frekuensi dan fasa osilator lokal, dapat diusahakan sama dengan osilator pada pihak pemancar dengan rangkaian detektor fasa yang menumbuhkan tegangan positif atau negatif yang selanjutnya mengatur rangkaian tabung reaktansi agar menaikkan . atau menurunkan frekuensi rangkaian osilator lokalnya. Karena untuk beda fasa atau frekuensi yang kecil, dapat diatur dengan merubah frekuensi sedikit saja.

Output rangkaian deteksi Ey, Eu dan Ev selanjutnya dihubungkan ke rangkaian-rangkaian pencampur, sehingga diperoleh kembali sinyal-sinyal EM, EH dan EB.

10.7.3 Kompatibilitas terbalik (Reverse Compatibility)Jika sinyal pemancar televisi berwarna diterima oleh

pesawat penerima televisi hitam putih, maka akan diperoleh juga gambar hitam-putih. Demikian juga halnya, jika sinyal hitam putih diterima oleh pesawat berwarna, akan diperoleh juga gambar hitam putih saja. Dari rangkaian penerima terlihat, bahwa untuk sinyal input hitam-putih karena tidak ada sinyalsinyal krominasi Eu dan Ev akan diperoleh tegangan yang sama besar untuk EM, EH dan EB. Sehingga pada layar hanya akan dihasilkan sinyal dengan gradasi hitam-putih. Efek ini disebut kompatibilitas terbalik.

Dalam Penerimaan sinyal televisi berwarna oleh pesawat hitam-putih, untuk mengurangi gangguan oleh sinyal-sinyal Eu dan

Ev, diusahakan agar frekuensi dari subcarriernya adalah ¼ x perkalian ganjil x frekuensi garis horizontal. Dan untuk optimasi frekuensi ditambah lagi 25 Hz, sehingga :

fsc = (1135 x = 15625 x 283.75 + = 4.3361875 MHz.

Sehingga efek frekuensi Eu dan Ev yang dilayar terlihat sebagai deretan bintik-bintik putih-hitam, akan saling menghapuskan pada 4-8 sapuan yang berturutan.

BAB XIRADAR

11.1 PENDAHULUANIstilah RADAR merupakan kependekan dari "Radio Detection

And Ranging". Jadi, jarak dan posisi sasaran dari suatu titik tertentu diukur dengan menggunakan gelombang radio.

Di sini digunakan dua sifat pokok gelombang radio yaitu : 1. merambat dengan kecepatan tertentu ± 300.000 km/det di

udara.2. dipantulkan dengan baik oleh permukaan bahan-bahan terutama

logam atau yang dilapisi logam.Prinsip kerjanya sebenarnya sudah cukup lama digunakan,

tetapi dengan menggunakan gelombang suara atau gelombang-gelombang ultrasonic. Untuk mengukur kedalaman laut, pada alas kapal dipasang alat yang -mengirim pulsa-pulsa gelombang

ultrasonic yang merambat lalu dipantulkan oleh dasar laut dan ditangkap dengan suatu pesawat penerima (sonar).

Karena kecepatan rambatan gelombang suara dalam air diketahui ( 1500 m/det), dengan mengukur selang waktu t antara pengiriman dan penerimaan dapat diketahui jarak dasar kapal sathpai ke dasar laut.

Prinsip yang sama digunakan dalam radar. Di sini pulsa gelombang radio dalam berkas yang sempit dipancarkan ke udara.

Jika gelombang ini mengenai permukaan logam, misalnya kapal laut atau kapal udara, akan dipantulkan kembali ke arah pemancarnya dan ditangkap oleh suatu penerimaan. Dengan mengukur selang waktu o t antara pengiriman dan penerimaan, dapat ditentukan jarak ke sasaran, sebagai berikut :

Dalam selang, t, gelombang menempuh jarak pemancar - sasaran dan sasaran - penerima atau 2 R.Jadi: v.At = 2Rdimana : v = kecepatan rambatan gelombang radio,

300.000 km/det.R = jarak ke sasaran.

t = selang waktu.atau :

R =

= 150 o t m (A t dalam sec).Ini merupakan sifat terpenting dari radar, yaitu pengukuran

jarak diubah menjadi pengukuran waktu.

Terlihat bahwa untuk jarak-jarak yang normal ke sasaran, misalnya 100 km, t masih dalam ukuran msec. Sehingga rnemang teknik radar baru berkembang setelah tabung sinar katoda dapat digunakan secara praktis.

Jadi pada layar tabung sinar katoda, pada saat pemancaran, garis cahaya pada layarpun mulai bergerak ke kanan (dengan memberikan tegangan gigi gergaji pada pelat-pelat horizont alnya).

Pada saat pantulan diterima, pulsa penerima diberikan ke.pelat vertikal, sehingga pada layar terlihat penyimpangan. Jarak antara pulsa awal dan pulsa pantulari, dapat dikalibrasikan sebagai jarak ke sasaran (Prinsip A-Scope).

Gambar 11 - 1

11.2 SEJARAH PERKEMBANGANPembuktian Hukum Maxwell oleh Hertz, bahwa enersi dapat

dijalarkan dalam bentuk gelombang elektromagnet, sebenarnya sudah juga menunjukkan bahwa gelombang elektromagnet dapat dipantulkan.Kebetulan dalam percobaan Hertz tersebut, gelombang elektromagnet yang timbul adalah dalam gelombang-gelombang pendek (X - 1 m), sehingga pantulan oleh permukaanpermukaan agak cukup menonjol.

Tetapi perkembangan pemanfaatan gelombang elektromagnet atau gelombang radio ini pada saat-saat permulaannya lebih banyak dalam daerah gelombang-gelombang frekuensi rendah (MW dan HF), sehingga pemanfaatannya untuk

radar hampir tidak terlaksana. Karena untuk timbulnya pemantulan yang agak kuat oleh benda-benda biasa (ukuran puluhan meter atau meteran), frekuensi gelombang radionya 'harus cukup tinggi (ribuan MHz). Selain itu, seperti sudah terlihat, untuk mengukur beda waktu diperlukan alat ukur yang lebih teliti yaitu tabung sinar katoda. Hal 'ini juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi perkembangan radar.

Sekitar tahun 1925 prinsip radar sudah digunakan dalam pengukuran tinggi.lapisan-lapisan ionosfir di atas permukaan bumi. Tetapi untuk penggunaan praktis belum bisa karena belum adanya tabung-taburlg pemancar yang cukup kuat dalam daerah-daerah frekuensi sangat tinggi ini. Tenggelamnya kapal "Titanic" pada tahun 1912 ikut mendorong mempercepat penelitian kearah ini. Kapal "Normandie" merupakan kapal pertama yang diperlengkapi dengan peralatan radar yang sederhana.

Dalam bidang militer, penggunaan radar dimulai sekitar tahun 1935 dengan dibangunnya jaringan radar di Inggris dibawah pim.pinan Sir Watson Watt. Walaupun masih cukup sederhana dengan tinggi antena 150 meter, dan bekerja di daerah gelombang 10 meter, instalasi ini cukup penting artinya dalam menentukan kemenangan Inggris dalam menghadapi serangan-serangan udara Jerman dalam "Battle of England".

Perang Dunia II ikut mempercepat perkembangan radar ini. Pihak Amerika dan Inggris bekerjasama dalam mengembangkannya.

Magnetron, jenis tabung pembangkit gelombang radio dengan daya yang besar dengan panjang gelombang yang cukup

pendek (20 cm), sudah ditemukan di Universitas Birmingham sekitar-tahun 1940.

Usaha-usaha penelitian dan pengembangan selama Perang Dunia II, menyebabkan - radar-radar dengan daya yang cukup besar sudah dihasilkan yang diperlukan untuk mendeteksi pesawat-pesawat musuh dalam jarak yang jauh (300, km). Selain itu radar juga berkembang ke daerah frekuensi yang semakin tinggi (10.000 MHz), sehingga ukuran radar cukup kecil untuk dapat dipasang di pesawat udara dan kapal-kapal kecil.

Radarpun terus dikembangkan untuk digunakan dalam membantu penembakan yang lebih akurat (fire control radar), navigasi, dan lain-lain.

Salah satu kelebihan radar adalah dapat digunakan untuk jarak jarak yang lebih jauh dari batas pandang mata (15 km) dan tidak terganggu oleh cuaca (kabut) ataupun gelapnya ma lam.

11.3 RUMUS RADAR (Radar Equation)Pemancaran dan pemantulan gelombang-gelombang

elektromagnetik dalam radar sama dengan gelombang radio biasa seperti pada rumus Propagasi bab 4.2. halaman 74. Jadi rapat daya radar pada waktu sampai di sasaran adalah :

PrR =

dimana : PT = daya pancaran (watt) GT = penguatan antena R = jarak radar ke sasaran PrR = rapat daya di sasaran

Sasaran akan memantulkan sebagian daya yang mengenainya, dan dapat ditulis sebagai ;

PR - a PrR (watt)dimana : PR = daya yang dipantulkan

= luas efektif sasaran, tergantung dari ukuran sasaran, bahan dindingnya dan posisinya terhadap arah datangnya gelombang elektromagnetiknya.

Sebagian dari daya yang dipantulkan ini akan dipancarkan kembali ke arah penerima di tempat radarnya, sehingga rapat daya terpantul waktu tiba di penerima adalah :

Pr =

dimana : Pr = rapat dayaPR = daya total yang terpantul oleh sasaran.

Jadi di sini sasaran dianggap sebagai pemancar isotropic. Sehingga daya yang masuk ke penerima adalah :

Wr = Pr Ae watt (Ae = lugs efektif antena penerima)

=

Karena biasanya dipakai antena yang sama baik untuk mengirim maupun untuk menerima, maka

Wr =

Untuk jarak maksimum, Wr ini harus cukup kuat sehingga masih dapat dibedakan dari derau yang ada. Sehingga : (Wr) min = S kT0BF

kToB = level derau di input penerima F = noise figure

S = perkalian minimum, yang menunjukkan berapa kali daya harus lebih besar dibanding derau untuk dapat di deteksi dengan benar.

Sehingga :

R4 =

atau jarak maksimum :

Rmax = (rumus radar)

Rumus ini merupakan fungsi statistik atau kemungkinan. Karena radar bekerja dengan pulsa, dan dalam rumus juga ada faktor yang sangat tergantung pada situasi dan kondisi.

Dari rumus juga terlihat bahwa jarak kerja radar tergantung dari :1. besarnya daya yang dipancarkan.2. gain antena atau daya yang dipancarkan hanya dalam berkas

yang sempit.3. kepekaan penerima.

Tetapi dalam rumus juga terlihat ada beberapa cH, yang berlawanan antara faktor-faktornya, misalnya antai, G dan X, jika frekuensi semakin tinggi biasanya daya yank, dapat dihasilkan juga semakin kecil dan derau peneriiii.i semakin besar. Sehingga suatu instalasi radar hanya dap;it dioptimalkan untuk penggunaan khusus.Misalnya, dalam Early Warning Radar jarak diinginkan yai1t', sebesar-besarnya. Sehingga biasanya dipakai frekuensi frekuensi yang agak rendahnya (1500 MHz), dengan ukuraii antena yang besar dan daya yang tinggi.

Untuk instalasi radar di pesawat udara, ukuran menjadi persyaratan utama, maka digunakan daerah frekuensi tingginya (10.000 MHz) dan daya yang kecil.

11.4 JENIS LAYAR RADAR (Radar Scope)Dalam bab 11.1 sudah diberikan prinsip A-Scope, yang

menunjukkan jarak sasaran di layar. Pada PPI (Plan Position Indicator), selain jarak juga diperlihatkan posisi sasaran dalam azimut. Untuk mendapatkan informasi jarak dan azimut ini, pancaran harus terpancar dalam berkas yang, sangat sempit, sehingga setiap kali, selain jarak diketahui arch kesasarannya.

Untuk memperoleh gambaran dalam arah 360°, sambil memancar antenapun diputar, sehingga gambar di layar PPI mirip gambar peta di sekeliling kita. Sapuan (scaning) di layar selalu mulai dari titik tengah dan berarah radial.

Agar pantulan dari sasaran dapat dideteksi, sasarannya harus di "tembak" dengan pulsa-pulsa beberapa kali perdetiknya.

Sehingga jika antena harus diputar dalam arah azimut, jumlah pulsa perdetiknya harus cukup tinggi, sehingga sasaran pada azimut tertentu masih cukup tinggi perkenaannya. Dalam radar-radar yang ada, jumlah pulsa perdetiknya disebut prf (pulse repetition frequency) atau prr (pulse repetition rate) bergerak dari 750 sampai 3000 kali perdetiknya.

Gambar 11 – 2PPI – Scope

Gambar 11 – 3Rens & Rens 197, Fig. 2

Tetapi selain jarak dan azimut, sering juga diinginkan informasi mengenai sudut elevasi atau tinggi sasaran (misalnya pesawat udara). Informasi ini diberikan dalam suatu R-h scope. Prinsip sama dengan PPI-Scope, Cuma di sini memang, berkas pancar yang tipis digerakkan dalam arah elevasi.

Gambar 11 – 4

11.5. RANGKAIAN PEMANCAR DAN PENERIMARangkaian pemancar dan penerimanya, mirip sistem-istem

radio lainnya.1. Pemancar, yang biasanya berupa tabung pembangkit pulsa-

pulsa frekuensi radio dengan daya yang cukup bestir seperti magnetron.

2. Rangkaian penerima terdiri dari :- Penguat frekuensi radio dengan derau rendah (low noise

amplifier).- Pembangkit frekuensi lokal (local oscillator).- Sinyal radar dan frekuensi lokal dicampur di mixer yang

menurunkan frekuensi sinyal radar ke frekuensi tengah (IF).- Penguat IF dengan matched filter untuk memperoleh S/N

yang optimum.

- Detektor.- Penguat video.- Layar (display).

Gambar 11 – 4aSkonik 1, Fig. 1.1

3. Bagian-bagian yang merupakan tambahan khusus dalam rangkaian radar adalah : - Duplexer

Yang terdiri dari tabung-tabung TR (Transmit Receive) dengan ATR (Anti Transmit Receive). Seperti terlihat dalam urutan fungsinya, setelah pemancar memancarkan pulsa RF, penerima siap menunggu pantulan dari sasaran sebelum pancaran yang berikutnya. Jadi sebenarnya pemancar dan penerima bekerja sendiri-sendiri secara berurutan. Untuk menghemat peralatan, mestinya dapat digunakan antena yang sama.Gabungan TR dan ATR, yang biasanya berupa tabung gas, mencegah pulsa RF pemancar masuk ke penerima dengan men "short" input ke penerima pada saat pemancaran, dan mencegah sinyal RF pantulan untuk masuk ke arah pemancar dengan membuat suatu "open" dalam rapgkaian input ke arah pemancarnya. nya.

Gambar 1 1 - 5Rens & Rens, 418, Fig. 3

- Pembangkit Pulsa Tegangan TinggiUntuk bekerjanya, pada anoda magnetron harus diberikan tegangan yang cukup tinggi, misalnya 10 kV yang berbentuk pulsa dengan lebar pulsa 1 - 2 sec.Untuk mendapatkan tegangan yang tinggi dan yang betul-betul berbentuk pulsa segi empat, sering digunakan saluran tiruan (artificyal transmission line).Di sini digunakan sifat-sifat saluran seperti :

v = m/sec

Dan L ataupun C-nya benar-benar dibuat dari komponen-komponen yang diskrit.

Gambar 1 1 - 6Rens & Rens 392, Fig 28

Sakelar S ditutup sebanyak prf-nya, bisa dengan tabung gas yang dinyalakan dengan pulsa trigger pada kisi penyalaan. Selang waktu antara pulsa-pulsa triggernya saluran tiruan diisi oleh sua.tu sumber tegangan (power supply).

Pada saat sakelar S ditutup, magnetron M terpasang pada saluran transmisi, dan terjadilah proses pengosongan saluran ujung terbuka.

Gambar 11 – 7

Di sini, potongan saluran transmisi dapat dianggap terbuka kedua ujungnya, dan diberi tegangan V. S ter¬tutup, magnetron dengan inpendansi RL terpasang pada saluran.

Tegangan pada ujung kanan, akan turun jadi dan

penurunan ini (teg negatif) yang merupakan "gangguan", akan menjalar ke kiri. Pada ujung terbuka, terjadi pantulan yang tandanya sama dengan "gangguan yang datang" yaitu

. Sehingga dalam waktu 2T, yaitu waktu yang diperlukan

gangguan atau gelombang menjalar bolak-balik dalam

saluran, tegangan terpasang pada magnetronnya. Dan

bentuk tegangannya betul-betul segi empat dengan ujung-ujung yang cukup terjal.Sehingga lebar pulsar r = 2T = 2n/./ LC

(dimana : n = jumlah pasangan LC-nya).- Daya puncak dan daya rata-rata.

Untuk Early Warning Radar, karena harus dapat mende¬teksi sasaran yang cukup jauh, perlu daya pancar yang cukup besar, misalnya 750 Kw: Tetapi daya yang tinggi ini, disebut daya puncak (peak power), hanya berlang¬sung selama I - 2 µ sec.Sehingga sebenarnya, daya rata-rata (average power) cukup rendah, yaitu :

Pav =

dimana : Pav = daya rata-rata Pp = daya puncak

= lebar pulsa T = selang waktu antara 2 pulsa berturutan

(1/Prf).Contoh : Untuk Early Warning Radar

Pp = 750 Kw = 1.5 / usecT = 1/200Maka :

Pav = = 225 watt

Sehingga ukuran-ukuran peralatan sumber tenaga (diesel¬gen set) tidak perlu besar. Bahkan ukurannya lebih ditentukan oleh kebutuhan lainnya seperti : lampu, pendingin ruangan, dan lain-lain.

11.6 ANTENA RADARRadar umumnya bekerja dalam daerah gelombang mikro (MW), Sehingga antenanyapun prinsip sama dengan antenna-antena gelombang mikro.Yang banyak digunakan adalah truncated parabolic antena, yang merupakan bagian dari sebuah para bola penuh dengan berkas pancaran yang berbentuk kipas (fan – shaped).

Gambar 11 – 7a

Antara yang horizontal biasanya digunakan untuk survailane radar atau radar navigasi.

Sedang yang tegak bisa dipakai untuk height finding radar. Susunan yang lebih lengkap dari sistem antenna ini terlihat pada Gambar 11-8. Reflektor parabola disinari oleh antenna pada Gambar 11 – 8. Reflektor parabola disinari oleh antenna corong (horn), yang terpaang pada bumbung gelombang. Karena antara berputar, pada bagian bumbung gelombang ada “rotary joint”.

Gambar 11 – 8Rens & Rens 424, Fig I